 |
 |
Kwasy tlenowe i beztlenowe
Kwas azotowy(V)
HNO3
Bezbarwna ciecz, temp. topnienia -41,1oC, temp. wrzenia
84oC, 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 -38oC),
HNO3*3H2O (temp. topnienia -18,5oC), z wodą tworzy azeotrop zawierający 69,2% HNO3o
temp. wrzenia 121,8oC 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. 185oC. W wodzie jest słabo rozpuszczalny: w temp. 0oC
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
42,3oC, dobrze rozpuszczalne w wodzie (670g
/ 100g H2O w temp. 25oC). 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: - działania rozcieńczonym kwasem siarkowym na fosforan(V) wapnia (ew. apatyt lub zmielone
kości):
Ca3(PO4)2 + 3H2SO4
3CaSO4 + 2H3PO4, - działania wodą na tlenek fosforu(V): P2O5 +
3H2O
2H3PO4, - 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.
296oC, topi się w temp. 10,36oC. 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 15oC 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 700-900oC), 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 400-500oC). 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.
|
 |
 |