Minerální kyseliny: popis, složení, použití

Kyseliny jsou chemické sloučeniny, které obsahují atomy vodíku schopné substituovat se na kovové částice a kyselé zbytky. Mohou být také definovány jako látky, které mohou reagovat s chemickou bází za vzniku soli a vody.

Existují dva základní typy těchto sloučenin: silné a slabé. Mohou být také klasifikovány jako minerální a organické kyseliny podle chemického složení. Hlavním rozdílem mezi nimi je, že první jsou anorganické sloučeniny složené z různých kombinací chemických prvků, zatímco druhá je kombinací atomů uhlíku a vodíku.

Definice

Minerální kyselina je látka syntetizovaná z jednoho nebo více anorganických sloučenin. Uvolňuje vodíkové ionty v roztoku, ze kterého může být vodík nahrazen kovem za vzniku soli. Různé kyseliny mají různé vzorce. Například v kyselině sírové je H2SO4, v dusíkaté je HNO3.

Soli minerálních kyselin se nacházejí uvnitř živých organismů rozpuštěných ve vodě (jako ionty) nebo v pevném stavu (například vápenaté a fosforové soli jako součást lidské kostry a většiny obratlovců).

Jednou společnou charakteristikou všech kyselin je, že vždy mají ve své molekule alespoň jeden atom vodíku. Všichni se podílejí na neutralizační reakci, reagují se zásadami a vytvářejí soli a vodu. Dalšími vlastnostmi kyselin jsou kyselá chuť a schopnost způsobit změna barvy některých barviv. Typickým příkladem je přeměna barvy lakmusového papíru z modré na červenou.

Minerální kyseliny jsou vysoce rozpustné ve vodě. Absolutně se nemíchají s organickými rozpouštědly. Většina z nich je velmi agresivní.

Seznam anorganických kyselin

Mezi minerály patří následující látky:

1. Kyselina chlorovodíková-HCl.
2. Kyselina dusičná-HNO3.
3. Kyselina fosforečná-H3PO4.
4. Kyselina sírová-H2SO4.
5. Kyselina boritá-H3BO3.
6. Kyselina fluorovodíková-HF.
7. Kyselina bromovodíková-HBr.
8. Kyselina chlorovodíková-HClO4.
9. Kyselina jodovodíková-HI.

Nejčastěji se používají takzvané referenční kyseliny – chlorovodík, síra a dusík. Dále se podívejme podrobněji.

Kyselina chlorovodíková

Koncentrovaná látka je vodný roztok obsahující asi 38% chlorovodíku (HCl)ve složení. Má ostrý zápach, způsobuje popáleniny dýchacích cest a očí. Kyselina chlorovodíková není klasifikována jako oxidační činidlo nebo redukční činidlo. Při smíchání například s chlornanem sodným (bělidlem) nebo manganistanem draselným však uvolňuje toxický plynný chlor.

Jako neoxidující kyselina HCl rozpouští většinu základních kovů a uvolňuje hořlavý plynný vodík.

Kyselina dusičná (HNO3)

Kyselina dusičná se dodává jako koncentrovaný roztok (68-70 %, 16 m) a v bezvodé formě (100 %). Je to silné oxidační činidlo. Vlastnosti přetrvávají, i když je dostatečně zředěný a při pokojové teplotě. Tato látka oxiduje většinu organických sloučenin a přeměňuje se na oxid dusný. Může tvořit výbušné směsi s téměř jakoukoli organickou sloučeninou.

Koncentrovaná kyselina dusičná reaguje násilně s organickým materiálem, což vede k uvolnění plynu a potenciálnímu zvýšení tlaku, po kterém dojde k prasknutí nádoby, pokud není nádoba řádně větrána. Oxidační reakce s některými organickými rozpouštědly mohou tvořit výbušné dusičnany.

Kyselina dusičná interaguje s většinou kovů a uvolňuje buď plynný vodík nebo oxidy dusíku v závislosti na koncentraci a druhu činidla. Nerozpouští zlato a platinu.

Míchání kyseliny dusičné a kyseliny chlorovodíkové vytvoří hnědé páry složené z toxických oxidů dusíku.

Látka způsobuje výskyt žlutých skvrn na kůži.

Kyselina sírová (H2SO4)

Koncentrovaná látka se často dodává v 98% roztoku (18 m). Je to silné oxidační činidlo, hygroskopické a silné dehydratační činidlo.

Zředěná látka reaguje s kovy podobně jako jiné minerální kyseliny a uvolňuje plynný vodík. Koncentrovaná sloučenina může také rozpustit některé ušlechtilé kovy, jako je měď, stříbro a rtuť, uvolňující oxid siřičitý (SO2). Olovo a wolfram nereagují s kyselinou sírovou.

Díky své silné oxidační a dehydratační schopnosti reaguje násilně s mnoha organickými chemikáliemi, což vede k uvolňování plynu.

Kyselina fosforečná (H3PO4)

Čistá ortofosforečná sloučenina je krystalická pevná látka rozpustná ve vodě. Kyselina, nejčastěji prodávaná jako 85% vodného roztoku, je viskózní, netěkavá a bez zápachu. Je méně reaktivní než jiné minerální kyseliny diskutované výše.

Rozpuštěním ve vodě látka činí kapalinu viskózní a viskózní.

Použití minerálních kyselin

Anorganické kyseliny se pohybují od kyselin s velkou silou (síra) až po velmi slabé (borité). Mají tendenci být rozpustné ve vodě a nemíchají se s organickými rozpouštědly.

Minerální kyseliny se používají v mnoha odvětvích chemického průmyslu jako surovina pro syntézu jiných chemikálií, organických i anorganických. Velké množství z nich, zejména síra, dusík a sůl, se vyrábí pro komerční použití ve velkých továrnách.

Jsou také široce používány kvůli svým korozivním vlastnostem. Například se používá zředěný roztok kyseliny chlorovodíkové pro odstranění usazeniny uvnitř kotlů. Tento proces se nazývá odvápnění.

V každodenním životě lze použít kyselinu sírovou pro automobilový průmysl baterie a čištění povrchů. Jen před několika desítkami let lidé pravidelně kupovali lahve s touto látkou, aby si mohli účtovat své autobaterie.

Kyselina dusičná (HNO₃) používá se v čistírně. Kyselina fosforečná (H₃Ro₄) používá se při výrobě zápasů.

Podobnost

Mezi anorganickými a organickými kyselinami existují vlastnosti, které je spojují do jedné skupiny. Jejich seznam je následující:

1. Mohou uvolňovat protony (ionty H).
2. Reagují s chemickými bázemi.
3. Mají silnou a slabou kyselost.
4. Modrý lakmusový papír je natřen červeně.
5. Interakce kyselin a minerálů.

Rozdíly

Mezi anorganickými a organickými kyselinami stojí za zmínku následující nesrovnalosti:

1. Definice. Minerální kyseliny jsou látky odvozené z anorganických sloučenin. Organické kyseliny jsou organické sloučeniny, které mají kyselé vlastnosti.
2. Původ. Většina minerálních kyselin nemá biologický původ, například minerální prameny. S organickými sloučeninami je to naopak.
3. Rozpustnost. Většina minerálních kyselin se dobře rozpouští ve vodě. Organické sloučeniny se nemíchají dobře s kapalinou.
4. Kyselost. Většina minerálních kyselin je silná. Organické-obvykle slabé.
5. Chemické složení. Minerální kyseliny mohou nebo nemusí mít ve své struktuře atomy uhlíku. V organických sloučeninách jsou vždy přítomny.

Článek poskytuje údaje o kyselinách a jejich vlastnostech.