Кислоты, основания щелочи

Группа ГС-15.1
Дисциплина «Естествознание»
9 февраль 2016 г.
Задание: прочитать, написать краткий конспект, выполнить тест в
конце лекции. Выписываем и вопрос и к нему ответ!
Моя почта: [email protected]
Тема: «Кислотные дожди. Кислоты и щелочи. Показатель кислотности растворов рН».
Кислоты, основания щелочи
Слово «кислота» происходит от латинского слова «кислый». Некоторые продукты с нашего
стола, к примеру, уксус или лимонный сок, — кислоты. Основание — соединение,
химически противоположное кислоте, и при реакции с кислотой дает нейтральное
соединение — соль. Растворимые в воде основания называются щелочами. В цитрусовых
плодах — грейпфрутах, апельсинах лимонах — содержатся лимонная и аскорбиновая
кислоты. Пчелиный яд – кислота. Нейтрализовать её можно основанием. В цитрусовых
плодах – грейпфрутах, апельсинах, лимонах – содержится лимонная и аскорбиновая
кислоты.
Кислоты
Кислоты — это соединения, содержащие водород и образующие ионы водорода (Н+) при
растворении в воде. Ионы — это частицы с электрическим зарядом. Именно ионы придают
кислотам их свойства, но существовать они могут только в растворе. Следовательно,
свойства кислот проявляются исключительно в растворах. Молекула серной кислоты
(H2SO4) состоит из атомов водорода, серы и кислорода. В состав соляной кислоты (НСl)
входят водород и хлор. Кислота считается сильной, если большинство ее молекул
распадаются в растворе, выделяя ионы водорода. Соляная, серная, азотная кислоты
относятся к сильным.Сила кислоты измеряется числом рН — водородным показателем.
Сильные кислоты очень агрессивны; попав на поверхность предмета или на кожу, они
прожигают её. На контейнерах с сильными кислотами ставятся принятые во всем мире
символы, означающие «опасно» и «высокая активность».
Такие кислоты, как лимонная или уксусная, т.е. произведенные живыми организмами,
называются органическими. Кислоты широко применяются в химической и медицинской
промышленности, в производстве продуктов питания и синтетических волокон.
Виноградный уксус содержит слабую кислоту, называемую уксусной. В помидорах есть
органическая салициловая кислота. В цветных пятнах на коже морских улиток содержится
кислота с неприятным вкусом, отпугивающая хищников. Для всех кислот характерно
сходное поведение в химических реакциях. Например, при реакциях кислот с основаниями
образуется нейтральное соединение — соль и вода. Реакции кислот с
большинством металлов дают соль и водород. Реагируя с карбонатами, кислоты дают соль,
углекислый газ и воду. Известный кулинарам пекарный порошок содержит гидрокарбонат
натрия и винную кислоту. Когда в муку, содержащую пекарный порошок, добавляют воду,
кислота и карбонат порошка вступают в реакцию, углекислый газ начинает выделятся в
виде пузырьков, и это помогает тесту подниматься.
Основания и щелочи
Основание — это соединение, химически противоположное кислоте. Щелочью называется
основание, растворимое в воде. Смешиваясь с кислотой, основание нейтрализует её
свойства, и продуктом реакции является соль. Зубная паста — основание, нейтрализующее
кислоту, оставшуюся во рту после приема пищи. Бытовые жидкие очистители содержат
щелочи растворяющие грязь. Желудочные таблетки содержат щелочи, нейтрализующие
обращающуюся при несварении желудка кислоту. С точки зрения химии основания — это
вещества, способные присоединять ионы водорода (Н+) из кислоты. Ион оксида (О2-) и ион
гидроксида (ОН-) могут соединяться с ионами водорода в кислоте. Значит, оксиды
металлов, например оксид магния, и гидроксиды металлов, например гидроксид натрия
(едкий натр), являются основаниями. Гидроксид натрия (NаОН) состоит из натрия,
кислорода и водорода. Гидроксид магния (Мg(ОН)2) состоит из магния, кислорода и
водорода.
Многие основания и щёлочи — очень едкие вещества и потому опасны: они разъедают
живые ткани. Жидкие очистители содержат щелочи, растворяющие грязь. В бумажной
промышленности гидроксид натрия растворяет древесную смолу и освобождает волокна
целлюлозы, из которых производится бумага. Гидроксид натрия (едкий натр) используется
в чистящих жидкостях, а также (как и гидроксид калия) для производства мыла. Мыло —
это соль, образующаяся при реакции щелочей с кислотами растительных жиров. Жало осы
выпускает щелочь, которую можно нейтрализовать кислотой, например уксусом.
рН и индикаторы
Сила кислот и оснований определяется числом рН. Это мера концентрации ионов водорода
в растворе. Число рН изменяется от 0 до 14. Чем меньше рН, тем выше концентрация водородных ионов. Раствор, рН которого меньше 7, — кислота. Апельсиновый сок имеет рН 4,
значит, это кислота. Вещества с рН = 7 нейтральны, а вещества с рН больше 7 — основания
или щелочи. рН кислоты или щелочи можно определить с помощью индикатора. Индикатор
— это вещество, меняющее цвет при контакте с кислотой или щелочью. Так лакмус
краснеет в кислоте и синеет в щелочи. Кислота окрашивает синюю лакмусовую бумажку в
красные цвет, а красная лакмусовая бумажка в щелочи становится синей или фиолетовой.
Лакмус получают из примитивных растений, называемых лишайниками. Другие растения,
например, гортензия и краснокочанная капуста, также являются природными
индикаторами.
Так называемый универсальный индикатор – это смесь нескольких красок. Он меняет цвет
в зависимости от pH вещества. Он становится красным, оранжевым или желтым в кислотах,
зеленым или желтым в нейтральных растворах и синим или фиолетовым в щелочах.
Серная кислота
Серная кислота играет важную роль в промышленности, прежде всего в производстве
удобрений на основе суперфосфатов и сульфата аммония. Она также используется в
производстве синтетических волокон, красителей, пластмасс, лекарств, взрывчатых
веществ, моющих средств, автомобильных аккумуляторов. Когда-то серную кислоту
называли минеральной кислотой, так как ее получали из серы — вещества,
встречающегося в земной коре в виде минерала. Серная кислота очень активна и
агрессивна. При растворении в воде она выделяет много тепла, поэтому ее нужно вливать
в воду, но не наоборот — тогда кислота растворится, а вода поглотит тепло. Она — мощный
окислитель, т.е. при реакциях окисления она отдает кислород другим веществам. Серная
кислота также является осушителем, т.е. забирает воду, связанную с другим веществом.
Когда сахар (C12H22O11) растворяется в концентрированной серной кислоте, кислота
забирает у сахара воду, и от сахара остается пенящаяся масса черного угля.
Кислотные дожди
Термин «кислотные дожди» был введен английским химиком Р.Э.Смитом более 100 лет
назад.
В 1911 г. в Норвегии зффафиксировали случаи гибели рыб в результате подкисления
природной воды. Однако только в конце 60-х гг., когда аналогичные случаи в Швеции,
Канаде, США привлекли внимание общественности, возникло подозрение, что причина —
дождь с высоким содержанием серной кислоты.
Кислотные дожди — это атмосферные осадки (дождь, снег) с рН менее 5,6
(повышенной кислотностью).
Образуются кислотные дожди при промышленных выбросах в атмосферу диоксида серы и
оксидов азота, которые, соединяясь с атмосферной влагой, образуют серную и азотную
кислоты. В результате дождь и снег оказываются подкисленными (число рН ниже 5,6). В
Баварии (ФРГ) в августе 1981 г. выпадали дожди с кислотностью рН = 3,5. Максимальная
зарегистрированная кислотность осадков в Западной Европе — рН =2,3.
Суммарные мировые антропогенные выбросы оксидов серы и азота составляют ежегодно
более 255 млн т. Кислотообразующие газы надолго остаются в атмосфере и могут
передвигаться на расстояния в сотни и даже тысячи километров. Так, значительная часть
выбросов Великобритании попадает в северные страны (Швецию, Норвегию и др.), т.е. с
трансграничным переносом, и наносит ущерб их экономике.
На огромной территории природная среда закисляется, что весьма негативно отражается на
состоянии всех экосистем. Выяснилось, что природные экосистемы подвергаются
разрушению даже при меньшем уровне загрязнения воздуха, чем тот, который опасен для
человека.
Опасность представляют, как правило, не сами кислотные осадки, а протекающие под их
влиянием процессы.
Кислотные дожди вымывают биогены (незаменимые химические элементы, из которых
состоит вещество живых организмов - углерод, водород, кислород, азот, сера...) из почвы.
Частицы гумуса и глины обычно заряжены отрицательно и удерживают такие
положительные ионы, как Са2+, К+, NH+. Просачивающаяся кислота уносит биогенные
ионы, т. к. их вытесняет ионы водорода.
Под действием кислотных осадков из почвы выщелачиваются не только жизненно
необходимые растениям питательные вещества, но и токсичные тяжелые и легкие металлы
— свинец, кадмий, алюминий и др. Впоследствии они сами или образующиеся токсичные
соединения усваиваются растениями и другими почвенными организмами, что ведет к
весьма негативным последствиям. Например, возрастание в подкисленной воде содержания
алюминия всего лишь до 0,2 мг на один литр летально для рыб, а токсичность тяжелых
металлов (кадмия, свинца и др.) проявляется в еще большей степени.
Пятьдесят миллионов гектаров леса в 25 европейских странах страдает от действия
кислотных дождей. Так, например, гибнут хвойные горные леса в Баварии. Отмечены
случаи поражения хвойных и лиственных лесов в Карелии, Сибири и в других районах
нашей страны.
Воздействие кислотных дождей и других загрязнителей снижает устойчивость лесов к
засухам, болезням, природным загрязнениям, что приводит к еще более выраженной их
деградации
как
природных
экосистем.
Контрольное задание.
Тест.
1.Лимонная, яблочная, щавелевая, муравьиная, молочная, уксусная, соляная – это ... .
2. Кислоты – это ... .
3. Соотнесите формулы и названия кислот:
1. серная;
2.cоляная;
3.фосфорная;
4. азотная;
5.сероводородная;
6.угольная;
7.плавиковая;
8.сернистая;
9.кремниевая;
10.бромоводородная;
11.йодоводородная.
а) H2SO3;
б) HNO3;
в) H2SO4;
г) H2S;
д) H3PO4;
е) H2SiO3;
ж) H2CO3;
з) HCl;
и) HI;
к) HF;
л) HВr.
4.Лакмус, метиловый оранжевый и фенолфталеин – это ... , специальные веществакрасители.
5.Щелочи получаются при взаимодействии воды с ... .
6.Какой из процессов является следствием выбросов в атмосферу оксидов азота и серы?
a) парниковый эффект
b) разрушение озонового экрана
c) кислотные дожди
d) смог
7.Основной причиной образования кислотных дождей является наличие в атмосфере?
a)
b)
c)
d)
метана
сернистого газа
углекислого газа
фреонов