Оглавление
- 1 Кислота
- 1.1 Определение кислот
- 1.2 Кислоты Бренстеда-Лоури
- 1.3 Кислоты Льюиса
- 1.4 Современные определения
- 1.5 Диссоциация и равновесие
- 1.6 Пары кислотно-щелочных конъюгатов
- 1.7 Константа равновесия и диссоциации
- 1.8 Номенклатура кислот
- 1.9 Кислотная прочность
- 1.10 Суперкислоты и кислоты Льюиса
- 1.11 Монопротонные и полипротонные кислоты
- 1.12 Нейтрализация и буферные растворы
- 1.13 Титрование
- 1.14 Нейтрализация кислотного раствора
- 1.15 Дипротонная кислота
- 1.16 Применение кислот
- 1.17 Кислоты в продуктах питания
- 1.18 Кислоты в организме человека
- 1.19 Кислотный катализ
- 1.20 Биологическое явление
- 1.21 Кислоты и их свойства
- 1.22 Минеральные кислоты
- 1.23 Сульфоновые кислоты
- 1.24 Карбоновые кислоты
- 1.25 Галогенированные карбоновые кислоты
- 1.26 Виниловые карбоновые кислоты
- 1.27 Нуклеиновые кислоты
- 1.28 Полный текст статьи:
- 2 Кислота – Arc.Ask3.Ru
Кислота
-
Определение кислот
- Кислота — это молекула или ион, способные отдавать протон или образовывать ковалентную связь с электронной парой.
- Кислоты Бренстеда-Лоури отдают протон, образуя ион гидрония.
- Кислоты Льюиса образуют ковалентную связь с электронной парой.
-
Кислоты Бренстеда-Лоури
- Кислоты Бренстеда-Лоури содержат атом водорода, связанный с химической структурой.
- Водные растворы кислот Бренстеда-Лоури имеют кислый вкус и окрашивают лакмусовую бумажку.
- Примеры: соляная кислота, уксусная кислота, серная кислота, лимонная кислота.
-
Кислоты Льюиса
- Пример: трифторид бора.
- Кислоты Льюиса не всегда являются кислотами Бренстеда-Лоури.
-
Современные определения
- Современные определения касаются кислотно-основных реакций.
- Кислоты Аррениуса увеличивают концентрацию ионов H+ в воде.
- Кислоты Бренстеда-Лоури отдают протон основанию Бренстеда-Лоури.
- Кислоты Льюиса принимают пару электронов от другого вещества.
-
Диссоциация и равновесие
- Реакции кислот обобщаются как HA ⇌ H+ + A−.
- Протонированная форма кислоты называется свободной кислотой.
-
Пары кислотно-щелочных конъюгатов
- Отличаются на один протон
- Преобразуются путем добавления или удаления протона
- Обобщенная схема реакции: HA+ ⇌ H+ + A
-
Константа равновесия и диссоциации
- Константа равновесия K выражает равновесные концентрации молекул или ионов
- Константа диссоциации кислоты Ka используется в кислотно-основных реакциях
- Более сильная кислота имеет более высокую Ka и меньший pKa
-
Номенклатура кислот
- Кислоты Аррениуса названы по анионам
- В системе ИЮПАК к названию ионного соединения добавляется “водный”
-
Кислотная прочность
- Сила кислоты определяется ее способностью терять протон
- Сильная кислота полностью диссоциирует в воде
- Слабая кислота диссоциирует частично
-
Суперкислоты и кислоты Льюиса
- Суперкислоты сильнее 100%-ной серной кислоты
- Кислоты Льюиса классифицированы в модели ECW
-
Монопротонные и полипротонные кислоты
- Монопротонные кислоты отдают один протон на молекулу
- Полипротонные кислоты отдают более одного протона
- Дипротонные кислоты могут диссоциировать один или два раза
- Трипротонные кислоты могут диссоциировать один, два или три раза
-
Нейтрализация и буферные растворы
- Нейтрализация – реакция между кислотой и основанием
- Слабая кислота и сильное основание дают слабоосновную соль
- Слабая кислота и слабое основание дают слабокислую соль
- Слабые кислоты и соли сопряженных оснований образуют буферные растворы
-
Титрование
- Кислотно-основное титрование используется для определения концентрации кислоты
-
Нейтрализация кислотного раствора
- Для нейтрализации кислотного раствора добавляют щелочной раствор с известной концентрацией.
- Кривая титрования имеет две оси: объем основания и значение рН раствора.
- При добавлении основания рН раствора всегда повышается.
-
Дипротонная кислота
- Кривая титрования дипротонной кислоты имеет две точки эквивалентности и две буферные области.
- Первая точка эквивалентности наступает при титровании всех первых ионов водорода.
- Вторая точка эквивалентности наступает при титровании всех ионов водорода, что требует в два раза больше OH.
- Для слабой дипротонной кислоты вторая точка эквивалентности достигается при рН выше 7.
-
Применение кислот
- Кислоты используются в промышленности для производства удобрений, моющих средств, батареек и красителей.
- В химической промышленности кислоты вступают в реакции нейтрализации и этерификации.
- Кислоты применяются для удаления ржавчины и коррозии с металлов, а также в аккумуляторных батареях.
-
Кислоты в продуктах питания
- Винная кислота содержится в незрелых манго и тамаринде.
- Лимонная кислота содержится в апельсинах и лимоне.
- Щавелевая кислота содержится в помидорах и шпинате.
- Аскорбиновая кислота (витамин С) содержится в амле, лимоне и гуаве.
- Уксусная кислота используется в качестве уксуса.
- Лимонная кислота используется как консервант в соусах и маринадах.
- Углекислота используется в безалкогольных напитках.
-
Кислоты в организме человека
- Соляная кислота способствует пищеварению.
- Аминокислоты необходимы для синтеза белков.
- Жирные кислоты необходимы для роста и восстановления тканей.
- Нуклеиновые кислоты играют важную роль в производстве ДНК и РНК.
- Углекислота важна для поддержания рН-равновесия.
-
Кислотный катализ
- Кислоты используются как катализаторы в промышленной и органической химии.
- Некоторые кислоты влияют на реакции дегидратации и конденсации.
- В биохимии многие ферменты используют кислотный катализ.
-
Биологическое явление
- Нуклеиновые кислоты содержат кислые фосфатные группы и определяют генетический код.
- ДНК содержит химическую основу для синтеза белков.
- Клеточные мембраны содержат сложные эфиры жирных кислот.
- Аминокислоты имеют центральный углерод, карбоксильную группу, аминогруппу и переменную группу.
- Жирные кислоты и их производные играют важную роль в биологии.
- Клеточная мембрана состоит из фосфолипидного бислоя.
- Соляная кислота входит в состав желудочной кислоты.
- Кислотно-щелочное равновесие регулирует дыхание млекопитающих.
- Клеточные мембраны непроницаемы для заряженных молекул, но некоторые кислоты могут проникать через мембрану в протонированной форме.
-
Кислоты и их свойства
- Кислоты, теряющие протон при внутриклеточном рН, существуют в растворимой заряженной форме.
- Слабые кислоты, такие как ибупрофен, аспирин и пенициллин, могут диффундировать через цитозоль.
-
Минеральные кислоты
- Галогеноводороды: HF, HCl, HBr, HI
- Гипофтористоводородная кислота (HFO)
- Серная кислота (H2SO4)
- Сернокислый фтор (HSO3F)
- Азотная кислота (HNO3)
- Фосфорная кислота (H3PO4)
- Фторантимоновая кислота (HSbF6)
- Фтороборная кислота (HBF4)
- Гексафторфосфорная кислота (HPF6)
- Хромовая кислота (H2CrO4)
- Борная кислота (H3BO3)
-
Сульфоновые кислоты
- Общая формула RS(=O)2–OH
- Примеры: метансульфоновая кислота (CH3SO3H), этансульфоновая кислота (CH3CH2SO3H), бензолсульфоновая кислота (C6H5SO3H), п-толуолсульфоновая кислота (CH3C6H4SO3H), трифторметансульфоновая кислота (CF3SO3H), полистиролсульфоновая кислота ([CH2CH(C6H4)SO3H]n)
-
Карбоновые кислоты
- Общая формула R-C(O)OH
- Примеры: уксусная кислота (CH3COOH), лимонная кислота (C6H8O7), муравьиная кислота (HCOOH), глюконовая кислота HOCH2-(CHOH)4-COOH, молочная кислота (CH3-CHOH-COOH), щавелевая кислота (HOOC-COOH), винная кислота (HOOC-CHOH-CHOH-COOH)
-
Галогенированные карбоновые кислоты
- Галогенирование в альфа-положении увеличивает силу кислоты
- Примеры: фторуксусная кислота, трифторуксусная кислота, хлоруксусная кислота, дихлоруксусная кислота, трихлоруксусная кислота
-
Виниловые карбоновые кислоты
- Двойная углерод-углеродная связь разделяет карбонильную и гидроксильную группы
- Пример: аскорбиновая кислота
-
Нуклеиновые кислоты
- Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК)
- Рибонуклеиновая кислота (РНК)