Органические и неорганические кислоты, основания и амфотерные соединения

Среди неорганических и органических соединений есть вещества с кислотными, основными и амфотерными свойствами.

Кислоты

Вспомним известные нам определения кислот.

Кислоты — это вещества, состоящие из атомов водорода, способных замещаться на металл, и кислотных остатков.

Кислоты — это электролиты, в растворах которых из катионов содержится только катион водорода

H^{+}

Самые известные неорганические кислоты — это соляная $HCl$, серная $H_2SO_4$, азотная $HNO_3$, фосфорная $H_3PO_4$. Эти кислоты в больших количествах используются на химических предприятиях.

Органические кислоты больше знакомы из обыденной жизни. Они встречаются в природе и придают кислый вкус многим продуктам. Перечислим некоторые из таких кислот: молочная, щавелевая, лимонная.

В курсе химии мы знакомились также с одноосновными карбоновыми кислотами, к которым относятся муравьиная $HCOOH$, уксусная $CH_3COOH$, стеариновая

C_{17} H_{35} COOH

, олеиновая

C_{17} H_{33} COOH

. В молекулах всех органических кислот есть карбоксильная группа $COOH$.

Для кислот характерны общие свойства.

У растворимых кислот кислый вкус.
Они диссоциируют на ионы водорода и кислотного остатка, изменяют окраску индикаторов.
Кислоты вступают в реакции с металлами (до $H$), с основными и амфотерными оксидами, основаниями и амфотерными гидроксидами, а также с некоторыми солями.
Кислородсодержащие и карбоновые кислоты реагируют со спиртами с образованием сложных эфиров.

Вспомним, как идут некоторые реакции, на примере соляной и уксусной кислот.

Соляная кислота	Уксусная кислота
$HCl \to H^{+} + {Cl}^{-}$	${CH}_{3} COOH ⇄ {CH}_{3} {COO}^{-} + H^{+}$
$Mg + 2HCl = {MgCl}_{2} + H_{2} ↑_{}$	$Mg + 2 {CH}_{3} COOH \to {({CH}_{3} COO)}_{2} Mg + H_{2} ↑_{}$
$CuO + 2HCl = {CuCl}_{2} + H_{2} O$	$CuO + 2 {CH}_{3} COOH \to {({CH}_{3} COO)}_{2} Cu + H_{2} O$
$KOH + 2HCl = 2KCl + H_{2} O$	$KOH + {CH}_{3} COOH \to {CH}_{3} COOK + H_{2} O$

Основания

Основания — вещества, состоящие из атомов металла и одной или двух гидроксогрупп.

Основания — это электролиты, в растворах которых из анионов содержатся только гидроксид-ионы

{OH}^{-}

Неорганические основания — это гидроксиды металлов, которые содержат одну или две гидроксогруппы $OH$: гидроксид натрия $NaOH$, гидроксид кальция $Ca(OH)_2$, гидроксид меди($II$) $Cu(OH)_2$.

Обрати внимание!

Основные свойства имеет также аммиак. В его водных растворах есть гидроксид-ионы:

{NH}_{3} + H_{2} O ⇄ {NH}_{4}^{+} + {OH}^{-} .

Органические основания — это некоторые азотсодержащие соединения, например амины: метиламин $CH_3NH_2$, этиламин $C_2H_5NH_2$.

У неорганических и органических оснований есть общие свойства.

Растворимые основания и амины диссоциируют в водных растворах с образованием гидроксид-ионов ${OH}^{-}$ .
Они изменяют окраску индикаторов.
Реагируют с кислотами с образованием солей.

Сравним свойства гидроксида натрия и метиламина.

1. Оба вещества при растворении в воде образуют гидроксид-ионы:

NaOH \to {Na}^{+} + {OH}^{-},

{CH}_{3} {NH}_{2} + H_{2} O ⇄ {CH}_{3} {NH}_{3}^{+} + {OH}^{-} .

2. Оба вещества реагируют с кислотами с образованием солей:

NaOH + HBr = NaBr + H_{2} O,

{CH}_{3} {NH}_{2} + HBr \to {CH}_{3} {NH}_{3} Br .

Амфотерные соединения

Амфотерные соединения — это вещества, которые могут проявлять как основные, так и кислотные свойства.

Амфотерные неорганические соединения — это оксиды и гидроксиды металлов в степенях окисления $+3$, $+4$ и некоторых металлов в степени окисления $+2$ ($MnO_2$, $Al(OH)_3$, $PbO$, $Zn(OH)_2$ и другие).

Среди органических веществ амфотерные свойства проявляют аминокислоты, например аминоуксусная кислота (глицин) $H_2N—CH_2—COOH$.

Сравним свойства гидроксида цинка и аминоуксусной кислоты.

1. Оба вещества образуют соли в реакциях с кислотами:

{Zn (OH)}_{2} + 2HCl = {ZnCl}_{2} + {2H}_{2} O,

H_{2} N — {CH}_{2} — COOH + HCl \to Cl [H_{3} N — {CH}_{2} — COOH] .

2. В реакциях со щелочами тоже образуются соли:

{Zn (OH)}_{2} + 2KOH \overset{t}{=} K_{2} {ZnO}_{2} + {2H}_{2} O,

H_{2} {N — CH}_{2} {— COOH + KOH \to H}_{2} {N — CH}_{2} {— COOK + H}_{2} O .

Вернуться в тему

Следующая теория

1. Органические и неорганические кислоты, основания и амфотерные соединения

Теория: