Қышқыл

Қышқыл

Уикипедия жобасынан алынған  мәлімет 

 Мында өту: шарлау, іздеу 

 

Қышқыл (орысша: кислота) —  химиялық қосынды, көк лакмус қағазына қызыл рең беретін ерітінді, дәмі қышқыл. Қышқылдар құрамына қарай  оттекті, оттексіз болып, олардағы сутек  атомдарының сандарына қарай  бір және көп негізді деп бөлінеді.

 

Азот, тұз, күкірт қышқылдары сұйық заттар, ал фосфор және бор  қышқылы (Н3БО3) - қатты заттар болса, кремний қышқылы суда ерімейтін  іркілдек зат. Көмір және күкіртті қышқылдары тұрақсыз, оңай айырылатын заттар.

Һ2ЦО3→ЦО2↑+Һ2О;

Һ2СО3→Һ2О|+СО2↑

 

Қышқылдардың құрылымдық формуласын жазғанда әуелі сутектің таңбасын шетіне жазамыз, өйткені ол бір валентті элемент.

 

Оттексіз қышқылдарда  сутек қышқыл түзуші элементпен тікелей  байланысады: Н—ЦЫ Н—С—Н, т.б.Мазмұны  [жасыру]

1 Аталуы

2 Алынуы

3 Қышқылдардың химиялық  қасиеттері 

3.1 Қышқылдардың металдармен  әрекеттесуі металдың белсенділігіне  қарай жүреді; белсенді металдардың  көпшілігі қышқылдардан сутегін  ығыстырады:

3.2 Қышқылдардың негіздік  оксидтермен әрекеттесуі нәтижесінде  тұз бен су түзіледі:

3.3 Қышқылдар еритін де, ерімейтін де негіздермен әрекеттеседі:

3.4 Қышқылдар тұздармен  алмасу реакциясына түседі

3.5 Кейбір қышқылдар қыздырғанда  айырылады

4 Қолданылуы

5 Қышқылдық

6 Ашылу тарихы

7 Қышқылға төзімділік

8 Қышқылды жаңбыр

9 Қышқыл тау жыныстары

10 Пайдаланылған Әдебиеттер

 

[өңдеу]

Аталуы

 

Кейбір қышқылдардың тарихи қалыптасқан атаулары бар: ҺЦл - тұз  қышқылы, ҺФ - балқытқыш қышқыл; Н2РО4 - сутектің ортофосфаты, ал Н2СО3 - сутектің карбонаты деп аталады.

 

Ал халықаралық номенклатура бойынша Н2РО4 тетраоксотригидрофосфат  деп молекула құрамындағы атомдардың сандары грек сандарымен көрсетіліп аталады. Қышқылдарға сәйкес келетін  оксидтерді қышқылдардың ангидридтері (сусыз қышқыл) деп атайды.

[өңдеу]

Алынуы

 

Оттексіз қышқылдарды  жай заттардың тікелей әрекеттесуі (синтез әдісі) бойынша алады:

Һ2+Цл2=2ҺЦл

Һ2+С=Һ2С

 

Түзілген газдарды суда еріткенде  қышқылдар алынады.

 

Кейбір оттекті қышқылдарды  сәйкес оксидтерін сумен әрекеттестіріп алады:

СО2+Һ2О=Һ2СО3

СО3+Һ2О=Һ2СО4

 

Егер фосфорды жағып алып, түзілген ак буға су қосып шайқасақ, ерітінді лакмусты қызғылт түске  бояйды, себебі мына реакциялар жүреді:

4П+5О2=2П2О5

П2О5+3Һ2О=2Һ3ПО4

қышқылдық оксид + су = қышқыл

 

Кейбір ұшқыш, тұрақсыз және ерімейтін қышқылдарды олардың  тұздарына концентрлі қышқылмен  әсер етіп алуға болады.

 

Ас тұзының кристалдарына  концентрлі күкірт қышқылын қосқанда хлорлы сутектің ақ тұманы газ күйінде  бөлінеді, оны суда ерітіп тұз қышқылын аламыз.

НаЦл+Һ2СО4=2ҺЦл↑+На2СО4

 

Осы реакцияны кеңсе желіміне концентрлі тұз қышқылымен әсер етіп көрсетеміз.

На2СіО3+ 2ҺЦл = Һ2СіО3↓ + 2НаЦл

[өңдеу]

Қышқылдардың химиялық қасиеттері

 

Қышқылдардың касиеттері алуан түрлі болып келеді, оны  көрсету үшін мынадай сұлба жазып  аламыз:

 

Қышқылдар:

белсенді металдармен

негіздік оксидтермен

негіздермен

тұздармен

қыздырудың әсері (кейбір қышқылдар үшін)

[өңдеу]

Қышқылдардың металдармен  әрекеттесуі металдың белсенділігіне қарай жүреді; белсенді металдардың  көпшілігі қышқылдардан сутегін  ығыстырады:

Һ2СО4+Ца=ЦаСО4+Һ2↑

Һ2СО4+Зн=ЗнСО4+Һ2↑

белсенді металл + қышқыл = тұз + сутегі

[өңдеу]

Қышқылдардың негіздік оксидтермен  әрекеттесуі нәтижесінде тұз  бен су түзіледі:

Һ2СО4+ЦаО=ЦаСО4+Һ2О

2ҺЦл+ЗнО=ЗнЦл2+Һ2О

қышқыл + негіздік оксид = тұз + су

[өңдеу]

Қышқылдар еритін де, ерімейтін  де негіздермен әрекеттеседі:

ҺЦл+НаОҺ=НаЦл+Һ2О

2ҺЦл+Цұ(ОҺ)2↓=ЦұЦл2+2Н2О

қышқыл + негіз = тұз + су

[өңдеу]

Қышқылдар тұздармен алмасу реакциясына түседі

Һ2СО4+БаЦл2=БаСО4↓+2ҺЦл

ҺЦл+АгНО3=АгЦл↓+ҺНО3

2НСл+СаСО3=СаСл2+Н2О+СО2↑

қышқыл + тұз = жаңа тұз + жаңа қышқыл

[өңдеу]

Кейбір қышқылдар қыздырғанда  айырылады

Һ2СіО3→СіО2+Һ20

[өңдеу]

Қолданылуы

 

ҺНО3 - азотты тыңайткыштар алу  үшін

 

Һ2СО4 - өте кең қолданыс табады, сондықтан оны химия өндірісінің  «наны» деп атайды.

 

Н3РО4- фосфор тыңайтқыштарын алу үшін ҺЦл - тұздарын алу үшін, медицинада.[1]

[өңдеу]

Қышқылдық

 

Қышқылдық (орысша: кислотность) - ортаның рН өлшем бірлігінен берілетін  сипаттамасы. Бұл өлшем бойынша  рН7 мөлшері бейтарап орта саналады, егер ол көрсеткіштен жоғары болса  ортаның сілтілік әсері жоғарылайды. РН шкаласы 10-дық логарифм негізінде  жасалған сондықтан рН4 артық рН5 ортасына қарағанда 10 есе қышқыл, ал рН6 ортасына қарағанда 100 есе қышқыл болады.[2]

 

Қышқылдар.

 

Қышқылдар – құрамында  металға алмаса алатын сутектің бір  немесе бірнеше атомы бар және суда ерігенде сутек иондарын Н+ түзетін  химиялық қосылыстар.

[өңдеу]

Ашылу тарихы

 

ХВЫЫ ғасырда неміс  химигі И.П. Глаубер (1604 – 1670) тұз қышқылды мен азот қышқылын өздерінің тұздарынан алып, қышқылды көп мөлшерде өндіруге жол ашты.

 

Ағылшын химигі Р.Бойль (1627 – 1691) Глауберден сатып алған тұз  қышқылының ерітіндісін кездейсоқ  көкшіл күлгін гүлге төгіп алып, оның бірден ашық қызыл түске боялғанын  байқаған.

 

Осыдан барып ерітіндіде қышқылдың бар екендігін көрсететін индикаторларды (лакмус, фенолфталейн, метилоранж, т.б.) ашты. Ол индикаторларды зерттей келе фосфор қышқылын анықтайды. Алғаш қатты күйінде алынған  бор қышқылын француз ғалымы М.Гомберг (1866 – 1947) ашты.

 

Кейіннен мұндай қатты  күйде алынған қышқылдын саны көбейе түсті. Мыс., шарап қышқылын швед химигі К.В. Шееле (1742 – 1786) шарап тасымалдайтын  бөшкенің ішкі қабырғасындағы «шарап тасы» деп аталатын қақтан тазартып алды.

 

Ол кейіннен жемістер мен  өсімдіктерден лимон қышқылын, алма қышқылын, т.б. қышқылды қатты күйдегі  кристалл түрінде бөліп алды. Көмір  қышқылын ағылшын химигі Дж. Б. Пристли (1894 – 1984) көмір қышқыл газын суға еріту арқылы алды.

 

ХВЫЫЫ ғасырдың соңына қарай  оннан астам қышқыл бөлініп алынды. Ол кездері қышқылға суда еритін қышқыл дәмі бар лакмус индикаторының түсін  қызылға бояйтын заттар жатқызылды. қышқылдың химиялық құрамы кейіннен оттек және сутек газдары ашылғаннан соң барып айқындала бастады.

 

Француз химигі А.Л. Лавуазье құрамы оттекпен байланысқан қышқылды зерттеген. Алайда құрамында оттексіз қышқыл да болатыны тәжірибе жүзінде  анықталды. Сондықтан, қышқыл оттекті  және оттексіз деп екі үлкен топқа  бөлінеді. Қышқылдың табиғатын зерттеу 1838 жылы неміс химигі Ю.Либих (1803 – 1873) ұсынған қышқылдың сутекті теориясынан  басталды. Ол қышқыл деп құрамында  металға орнын беретін сутек  бар қосылыстарды, ал швед физик-химигі С.А. Аррениус (1859 – 1927) қышқыл деп суда өзінен сутек катионын бөлетін заттарды атады.

 

Д.И. Менделеев суда еритін заттардың онымен химиялық әрекеттесіп, гидраттанған бөлшектер түзетінін  дәлелдеді. Бұл екі көзқарастың  басын біріктірген орыс химигі И.А. Каблуков (1857 – 1942) қышқылдық қасиетке ие болатын сутек катионы емес, оның сумен әрекеттескенде түзілетін  оксоний ионы (Н3О+) екенін анықтады. Мысалы, тұз қышқылы дегеніміз  газ күйіндегі хлорсутектің суда әрі еріп, әрі гидраттанған екі  ионы:

НСл + Н2О=Н3О++Цл–.

 

Қышқылдың судағы ерітіндісінде  түзілетін оксоний иондарының мөлшері  басым болса (диссоциациялану дәрежесі жоғары болса), ол күшті қышқыл қатарына жатады. Сұйық ерітінділерінде қышқылдың  диссоциациялану дәрежесі 3%-ға дейін  – әлсіз, ал 3 – 30%-ға дейінгісі –  орташа, 30%-дан асса – күшті қышқыл деп аталады.

 

Қышқыл металдар орнын  баса алатын сутек атомының санына қарай

бірнегізді қышқылдар,

көп негізді қышқылдар  болып бөлінеді.

 

1915 жылы АҚШ ғалымы Франклин  судан басқа еріткіштерде түзілетін  қышқылдың болатынын ашты. Ол  судың орнына сұйық күйдегі  аммиакты алып аквохимияға сәйкестендіріп  аммонохимияның негізін қалады. Қышқылдың қызметін суда оксоний  ионы (Н3О+), аммонохимияда аммоний  ионы (НҺ4+) атқарады. Суда еріткенде  тұзға жататын мүсәтір НҺ4ЦІ (аммоний  хлориді) сұйық аммиакта ерітілсе, онда ол қышқылдық қасиет көрсетеді.

 

1923 жылы дат химигі И.Н.  Бренстед (1879 – 1947) өзінің протондық  теориясында қышқылға өзінен  протон (Н+) бөлуге қабілеті бар  сутекті қосылыстардың барлығын  да жатқызуды ұсынды. Ол алғаш  рет сутекті қосылыстардың кез  келген еріткішпен әрекеттесетіндігін  дәлелдеп, қышқылдық жүйе түзуінің  сапалық та, сандық та сипаттамасын  жасап берді.

 

Осы жылы АҚШ ғалымы Г.Н. Льюис (1875 – 1946) жариялаған электрондық теориясында  қышқыл деп өзіне электрон жұбын  қосып алуға қабілетті бөлшектерді  атады. Қышқылдың сутек катионы (Н+) акцептор қызметін атқарды. Кешенді  қосылыстардың түзілуін сипаттайтын  акцептор қышқылына басқа да металл катиондары жатады (мысалы, Цұ2+, Фе3+, Зн2+, Һг2+, т.б.).

 

1939 жылы қышқылдың жалпылама  теориясын қазақстандық ғалым,  академик М.И. Усанович ұсынды. Оның пікірінше қышқыл өздерінен  катион (протон) бөліп шығара алатын  немесе анион (электрон) қосып  ала алатын бөлшектер болып  табылады. Бұл жоғарыда аталған  теориялардағы (сутекті, протондық,  электрондық, т.б.) анықтамалардың  бәрін де қамтитын әмбебап  теория болып табылады. Қышқылдық  қасиетті атомдар да, молекулалар  да, иондар да көрсете алады.

 

Құрамында сутек атомы  бар молекулалар (НСІ, Н2СО4, т.б.), өзіне  электрон қосып алуға бейім тотықтырғыштар (СІ2, О2, КМнО4, ҺНО3, т.б.), әсіресе, анионға  қосыла алатын барлық катиондар (На+, Мг2+, Ал3+, Цұ2+, Фе3+, Сн4+, т.б.) түгелдей қышқыл қызметін атқарады.

 

Зерттеулер нәтижесінде  қышқылдың өзіндік ерекшеліктерін айқындауға қол жеткізілді. Мысалы, қоқырлы қышқылдың (фосфор элементін  алу кезінде түзілетін фосфорлы қоқыр) таза термиялық фосфор қышқылынан айырмашылығы – құрамында тотықпай қалған фосфордың әр түрлі формалары (Р4, Һ2ПО2, Һ2ПО3, Һ3ПО3), сілтілік, сілтілік-жер, ауыр металдар катиондары, фторидтер, органикалық заттар, тағыда басқа  заттардың болуында.

 

Қоқырлы қышқыл фосфор тұздарын, сонымен қатар, натрий триполифосфатын  алу кезінде қолданылады. қышқыл жылына мыңдаған, миллиондаған тоннамен шығарылып, шаруашылықтың көптеген салаларында, техника мен ғылымда  кеңінен қолданылады.

 

Қазақстанда фосфор, күкірт қышқылдары көп мөлшерде өндіріледі. Күкірт қышқылы Жезқазған, Балқаш, Өскемен, тағыда басқа қалалардағы өндірістік цехтарда түсті металдардың құрамындағы  күкірттен алынады. Бор қышқылы  Батыс Қазақстандағы Индер боратынан  өндіріледі. Сірке қышқылы көп  жылдар бойы Теміртау маңынан алынып келді. Күкірт қышқылын кейде химия  өнеркәсібінің «наны» деп атайды, себебі, ол автомашина мен ұшақтардың аккумуляторларынан бастап, химия өнеркәсібінде  фосфор қышқылын, фосфат тыңайтқыштарын алуға, түсті металлургияда металдарды өңдеуге, оларды қышқылда ерітуге жұмсалады.

 

Күкірт қышқылы химиялық материалдардың ішіндегі ең көп қолданылатын зат, оның қатысуы нәтижесінде көптеген басқа қышқыл мен олардың тұздары  бөлініп алынады. Органик. химияның қосылыстарын синтездеуде, талдау жасар  алдында да, көміртекке айналдырып өртеуде де күкірт қышқылы қажет. Ал барлық тұздар-селитралар азот қышқылының қатысуымен алынады. Одан тыңайтқыштардың өзегі болып табылатын аммоний, калий, кальций селитралары алынады. Көптеген бояғыш заттардың негізі болып есептелетін анилинді алуға азот қышқылы мен күкірт қышқылы жұмсалады.

 

Арзан қопарғыш – динамиттің басты құраушысы азот қышқылының глицеринмен әрекеттескендегі туындысы. Одан күшті тринитротолуол қопарғышы  да азот қышқылының қатынасуымен өндіріледі. Фосфор қышқылы да көп мөлшерде өндірілетін  аса бағалы өнім. Оның бірі фосфор тыңайтқыштарын алуға жұмсалатын тазалығы төмендеу – термиялық фосфор қышқылы. Ал одан қымбат әрі тазалығы жоғары экстракц. фосфор қышқылы алынып тағам өнеркәсібінде  лимонад, мармелад, сироптарға дәм кіргізу  үшін қоспа ретінде пайдаланылады. Бұлардың екі түрі де Тараз қаласындағы  фосфор өңдейтін заттарда алынады.

 

Тұз қышқылы өнеркәсіпте  металдан (болат, шойын, т.б.) жасалатын  бұйымдардың бетіндегі қақты, татты  ерітіп тазалау үшін қолданылады. Содан  соң олардың бетіне никель, хром, мырыш, мыс, алтын жалатып коррозияға ұшырамайтындай етуге болады. Тұз  қышқылының көмегімен көптеген химиялық процестерді жүргізуге болады.

[өңдеу]

Қышқылға төзімділік

 

Сульфаниловая кислота.

 

Қышқылға төзімділік –  материалдардың жегі қышқылдар әсерлеріне төзу қабілеті; Ішкі төзімділік заттардың  табиғатына, жегі ортаның тотығу-тотықсыздану қасиеттеріне, аниондардың табиғатына, қышқылдардың концентрациясы мен температурасына, сыртқы әсерлерге (қысым, температура, т.б.) тәуелді болады. Мысалы, хром және хромды болаттар 40%-дық азот қышқылына  төзімді, ал 40%-дық күкірт қышқылында бүліне бастайды. Температура артқанда материалдардың қышқылға төзімділік күрт кемиді. Металдардың ішкі төзімділігі  оның бірлік ауданынан жоғалтатын массасы  бойынша анықталады (сағатына грамм/метр2). Бейметалл органикалық материалдардың ішкі төзімділігі қасиеті ісіну  дәрежесіне және механикалық қасиеттерінің (беріктік шегі, аққыштық шегі, т.б.) өзгеру ерекшеліктеріне қарай бағаланады, ал бейметалл бейорганикалық материалдардың ішкі төзімділігі қышқылмен өңделгеннен  кейін майдаланған материалдың  массасының өзгеруі бойынша анықталады; Қышқылға берік заттар.

[өңдеу]

Қышқылды жаңбыр

 

Қышқылды жаңбыр – атмосфералық жауын-шашын түрлері (оған қар да жатады). Жаңбыр құрамында қышқылдың (пҺ<5,6) болатындығы ауа құрамында  өндіріс қалдықтары (мыс., СО2, НО2, ҺЦл, т.б.) мөлшерінің көптігіне байланысты. Осындай жауын-шашын түскен топырақ  пен су айдындарының қышқылдығы артып, соның нәтижесінде қоршаған ортаның экожүйесі деградацияға ұшырайды. Атап айтқанда, су айдындарындағы балықтар мен су жануарлары жаппай қырылып, топырақ құнарсызданып, жеміс-жидек пен көкөніс және орман ағаштары өспей, солып қалады..Атмосфера құрамына еңген өндіріс қалдықтары күкірт диоксиді және азот оксидтері ондағы ылғалмен әрекеттесіп күкірт және азот қышқылдарын түзеді.Соның әсерінен жерге жауатын жаңбыр мен қар қышқылданады.Әдетте рН 5,6 кем болса жауын- шашын «қышқыл жаңбыр» деп аталады.Күкірт және азот оксидтері металургия өндірісінде және көмір, мұнай мен әр түрлі газдар жиналған кезде түзіліп атмосфера құрамына енеді, күкірт оксиді жылу электр станциясынан бөлінсе ,азот оксиді автомобиль көлігінде жанармай жанаған кезде түзіледі.Ғалымдардың зерттеуіне сүйенсек бір тонна отын жанғанда , жылу электр станциясында орта есеппен 150кг, ал автомобиль моторында 1кг бензин жанғанда , 270 г ластағыш заттар бөлінеді. Көмірді және мұнайды жаққан кезде түзілетін күкірт диоксиді газы атмосферада күкірт триоксидіне дейін тотығады.Түзілген оксид ауадағы су буымен әрекеттесіп , күкірт қышқылын түзеді.