几种重要的酸 现在,我们来讨论另一类化合物一一酸盐酸、硫酸、硝酸是酸类中最重要的三种酸,我们先来谈谈它们的性质。
1.盐酸(HC1)盐酸是一种叫做氯化氢(HCI)气体的水溶液,浓盐酸里含有37%的氯化氢.纯净盐酸是无色的液体,工业上用的粗盐酸因含有杂质(主要是铁的化合物)而显黄色,盐酸是一种挥发性酸,打开盛装浓盐酸的瓶盖,就可闻到股刺激性的气味,在瓶口还冒出白色的雾.这是因为从盐酸里逸出的氯化氢气体,溶解在瓶口附近空气的水蒸气里里,生成许多微小的盐酸酸滴,形成一团团白色的酸雾。
盐酸具有酸味,我们由于某种原因而泛胃作呕的时候,常有一股酸味从胃里冒出,这就是盐酸的酸味,因为在我们的胃里含有大约0.5%左右的盐酸,通常我们称它为“胃酸”。
盐酸能腐蚀皮肤和织物物.在使用时应该小心,不要让它溅在皮肤或衣服上。
盐酸能够使紫色的石蕊试液或蓝色的石蕊试纸变红,但它不能使无色的酚酞试液变色.如果酚酞试液里因有碱的存在而显红色,加入一定量盐酸后,可使红色重新变为无色。
盐酸是一种酸性很强的酸,它能和碱反应生成盐(盐酸盐,就是氯化物)和水。
盐酸能和多种金属如锌、铝、铁等起置换反应,放出氢气并生成盐酸盐(即氯化物).例如:
2HC1+Zn=ZnCl2(氯化锌)+H2↑
盐酸还能和金属氧化物反应,生成盐酸盐和水.例如:
2HC1+Mgo=Mgcl2(氯化镁)+H2O
2HC1+Cuo=Cucl2(氯化铜)+H2O
反应结果,金属氧化物溶解在盐酸里.由于这个缘故,工业上常用盐酸来除去金属表面上的锈(主要成分是金属氧化物)在焊接金属时,我们可以看到工人先在焊接的地方,涂上一层所谓“盐镪水”(就是盐酸),清除去金属表面的锈,然后才能把焊锡焊牢。
盐酸也能和某些盐类发生复分解反应,生成新酸和新盐例如,第三章里所讲的用盐酸和大理石(碳酸钙)反应制取二氧化碳,实际上是分两步进行的:第一步是盐酸和碳酸钙(一种盐类,是碳酸的盐)起复分解反应,生成新酸(碳酸)和新盐(氯化钙),即:
2HC1+Caco3=H2CO3(碳酸)+Cacl2(氯化钙)
因为这个反应生成的碳酸,是一种极不稳定的酸,生成后立刻分解产生二氧化碳气体逸出:
H2CO3=CO2↑+H2O
又如,盐酸和硝酸银(一种硝酸盐)溶液反应:
HC1+AgNO3=AgCI↓(氯化银)+HNO3(硝酸)
也产生新酸(硝酸)和新盐(氯化银,一种不溶性的白色沉淀)。
2.硫酸(H2SO4)纯净的硫酸是一种无色、粘稠、油状的液体.市售的浓硫酸是含硫酸96%的溶液,它的比重是1.84.
酸具有强烈的吸水性,工业上和实验室里常用它来干燥气体.它能使木材、皮肤、织物等脱水炭化.如果把一根火柴梗浸在硫酸里,火柴梗外层立刻变成焦黑的炭.衣服上溅着了浓硫酸,很快就会发焦变黑.我们皮肤上沾到了硫酸,将受到和灼伤一样的伤害.
硫酸是一种不挥发酸,它的沸点比较高(340°C),打开盛贮硫酸的瓶盖,瓶口没有白色的酸雾发生,也闻不到什么气味。
硫酸容易溶解于水,溶解时放出大量酸时,必须十分小心,一定的热.用水稀释硫要把酸慢慢地沿着容器的壁倒入水中,千万不能把水倒入硫酸中.这是因为硫酸的比重比水大得多,如果把水倒入硫酸,水将浮在硫酸的液面上,只有在水和硫酸两个液面相接触的地方,硫酸和水相互混溶,混放出大量的热,不能迅速地发散开去,使那里温度骤然升得很溶时高,形成局部的剧烈的沸腾,大量酸滴将从容器里喷溅出来,造成危险.但如果把硫酸慢慢地沿着容器的壁倒入水中,硫酸将穿过水层而沉入容器底部.当硫酸穿过水层时,不断地和水混溶,放出的热量随即被周围的水所吸收,这样就不会形成局部高温而发生沸腾.因此就没有危险. 硫酸(特别是它的稀溶液)的化学性质在许多方面和盐酸十分相似:
(1)硫酸的稀溶液也有酸味,使紫色的石蕊试液或蓝色的石蕊试纸变红。
(2)硫酸也能和碱反应生成盐(硫酸盐)和水.
(3)硫酸也能和某些金属例如锌、铁等起置换反应,放出氢气并生成硫酸盐.在实验室里就是用稀硫酸和锌反应来制取氢气的。
(4)硫酸也能和金属氧化物反应,生成硫酸盐和水,例如:
H2SO4+Mgo=Mgso4+H2O
H2S04+Cuo=Cuso4+H2O
(5)硫酸也能和某些盐起复分解反应,生成新酸和新盐.例如:
2NaCl+H2SO4=强热=2HC1↑(氯化氢)+Na2SO4(硫酸钠)
这个反应里生成的氯化氢(它的水溶液就是盐酸)在较高温度时成气体逸出。
但是,如果我们比较一下硫酸和盐酸的分子式,就可看到,在硫酸分子里含有氧元素,而盐酸则没有.硫酸和盐酸这种分子组成上的差异,自然也会反映到它们的性质上来.因此,硫酸也显现出一些和盐酸不同的性质.例如:
(1)浓碗酸具有氧化性.把木炭粉和浓硫酸混和后一起加热,结果木炭里的碳就被硫酸氧化成二氧化碳。盐酸是没有氧化性的.
(2)浓硫酸加热到它的沸点(340"C)左右时,会分解成氧化物(三氧化硫)和水,
H2SO4=加热=SO3↑+H2O
盐酸加热时只会挥发产生氯化氢气体,不会分解
3.硝酸(HNO3)纯净的硝酸是一种无色的液体,但般因其中溶有二氧化氮(NO2)气体而带黄色,它的比重约为1.52.通常实验室用的浓硝酸的浓度,大约是65%.硝酸和盐酸一样,是一种挥发性酸,打开盛贮硝酸酸的瓶盖,可以闻到一股强烈的刺激性气味,并在瓶口有白色的酸雾,这就是由于硝酸蒸气溶解于空气里的水蒸气而生成的。
硝酸具有极强的腐蚀性,它对皮肤、织物等有强烈的腐蚀作用,它的俗名叫做“硝镪水”,在使用时要特别小心。
硝酸的化学性质和硫酸、盐酸有许多共同的地方.例如的稀溶液也有酸味,也能使紫色石蕊试液或蓝色石蕊试纸变红,但不能使无色的酚酞试液变色.
硝酸也能跟碱、金属氧化物等起反应,生成盐(硝酸盐)和水。
硝酸对金属的反应和盐酸、稀硫酸不同.硝酸(即使是稀的)具有极强的氧化性,它和金属反应后产生的氢气,立刻被溶液里多余的硝酸氧化成水.因此硝酸和金属反应的结果生成硝酸盐、水和氮的氧化物,而得不到氢气。
硝酸很不稳定,浓硝酸在常温下见到日光就会分解,受热时分解更快分解结果除了生成氮的氧化物和水以外,还有氧气因此,平时我们必须把浓硝酸保存在深棕色的瓶子里。