20 самых ярких звезды ночью на небе: +фото с описанием

Что такое сильные кислоты?

Кислоты — это ионные соединения, которые реагируют с раствором с образованием ионов водорода (H +). Более краткий способ описания кислоты — это сущность, которая легко отдает протон. Ионизированный атом водорода, атом без электрона — это просто протон.На другой стороне спектра базы — это сущности, которые легко принять этот протон.

Если участниками являются кислоты, то слабая кислота — это участник, который колеблется или неэффективен, когда дело доходит до передачи посылки или передачи протона. С другой стороны, сильная кислота — это та, которая всегда находится в напряжении и очень эффективна, когда дело доходит до передачи протонов.

Следовательно, чем больше концентрация ионов H + в растворе, тем более кислой является кислота.

Свойства кислот

Все кислоты обладают некоторыми химическими свойствами, которые можно назвать общими для данного класса химических соединений.

• Способность взаимодействовать с металлами, выделяя при этом водород.
• Способность взаимодействовать с основаниями, выделяя при этом соли.
• Способность менять цвет индикаторов – например, вызывать покраснение лакмусовой бумаги.

Во всех вышеназванных свойствах проявляется еще одно «умение» любой известной кислоты – это способность отдавать атом водорода, заменяя его на атом другого химического вещества или молекулу какого-либо соединения. Именно эта способность характеризует «силу» кислоты и степень ее взаимодействия с остальными химическими элементами.

Химические свойства кислот

• Взаимодействие с металлами (в ряду активности находящихся до водорода), протекает с выделением газообразного водорода и образованием солей:

H2SO4 + 2Na → Na2SO4 + H2↑

Металлы, находящиеся в ряду активности после водорода,  не вступают в реакцию с кислотой (кроме концентрированной серной кислоты).

Азотная и концентрированная серная кислоты проявляют свойства окислителей, и продукты реакций будут зависеть от концентрации, температуры и природы восстановителя.

• Взаимодействуют с оксидами основных и амфотерных металлов с образованием солей и воды:

H2SO4 + MgO → MgSO4 + H2O

• С основаниями, с образованием солей и воды (так называемая реакция нейтрализации):

H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O

• Кислоты могут взаимодействовать с солями, если в результате реакции будет образовываться нерастворимая соль, или выделяться газ:

H2SO4 + K2CO3 → K2SO4 + H2O + CO2↑

• Сильные кислоты могут вытеснять из солей более слабые кислоты:

3H2SO4 + 2K3PO4 → 3K2SO4 + H3PO4

Известные сильные кислоты

Самые известные кислоты из курса неорганической химии — это йодоводородная (HI), бромоводородная (HBr), соляная (HCl), серная (H2SO4) и азотная (HNO3) кислоты.

Все они обладают большим показателем кислотности и способны реагировать с большинством металлов и оснований. В этом ряду самой сильной кислотой является смесь азотной и соляной кислоты, получившая название «царская водка».

Формула самой сильной кислоты этого ряда -HNO3+3 HCl. Это соединение способно растворять даже драгоценные металлы – такие, как золото и платину.

Как ни странно, плавиковая кислота, которая представляет собой соединение водорода самым сильным галогеном – фтором, в претенденты на звание «Самая сильная кислота в химии» так и не попала. Единственной особенностью этого вещества является способность растворять стекло. Поэтому хранят такую кислоту в полиэтиленовой таре.

Фторированная карборановая кислота

Химическая формула: H (CHB 11 F 11)
H o  значение: -18
pK a  значение: -20

Карборановые кислоты являются одной из самых сильных групп суперкислот, известных человеку, немногие из которых, как считается, имеют значение функции кислотности Гамметта, равное -18, что более чем в миллион раз выше уровня кислотности, чем чистая (100%) серная кислота.

Одним из таких членов этой группы является фторированная карборановая кислота. Хотя о существовании такого химического вещества первоначально сообщалось в 2007 году, исследователи смогли в полной мере изучить его природу только в 2013 году. До его открытия корона сильнейшей кислоты Бренстеда перешла к сильно хлорированной версии этого семейства суперкислот.

Фторированный карборан является единственной известной кислотой, которая может протонировать (переносить ион водорода) диоксид углерода с образованием катионов, соединенных водородом. В отличие от этого, CO 2 не подвергается какой-либо заметной протонации при обработке другими суперкислотами, такими как магическая кислота и HF-SbF5.

Плавиковая кислота

Фтористый водород относят к еще одному сильному соединению. Выпускается в форме растворов с разной концентрацией. У продукта отсутствует цвет, при взаимодействии с водой выделяется тепло. Токсин разрушает стекло, металл, не контактирует с парафином.

Перевозят в полиэтилене. Плавиковая кислота опасна для человека, вызывает наркотическое состояние, нарушение кровообращения, проблемы с дыхательной системой. Соединение способно испаряться. Пары также обладают ядовитыми свойствами, способны раздражать слизистые оболочки и кожные покровы. Быстро всасывается через эпидермис и вызывает мутации.

Серная кислота

Химическая формула: H2SO4
pKa значение: -3
Ho значение: 12

Серная кислота или купорос не нуждаются в формальном введении. Он не имеет запаха, цвета и вызывает интенсивную экзотермическую реакцию при смешивании с водой. Серная кислота является важным химическим веществом, которое необходимо для многих отраслей промышленности, таких как сельское хозяйство, очистка сточных вод и нефтепереработка. Она также используется в кислотах аккумулятора и чистящих средствах.

Она также играет важную роль в изучении кислот в целом. Серная кислота служит базовым эталоном для сравнения уровней кислотности суперкислот или кислот. Хотя существует несколько способов получения серной кислоты, обычно используют контактный процесс и влажный процесс серной кислоты.

H 2 SO 4 может нанести значительный ущерб коже человека при прямом контакте. Это также очень разъедает многие металлы. Химическое вещество гораздо более агрессивно и опасно, когда присутствует в высокой концентрации, благодаря своим превосходным окислительным и дегидратирующим свойствам.

Соляная кислота

Химическая формула: HCl
pK A значение: -5,9

Подобно серной кислоте, соляная кислота также является важным химическим веществом, которое широко используется в лабораториях и различных отраслях промышленности. Соляная кислота была обнаружена где-то около 800 г. н.э. иранским ученым-эрудитом по имени Джабир ибн Хайян.

Те, кто задаются вопросом, почему соляная кислота сильнее серной кислоты, несмотря на то, что последняя является контрольной точкой для суперкислот, причина этого заключается в том, что серная кислота является дипротоновой кислотой, которая обычно не полностью диссоциирует.

Другими словами, HCl сильнее серной кислоты, поскольку ее ионы водорода (HCl) легко отделяются от хлорида по сравнению с сульфат-ионом из серной кислоты. Так или иначе, соляная кислота в основном используется в тяжелой промышленности для удаления ржавчины с железа и стали перед дальнейшей обработкой. Кроме того, это жизненно важный компонент в производстве органических (винилхлорид используется для ПВХ) и многих неорганических соединений.

Хлорная кислота

Химическая формула: HClO 4
pK A значение: -10, -15.2

Хлорная кислота является одной из самых сильных кислот Бренстеда-Лоури, которые обладают сильными окислительными свойствами и обладают высокой коррозионной активностью. Традиционно ее получают обработкой перхлората натрия соляной кислотой (HCl), которая также создает хлорид натрия.

NaClO4 + HCl → NaCl + HClO4

В отличие от других кислот, хлорная кислота не подвержена гидролизу. Это также одна из самых регулируемых кислот в мире. Еще в 1947 году в Лос-Анджелесе, штат Калифорния, около 150 человек получили ранения и 17 человек погибли в результате химического взрыва, в котором содержалось почти 75% хлорной кислоты (по объему) и 25% ангидрида уксусной кислоты. Также было повреждено более 250 близлежащих зданий и транспортных средств.

Несмотря на взрывную природу, хлорная кислота широко используется и даже предпочтительна в некоторых типах синтеза. Это также важный компонент перхлората аммония, который используется в современном ракетном топливе.

Азотная кислота

Азотная кислота — это бесцветная минеральная кислота с высокой коррозионной активностью. Азотная кислота широко используется для нитрования — добавления нитратной группы к молекуле, обычно к органическому соединению. Подобно HCl, его значение pH близко к -1 и почти полностью диссоциирует в растворе воды, что также делает его значение Ka большим — 2,4 × 10.

Являясь исключительно хорошим окислителем, он взрывоопасно реагирует с неметаллами и органическими веществами. Нитрование органических соединений азотной кислотой — известный метод производства взрывчатых веществ, таких как тринитротолуол (ТНТ). Он также используется для очистки кремниевых пластин или удаления примесей с нержавеющей стали.

В целях безопасности строго рекомендуется хранить азотную кислоту вдали от оснований и органических веществ из-за ее агрессивности. Попадание на кожу может вызвать серьезные химические ожоги и немедленно разложить плоть и ткани. В качестве лечебного средства можно нанести большое количество воды на место ожога, чтобы «нейтрализовать» эту кислоту.

Фторсульфоновая кислота

Химическая формула: HSO 3 F
H O значение: -15.1
pK A значение: -10

Фторосерная кислота или серно-фтористоводородная кислота (официальное название) является второй сильнейшей однокомпонентной кислотой, доступной сегодня. Это желтый на вид и, конечно, очень едкий / токсичный. HSO 3 F обычно получают путем взаимодействия фтористого водорода с триоксидом серы, и в сочетании с пентафторидом сурьмы он образует «волшебную кислоту», гораздо более сильную кислоту и протонирующий агент.

Кислота может быть использована для алкилирования углеводородов (с алкенами) и изомеризации алканов, а также для травления стекла (художественное стекло). Это обычный фторирующий агент в лабораториях.

Сильные органические кислоты в мире

Существуют опасные кислоты не только химического, но и органического происхождения. Они также несут негативные последствия для здоровья.

Муравьиная кислота

Одноосновная кислота, не имеет цвета, хорошо растворима в ацетоне и перемешивается с водой. Опасна при повышенной концентрации, при попадании на кожу разъедает ткани, оставляет сильные ожоги. В состоянии газа воздействует на слизистые оболочки глаз и дыхательные пути. При попадании внутрь провоцирует серьезное отравление с неблагоприятными последствиями.

Уксусная

Опасное соединение, применяемое в быту. Хорошо контактирует с водой, что снижает ее концентрацию. При попадании внутрь вызывает сильные ожоги внутренних органов, пары неблагоприятно влияют на слизистые оболочки, раздражая их. В высокой концентрации приводит к серьезным ожогам, вплоть до некроза тканей. Требуется немедленная госпитализация при передозировке уксусной кислотой.

Синильная

Опасное и ядовитое вещество. Присутствует в косточках некоторых ягод.  При вдыхании в небольшом количестве вызывает нарушение дыхания, головную боль и другие неприятные симптомы.

При проникновении внутрь в большом количестве приводит к быстрой смерти человека из-за паралича дыхательного центра. Если произошло отравлении солями синильной кислоты требуется быстрое введение антидота и доставка в медицинское учреждение.

Самая сильная кислота в мире

Carborane acid – карборановая кислота, которая является на сегодняшний день самой сильным соединением в мире. Формула самой сильной кислоты выглядит таким образом: H(CHB11Cl11).

Этот монстр был создан в 2005 году в Калифорнийском университете при тесном сотрудничестве с Новосибирским институтом катализа СО РАН.

Сама идея синтеза возникла в головах ученых вместе с мечтой о новых, невиданных доселе молекулах и атомах. Новая кислота в миллион раз сильнее серной, при этом она совершенно не агрессивна, и самая сильная кислота легко может храниться в стеклянной бутылке. Правда, со временем стекло все-таки растворяется, а при повышении температуры скорость такой реакции значительно увеличивается.

Такая удивительная мягкость обусловлена высокой стабильностью нового соединения. Как и все химические вещества, относящиеся к кислотам, карборановая кислота легко вступает в реакцию, отдавая свой единственный протон. При этом основание кислоты является настолько стабильным, что химическая реакция дальше не идет.

Новая кислота – отличный донор протона Н+. Именно это и определяет силу этого вещества. Раствор карборановой кислоты содержит больше ионов водорода, чем любая другая кислота в мире. В химической реакции SbF5 — пентафторид сурьмы, связывает илон фтора. При этом высвобождаются новые и новые атомы водорода. Поэтому карборановая кислота и является сильнейшей в мире – взвесь протонов в ее растворе больше аналогичного показателя серной кислоты в 2×1019 раз.

Однако кислотное основание этого соединения потрясающе стабильно. Молекула этого вещества состоит из одиннадцати атомов брома и такого же количества атомов хлора. В пространстве эти частицы образуют сложную, геометрически правильную фигуру, которую называют икосаэдром. Такое расположение атомов является наиболее устойчивым, и это объясняет стабильность карборановой кислоты.

Уникальное свойство самой сильной кислоты

Если где-нибудь упоминается о наиболее сильной в мире кислоте, человеческая фантазия рисует вещество, которое растворяет все на своем пути.

На самом деле, разрушительные свойства совсем не являются основным признаком силы химического вещества. К примеру, многие полагали, что наиболее мощной кислотой является плавиковая, поскольку она растворяет стекло. Но это далеко от истины.

Плавиковая кислота разъедает стеклянную тару, но может храниться в емкостях из полиэтилена.

Признанная наиболее сильной в мире карборановая кислота может легко храниться в стеклянных сосудах. Дело в том, что этому химическому веществу свойственна значительная химическая стабильность.

Как и другие подобные соединения, карборановая кислота, вступая в реакцию с реагентами, отдает заряженные атомы водорода.

После такой реакции состав имеет незначительный отрицательный заряд и не оказывает разрушительное воздействие на окружающие материалы.

Объективное измерение кислотности

Фактически, именно так объективно измеряется кислотность с помощью шкалы pH. Шкала варьируется от 1 до 14, где 1 соответствует очень сильной кислоте, 7 — нейтральному раствору и 14 — очень сильному основанию.

Шкала pH — это логарифмическая шкала. Он принимает отрицательный логарифм (обозначается p) концентрации ионов H + (H в pH). Если каким-то образом концентрация ионов водорода уменьшится, pH увеличится по мере увеличения основности.

Однако это не просто концентрация, но и деятельность этих ионов. Действие этих ионов зависит от многих факторов, и концентрация — только один из них. При этом, для простоты, давайте продолжим понятие концентрации.

Определенную кислотность можно получить, растворив кислоту в растворе воды. Катионы H + не могут свободно перемещаться; они реагируют с молекулами воды (H2O) с образованием ионов гидроксония (H3O +) и гидроксид-ионов (OH-).

Следовательно, более высокая концентрация ионов H3O + в воде сигнализирует о присутствии сильной кислоты. Остаточный ион, лишенный протона или ионов H +, является основанием. Таким образом, в некотором смысле кислоты и основания естественным образом существуют парами. Общее представление о реакции между водой и кислотой можно проиллюстрировать этим выражением.

Другой метод определения относительной кислотности растворов — определение Константа равновесия диссоциации кислоты, обозначается «Ка».

Ссылаясь на приведенное выше уравнение, мы можем найти величину Ka с помощью:

[H3O +] и [A-] представляют концентрации ионов гидроксония и отделенного основания в молях на литр. В то время как [HA] — это концентрация молекул, которые были молчаливыми и не вносили никаких ионов H +.

Для сильной кислоты продукт в числителе имеет большее значение по сравнению с количеством, указанным ниже, в знаменателе, так как сильная кислота будет быстро катализировать расщепление и производить больше ионов, оставляя меньше молекул HA. Следовательно, значение Ка для сильной кислоты будет больше 1.

Для слабой кислоты, напротив, произведение в числителе имеет меньшее значение по сравнению со знаменателем, поскольку оно очень неспособно производить ионы H +. Следовательно, значение Ka для слабой кислоты будет меньше 1.

Таким образом, величина Ka определяет абсолютную силу кислоты.

Реакции кислот и оснований

Слабое основание и слабая кислота

Общий вид реакции:
Слабое основание(р-р) + H2O ↔ Слабая кислота(р-р) + OH-(р-р)

Сильная кислота и слабое основание

Кислота полностью диссоциирует, основание диссоциирует не полностью:

NH3 (р-р) + H+ ↔ NH4

Сильное основание и слабая кислота

Основание полностью диссоциирует, кислота диссоциирует частично, результирующий раствор имеет слабые свойства основания:

HX(р-р) + OH-(р-р) ↔ H2O + X-(р-р)

Сильная кислота и сильное основание

Такая реакция называется нейтрализацией: при количестве реагентов достаточном для полной диссоциации кислоты и основания, результирующий раствор будет нейтральным.

Пример:
H3O+ + OH- ↔ 2H2O

Сколько кислоты может убить человека?

Сколько ядовитой кислоты требуется, чтобы получить отравление или наступила смерть? Сильные кислоты незамедлительно проявляют реакцию, поэтому в отдельных случаях достаточно маленькой капли либо одного вдоха.

Количество кислоты, способной спровоцировать отравление, зависит от возраста человека, его физического состояния, иммунной системы, способности организма к сопротивлению вредным веществам. У детей отравление развивается быстрее, чем у взрослых из-за ускоренного обмена веществ. Точную дозировку способен установить медицинский работник.

Симптомы отравления кислотой

Как проявляется отравление кислотой? В зависимости от вида соединения возможно развитие разных симптомов. Однако для всех отравлений характерно наличие одинаковых проявлений.

Признаки:

• Болезненные ощущения при глотании, боль в горле, пищеводе, желудке. При серьезных отравлениях возможно развитие болевого шока.
• Тошнота, рвотные позывы. Выходящие массы приобретают черный оттенок из-за кровотечения в желудке.
• Учащенное биение сердца.
• Сильная диарея, каловые массы черного оттенка при наличии кровотечения в кишечнике.
• Пониженное давление.
• Бледные кожные покровы и слизистые оболочки, возможно посинение верхнего слоя эпидермиса.
• Сильная головная боль.
• Пониженное количество мочи.
• Нарушение дыхательного процесса, дыхание частое, прерывистое.
• Потеря сознания, впадение в кому.

При появлении одного из признаков требуется немедленно вызвать бригаду скорой помощи. Жизнь и дееспособность пострадавшего зависят от быстрой реакции окружающих людей.

Лечение при отравлении ядом

До приезда врачей пострадавшему допустимо оказать первую помощь. При отравлении не обойтись без квалифицированной помощи, но некоторые действия способны облегчить состояние пациента.

Что делать:

1. Если причиной отравления стал газ, то пациента выводят либо выносят на свежий воздух;
2. Человека кладут на горизонтальную поверхность, обеспечивают ему полный покой;
3. Запрещено промывать желудок, это способно привести к повторному ожогу пищевода;
4. На область живота кладут лед, подобное действие поможет остановить внутреннее кровотечение;
5. Нельзя давать человеку таблетки и питье, чтобы не спровоцировать негативные последствия.

Последствия и профилактика

Отравление кислотами часто заканчивается летальным исходом. При вовремя начатом лечении возможен благоприятный прогноз, но во многих случаях человек остается инвалидом. Действие всех кислот негативно сказывается на состоянии пищеварительного тракта, страдает мозг и нервная система.

Избежать интоксикации возможно при соблюдении осторожности во время работы с кислотами. Токсичные вещества нельзя оставлять в местах, доступных для детей и животных. При использовании токсичных соединений надевают защитную одежду, глаза скрывают за очками, на руках присутствуют перчатки.

Самая страшная и опасная кислота не доступна для простого обывателя. Однако в лабораториях важно соблюдать осторожность при использовании подобных веществ. При возникновении признаков отравления, требуется срочно обратиться в медицинское учреждение.