Kwasy tlenowe i beztlenowe

Kwas azotowy(V) HNO₃

Bezbarwna ciecz, temp. topnienia -41,1^oC, temp. wrzenia 84^oC, gęstość 1,52 g/cm³, silnie dymiąca na wilgotnym powietrzu. Występuje w znikomych ilościach w powietrzu (synteza tlenku azotu NO z pierwiastków podczas wyładowań elektrycznych), skąd przechodzi do gleby, tworząc azotany. Miesza się z wodą we wszystkich stosunkach, tworzy hydraty HNO₃*H₂O (temp. topnienia -38^oC), HNO₃*3H₂O (temp. topnienia -18,5^oC), z wodą tworzy azeotrop zawierający 69,2% HNO₃o temp. wrzenia 121,8^oC i gęstości 1,41 g/cm³ (postać handlowa, tzw. stężony k.a.), rozkłada się powoli (czynnikiem przyśpieszającym tą reakcję jest światło): 4HNO₃ 4NO₂ + 2H₂O + O₂ dzięki czemu roztwory kwasu azotowego mają zabarwienie żółte. Jest mocnym utleniaczem, palne substancje (np. drewno, słoma, bibuła) zapalają się po zwilżeniu stęż. kwasem azotowym. Rozpuszcza większość metali (z wyjątkiem metali szlachetnych np. Au, Pt) z wydzieleniem tlenków azotu. Niektóre metale (np. Al, Cr, Fe) ulegają pasywacji w stężonym k.a. podczas gdy roztwarzają się w rozcieńczonym. Kwas azotowy utlenia niektóre niemetale (siarkę do kwasu siarkowego, fosfor do kwasu fosforowego). Zmieszany z kwasem siarkowym tworzy mieszaninę nitrującą, stosowaną do nitrowania związków organicznych. Mieszanina kwasu azotowego z kwasem solnym (w stosunku 1:3) nosi nazwę wody królewskiej. Woda królewska swą wyjątkową reaktywność zawdzięcza wolnemu chlorowi i chlorokompleksom tworzącym się w niej:
HNO₃ + 3HCl NOCl + 2Cl + 2H₂O. Dawniej był otrzymywany przez działanie kwasem siarkowym na azotany, obecnie jest produkowany metodą katalitycznego utleniania amoniaku (metoda Ostwalda). Tlenek azotu powstający w tej reakcji utlenia się tlenem z powietrza 2NO + O₂ NO₂ a następnie rozpuszcza w wodzie NO₂ + H₂O HNO₃ + HNO₂. Stosowany do wyrobu nawozów sztucznych, jedwabiu sztucznego, barwników, środków leczniczych, do nitrowania związków organicznych (m.in. przy produkcji materiałów wybuchowych), jako utleniacz w paliwach rakietowych.

Kwas borowy H₃BO₃

Ortoborowy kwas, borny kwas; bezbarwne krystaliczne ciało stałe, topi się w temp. 185^oC. W wodzie jest słabo rozpuszczalny: w temp. 0^oC 1,9g/100cm³, rozpuszczalność szybko rośnie ze wzrostem temperatury. W wodzie zachowuje się jak słaby kwas; K₁ = 7,3*10^-10, K₂ = 1,8*10^-13, K₃ = 2*10^-14, jego moc znacznie zwiększa się w obecności glicerolu lub mannitolu - przyczyną tego jest powstanie związku chelatowego. Podczas ogrzewania traci stopniowo wodę przechodząc w kwas metaborowy HBO₂, a następnie tlenek B₂O₃. Z alkoholami, np. CH₃OH, tworzy łatwo lotne estry. Otrzymywany przez wyparcie mocnym kwasem z soli - boraksu. Znajduje zastosowanie w lecznictwie (posiada własności dezynfekujące), do wyrobu emalii, w kosmetyce, przemyśle tekstylnym, mydlarskim, garbarskim, do lutowania, (kwasy poliborowe) itd.

Kwas chlorowy(V) HClO₃

Kwas chlorowy w przygotowaniu.

Kwas chlorowy(VII) HClO₄

Kwas nadchlorowy w przygotowaniu.

Kwas fosforowy(V) H₃PO₄

Ortofosforowy(V) kwas; białe, krystaliczne ciało stałe, temp. topnienia 42,3^oC, dobrze rozpuszczalne w wodzie (670g / 100g H₂O w temp. 25^oC). Jest kwasem trójprotonowym o średniej mocy (K₁=1.1*10^-2, K₂=1.2*10^-7, K₃=1.8*10^-12), tworzy trzy szeregi soli np. NaH₂PO₄, Na₂HPO₄, Na₃PO₄. W temp. pokojowej jest substancją trwałą, nie ma własności utleniających, podczas odwadniania ulega kondensacji tworząc kwasy polifosforowe. Jest otrzymywany w wyniku:

1. działania rozcieńczonym kwasem siarkowym na fosforan(V) wapnia (ew. apatyt lub zmielone kości):
   Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂SO₄ 3CaSO₄ + 2H₃PO₄,
2. działania wodą na tlenek fosforu(V): P₂O₅ + 3H₂O 2H₃PO₄,
3. przez utlenianie fosforu czerwonego średnio stężonym kwasem azotowym:
   3P + 5HNO₃ + 2H₂O 3H₃PO₄ + 5NO.

W handlu są syropowate 85-90% roztwory kwasu fosforowego. Stosowany głównie do wyrobu nawozów sztucznych (np. superfosfatu podwójnego), do wyrobu fosforanów, w przemyśle spożywczym (jako dodatek do napojów gazowanych [antyutleniacz] - symbol E 338), do wytwarzania fosforanowych powłok ochronnych na metalach, do wytwarzania wielu środków farmaceutycznych. Kwas fosforowy jest również używany do oczyszczania soków w cukrownictwie, jako płyn do lutowania, w stomatologii, do wyrobu kitów porcelanowych, w lecznictwie i laboratoriach analitycznych.

Kwas siarkowy(VI) H₂SO₄

Kwas siarkowy jest bezbarwną, żrącą, oleistą cieczą; wrze w temp. 296^oC, topi się w temp. 10,36^oC. Jest jednym z najważniejszych produktów stosowanych w przemyśle chemicznym i innych (jest najtańszym mocnym kwasem), miesza się z wodą we wszystkich stosunkach. Stężony kwas siarkowy jest silnie higroskopijny (dlatego jest stosowany jako środek suszący i odciągający wodę), powoduje zwęglanie substancji organicznych zawierających tlen i wodór. Stężony kwas siarkowy działa utleniająco, zwłaszcza w podwyższonej temp., rozpuszcza metale półszlachetne np. Cu, Ag, z wydzieleniem dwutlenku siarki:
Cu + 2H₂SO₄ CuSO₄ + 2H₂O + SO₂. Kwas siarkowy jest bardzo mocnym kwasem dwuprotonowym. Metale znajdujące się w szeregu napięciowym przed wodorem rozpuszczają się w rozcieńczonym kwasie siarkowym z wydzieleniem wodoru. Jako kwas trudno lotny k. siarkowy jest stosowany do wypierania kwasów lotniejszych np. HNO₃, HCl, CH₃COOH z ich soli np.
NaCl + H₂SO₄ HCl + NaHSO₄ . Tworzy sole: siarczany i wodorosiarczany. SO₃ rozpuszcza się w kwasie s. tworząc oleum czyli dymiący kwas siarkowy, w którym występują kwasy polisiarkowe np. kwas dwusiarkowy(VI) H₂S₂O₇. Dawniej otrzymywany był metodą komorową (utlenianie SO₂ do SO₃ tlenkami azotu), obecnie jest otrzymywany metodą kontaktową (utlenianie SO₂ do SO₃ tlenem z powietrza w obecności platyny lub tlenku wanadu(V) jako katalizatora). Stosowany w zależności od stężenia do: wyrobu rozpuszczalnych nawozów fosforowych, siarczanu amonu i innych nawozów sztucznych, do oczyszczania (trawienia) powierzchni metali (np. żelaza w celu usunięcia rdzy przed cynkowaniem, cynowaniem lub emaliowaniem), do suszenia gazów, produkcji papieru, rafinacji tłuszczów i olejów, do oczyszczania nafty i wosku ziemnego, do wyrobu włókien sztucznych i materiałów wybuchowych, otrzymywania innych chemikaliów, jako elektrolit w akumulatorach do sulfowania i nitrowania związków organicznych, w garbarstwie, drożdżownictwie, gorzelnictwie, farbiarstwie, itp. Postać handlowa: k.s. techniczny 76-78%, gęstość 1,7g/cm³, k.s. techniczny stężony 94-96%, gęst. 1,84g/cm³, k.s. czysty stężony 95,6-98,8%, gęst. 1,84g/cm³, k.s. akumulatorowy ok. 30% H₂SO₄.

Kwas solny HCl aq

Nazwa systematyczna: kwas chlorowodorowy; bardzo czynny chemicznie, mocny kwas, będący wodnym roztworem gazowego HCl. Nasycony w temperaturze 15^oC wodny roztwór kwasu solnego ma stężenie 42,7% i gęstość 1,21g/cm³. W handlu znajduje się około 38% roztwór o gęstości 1,19g/cm³. Rozpuszcza z wydzieleniem wodoru metale znajdujące się przed wodorem w szeregu napięciowym, np. Mg + 2HClaq H₂ + MgCl₂, oraz tlenki, wodorotlenki i węglany metali, twożąc chlorki. Kwas chlorowodorowy znajduje się w soku żołądkowym (ok. 0,5%). Jest otrzymywany przez absorbcję chlorowodoru w wodzie. Chlorowodór do produkcji kwasu solnego wytwarza się syntetycznie z chloru i wodoru H₂ + Cl₂ 2HCl (temp. procesu około 700-900^oC), wykorzystuje się gazy odpadowe z chlorowania związków organicznych, na przykład syntezy chlorku benzylu:
C₆H₆ + Cl₂ C₆H₆Cl + HCl lub otrzymuje się przez działanie stężonym kwasem siarkowym na chlorek sodu
H₂SO₄ + 2NaCl Na₂SO₄ + 2HCl (temp. procesu około 400-500^oC). Stosowany w przemyśle metalurgicznym, włókienniczym, cukrowniczym, oraz do produkcji mas plastycznych, barwników organicznych i innych. Znajduje równierz zastosowanie w lecznictwie i jako jeden z podstawowych odczynników laboratoryjnych. Jest składnikiem różnych środków czyszczących np. Cilitu (około 10% kwasu solnego) i innych.