Вопрос ?, страница 97 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Вопрос в параграфе. Параграф 18. Неорганические и органические кислоты. Глава III. Вещества и их свойства - страница 97.

Условие.

Какие общие свойства, обусловленные катионом водорода, характеризуют неорганические и органические кислоты?

Решение.

Решение 2.

Общие свойства неорганических и органических кислот обусловлены их способностью диссоциировать в водных растворах с образованием катионов водорода $H^+$ (или, точнее, ионов гидроксония $H_3O^+$) и анионов кислотного остатка. Именно наличие свободных катионов водорода определяет следующие характерные химические свойства кислот:

1. Электролитическая диссоциация

Все кислоты, как неорганические, так и органические, в той или иной степени являются электролитами. В водном растворе они обратимо диссоциируют (распадаются на ионы), создавая в растворе избыток катионов водорода.

Пример для сильной неорганической кислоты (соляная кислота):

$HCl \rightarrow H^+ + Cl^-$

Пример для слабой органической кислоты (уксусная кислота):

$CH_3COOH \leftrightarrow H^+ + CH_3COO^-$

Ответ: Способность к электролитической диссоциации с образованием катионов водорода $H^+$.

2. Взаимодействие с металлами

Кислоты реагируют с металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений до водорода. В результате реакции образуются соль и выделяется газообразный водород. Катионы водорода $H^+$ выступают в роли окислителя, принимая электроны от атомов металла и восстанавливаясь до молекулярного водорода.

Пример для неорганической кислоты:

$2HCl + Mg \rightarrow MgCl_2 + H_2 \uparrow$

Пример для органической кислоты:

$2CH_3COOH + Zn \rightarrow (CH_3COO)_2Zn + H_2 \uparrow$

Ответ: Реакция с активными металлами (стоящими до $H_2$ в ряду активности) с образованием соли и выделением водорода.

3. Взаимодействие с основными и амфотерными оксидами

Кислоты вступают в реакцию с основными и амфотерными оксидами, образуя соль и воду. Это реакция обмена, в которой ион водорода соединяется с ионом кислорода из оксида.

Пример для неорганической кислоты и основного оксида:

$H_2SO_4 + CuO \rightarrow CuSO_4 + H_2O$

Пример для органической кислоты и амфотерного оксида:

$2HCOOH + ZnO \rightarrow (HCOO)_2Zn + H_2O$

Ответ: Реакция с основными и амфотерными оксидами с образованием соли и воды.

4. Взаимодействие с основаниями (реакция нейтрализации)

Кислоты реагируют с основаниями (как растворимыми – щелочами, так и нерастворимыми) с образованием соли и воды. Эта реакция называется реакцией нейтрализации. Ее суть заключается во взаимодействии ионов $H^+$ от кислоты и гидроксид-ионов $OH^-$ от основания с образованием слабо диссоциирующего вещества — воды.

Пример для неорганической кислоты и щелочи:

$HNO_3 + NaOH \rightarrow NaNO_3 + H_2O$

Пример для органической кислоты и нерастворимого основания:

$2CH_3COOH + Cu(OH)_2 \rightarrow (CH_3COO)_2Cu + 2H_2O$

Сокращенное ионное уравнение для реакции сильной кислоты и сильного основания:

$H^+ + OH^- \rightarrow H_2O$

Ответ: Реакция с основаниями с образованием соли и воды (реакция нейтрализации).

5. Взаимодействие с солями

Кислоты реагируют с солями, если в результате реакции обмена образуется осадок, выделяется газ или образуется более слабая кислота. Это свойство также основано на способности кислоты быть донором ионов $H^+$.

Пример для неорганической кислоты (выделение газа):

$2HCl + Na_2CO_3 \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2 \uparrow$

Пример для органической кислоты (образование более слабой кислоты в виде осадка):

$2CH_3COOH + K_2SiO_3 \rightarrow 2CH_3COOK + H_2SiO_3 \downarrow$

Ответ: Реакция с солями более слабых или летучих кислот с их вытеснением из соли.

6. Изменение окраски индикаторов

Наличие ионов $H^+$ в растворе создает кислую среду (при $25^\circ C$, $pH < 7$), что вызывает характерное изменение цвета кислотно-основных индикаторов.

• Лакмус становится красным.
• Метиловый оранжевый (метилоранж) становится розовым.
• Фенолфталеин остается бесцветным.

Это свойство является универсальным для водных растворов всех кислот и служит для их качественного определения.

Ответ: Изменение окраски индикаторов в кислой среде (например, лакмус становится красным).