Mineralne kisline: opis, sestava, uporaba

Kisline so kemične spojine, sestavljene iz vodikovih atomov, ki jih lahko nadomestijo kovinski delci, in kislega ostanka. Opredelimo jih lahko tudi kot snovi, ki lahko reagirajo s kemijsko bazo v sol in vodo.

Obstajata dva glavne vrste te spojine: močne in šibke. Glede na kemijsko sestavo jih lahko razvrstimo tudi med mineralne in organske kisline. Glavna razlika med njima je v tem, da so prve anorganske spojine, sestavljene iz različnih kombinacij kemijskih elementov, druge pa so kombinacija atomov ogljika in vodika.

Opredelitev

Mineralna kislina je snov, sintetizirana iz eno ali Več anorganskih spojin. V raztopino sprošča vodikove ione, iz katerih lahko kovina izloči vodik in tako nastane sol. Različne kisline imajo različne formule. Žveplova kislina je na primer H2SO4, dušikova kislina pa HNO3.

Soli mineralnih kislin se nahajajo v živih organizmih, raztopljene v vodi (kot ioni) ali v trdnem stanju (npr. kalcijeve in fosforjeve soli v skeletu človeka in večine vretenčarjev).

Vsem kislinam je skupno to, da imajo v svoji molekuli vedno vsaj en atom vodika. Vsi sodelujejo pri reakciji nevtralizacije, saj reagirajo z bazami v obliki soli in vode. Druge lastnosti kislin so kisel okus in sposobnost povzročanja razbarvanje nekatera barvila. Tipičen primer je pretvorba lakmusovega papirja iz modrega v rdečega.

Mineralne kisline so topne v vodi. Z organskimi topili so popolnoma nemešljivi. Večina je zelo korozivna.

Seznam anorganskih kislin

Naslednje snovi se uvrščajo med minerale:

1. Klorovodikova kislina - HCl.
2. dušikova kislina - HNO3.
3. Fosforna kislina - H3PO4.
4. Žveplova kislina - H2SO4.
5. Borna kislina H3BO3.
6. Fluorovodikova kislina - HF.
7. Vodikov bromid - HBr.
8. Klorovodikova kislina - HClO4.
9. Jodova vodikova kislina - HI.

Tako imenovane referenčne kisline - klorovodikova, žveplova in dušikova - so najpogosteje uporabljene. V nadaljevanju si poglejmo podrobneje.

Klorovodikova kislina

Koncentrirana snov je vodna raztopina, ki vsebuje približno 38 % vodikovega klorida (HCl). Močan vonj, lahko povzroči opekline dihalnih poti in oči. Klorovodikova kislina ni razvrščena kot oksidant ali reducent. Vendar se pri mešanju z natrijevim hipokloritom (belilo) ali kalijevim permanganatom na primer sprošča strupen klor.

HCl kot neoksidativna kislina raztaplja večino navadnih kovin in pri tem sprošča vnetljiv vodikov plin.

dušikova kislina (HNO3)

Dušikova kislina je na voljo v koncentrirani raztopini (68-70 %, 16 M) in v brezvodni obliki (100 %). Je močno oksidativno sredstvo. Njegove lastnosti se ohranijo tudi, če ga dovolj razredčimo in hranimo pri sobni temperaturi. Oksidira večino organskih spojin in postane dušikov oksid. S skoraj vsemi organskimi spojinami lahko tvori eksplozivne zmesi.

Koncentrirana dušikova kislina burno reagira z organskimi snovmi, pri čemer se sprošča plin in lahko poveča tlak, nato pa posoda poči, če ni ustrezno prezračevana. Pri oksidacijskih reakcijah z nekaterimi organskimi topili lahko nastanejo eksplozivni nitrati.

Dušikova kislina reagira z večino kovin, pri čemer nastane vodikov plin ali dušikovi oksidi, odvisno od koncentracije in vrste reagenta. Ne raztaplja zlata in platine.

Pri mešanju dušikove in klorovodikove kisline nastajajo rjavi hlapi, ki vsebujejo strupene dušikove okside.

Snov povzroča rumene lise na koži.

Žveplova kislina (H2SO4)

Koncentrirana snov, pogosto dobavljena v 98-odstotni raztopini (18 M). Je močno oksidativno sredstvo, higroskopično in močno dehidrirajoče sredstvo.

Razredčena snov reagira s kovinami kot druge mineralne kisline, pri čemer se sprošča vodikov plin. Koncentrirana spojina lahko raztopi tudi nekatere plemenite kovine, kot so baker, srebro in živo srebro, saj sprošča žveplov dioksid (SO2). Svinec in volfram ne reagirata z žveplovo kislino.

Zaradi svoje močne oksidacijske in dehidracijske moči burno reagira s številnimi organskimi kemikalijami, pri čemer nastajajo plini...

Fosforna kislina (H3PO4)

Čista ortofosforna spojina je v vodi topna kristalinična trdna snov. Kislina, ki se najpogosteje prodaja kot 85-odstotna vodna raztopina, je viskozna, nehlapna in brez vonja. Je manj reaktivna kot druge zgoraj obravnavane mineralne kisline.

Ko se snov raztopi v vodi, postane tekočina viskozna in viskozna.

Uporaba mineralnih kislin

Anorganske kisline segajo od močnih (žveplova kislina) do zelo šibkih (borova kislina). Običajno so topni v vodi in se ne mešajo z organskimi topili.

Mineralne kisline se uporabljajo v številnih sektorjih kemične industrije kot surovina za sintezo drugih kemikalij, tako organskih kot anorganskih. Velike količine teh snovi, zlasti žveplove, dušikove in klorovodikove, se proizvajajo za komercialno uporabo v velikih obratih.

Široko se uporablja tudi zaradi svojih korozivnih lastnosti. Uporablja se na primer razredčena raztopina klorovodikove kisline odstraniti obloge v kotlih. Ta postopek je znan kot odstranjevanje vodnega kamna.

V vsakdanjem življenju se žveplova kislina lahko uporablja za avtomobilsko industrijo baterije in čiščenje površin. Še pred nekaj desetletji so ljudje redno kupovali steklenice te snovi, da bi napolnili svoje avtomobilski akumulatorji.

dušikova kislina (HNO₃), ki se uporablja pri kemičnem čiščenju. Fosforna kislina (H₃RO₄) se uporablja pri iskanju tekem.

Podobnost

Med anorganskimi in organskimi kislinami obstajajo značilnosti, ki jih združujejo v eno skupino. Seznam teh je naslednji:

1. Lahko sprošča protone (H ione).
2. Reagira s kemičnimi bazami.
3. Na voljo v močni in šibki kislosti.
4. Modri lakmusov papir obarvajte rdeče.
5. Vzajemno delovanje kislin in mineralov.

Razlike

Med anorganskimi in organskimi kislinami so naslednje razlike:

1. Opredelitev. Mineralne kisline so snovi, pridobljene iz anorganskih spojin. Organske kisline so organske spojine s kislimi lastnostmi.
2. Izvor. Večina mineralnih kislin ni biološkega izvora. Pri organskih spojinah je ravno obratno.
3. Topnost. Večina mineralnih kislin je topna v vodi. Po drugi strani pa se organske spojine ne mešajo dobro s tekočinami.
4. Kislost. Večina mineralnih kislin je močnih. Organske kisline so običajno šibke.
5. Kemična sestava. Mineralne kisline imajo lahko v svoji strukturi ogljikove atome, lahko pa tudi ne. Vedno so prisotne v organskih spojinah.

V tem članku so predstavljeni podatki o kislinah in njihovih lastnostih.