Chemia w klasie 8 to ważny etap. Spotykamy się z nowymi pojęciami. Jednym z nich są kwasy. Zrozumienie kwasów jest kluczowe. Pozwoli to na dalszą naukę chemii.
Czym są kwasy?
Kwasy to związki chemiczne. Posiadają specyficzne właściwości. Charakterystyczny jest kwaśny smak (choć absolutnie nie próbujemy kwasów w laboratorium!). Ważną cechą jest zdolność do reagowania z metalami.
Definicja kwasu w chemii jest bardziej złożona. Zgodnie z definicją Arrheniusa, kwas to substancja. W roztworze wodnym dysocjuje. Powstają jony wodorowe (H+).
Budowa kwasów
Wzór ogólny kwasu to HnR. H oznacza atom wodoru. R oznacza resztę kwasową. n to liczba atomów wodoru. Ta liczba zależy od wartościowości reszty kwasowej.
Na przykład, kwas solny (chlorowodorowy) ma wzór HCl. Składa się z atomu wodoru (H) i reszty kwasowej – atomu chloru (Cl). W kwasie siarkowym (VI) – H2SO4 – mamy dwa atomy wodoru i resztę kwasową SO4.
Podział kwasów
Kwasy dzielimy na różne sposoby. Najczęściej rozróżniamy je ze względu na skład. Ważny jest podział na kwasy tlenowe i beztlenowe. Inny podział uwzględnia moc kwasu.
Kwasy tlenowe i beztlenowe
Kwasy beztlenowe nie zawierają w swojej cząsteczce atomów tlenu. Najprostszym przykładem jest kwas solny (HCl). Inne przykłady to kwas bromowodorowy (HBr) i kwas siarkowodorowy (H2S).
Kwasy tlenowe, jak sama nazwa wskazuje, zawierają atomy tlenu. W ich skład wchodzi atom wodoru, atom tlenu i atom innego pierwiastka (najczęściej niemetalu). Przykłady to kwas siarkowy (VI) (H2SO4), kwas azotowy (V) (HNO3) i kwas węglowy (H2CO3).
Moc kwasów
Moc kwasu określa jego zdolność do dysocjacji jonowej w roztworze wodnym. Kwasy mocne dysocjują całkowicie lub prawie całkowicie. Oznacza to, że w roztworze przeważają jony H+ i reszty kwasowe. Przykładami są kwas solny (HCl), kwas siarkowy (VI) (H2SO4) i kwas azotowy (V) (HNO3).
Kwasy słabe dysocjują tylko częściowo. W roztworze występuje równowaga między cząsteczkami niezdysocjowanymi a jonami. Przykładami są kwas octowy (etanowy) (CH3COOH) i kwas węglowy (H2CO3).
Właściwości kwasów
Kwasy mają charakterystyczne właściwości fizyczne i chemiczne. Musimy je znać. Pozwala to na bezpieczną pracę z nimi w laboratorium.
Właściwości fizyczne
Wiele kwasów to ciecze. Niektóre są gazami (np. chlorowodór – HCl). Niektóre są ciałami stałymi (np. kwas cytrynowy). Kwasy mają kwaśny smak (pamiętajmy, że nie wolno ich smakować!). Często są bezbarwne. Niektóre mają charakterystyczny zapach. Stężone kwasy są żrące.
Właściwości chemiczne
Kwasy reagują z metalami. Powstaje sól i wodór. Przykład: reakcja kwasu solnego z cynkiem: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2. Kwasy reagują z zasadami (reakcja zobojętniania). Powstaje sól i woda. Przykład: reakcja kwasu solnego z wodorotlenkiem sodu: HCl + NaOH → NaCl + H2O. Kwasy reagują z tlenkami metali. Tworzą sól i wodę. Kwasy zmieniają barwę wskaźników (indykatorów). Na przykład, lakmus zmienia kolor na czerwony, a oranż metylowy na różowy.
Przykłady kwasów i ich zastosowania
Kwasy mają szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach życia. Warto znać przykłady i zastosowania popularnych kwasów.
Kwas solny (HCl)
Kwas solny, zwany też kwasem chlorowodorowym, jest mocnym kwasem beztlenowym. Stosuje się go w przemyśle chemicznym. Używany jest do produkcji tworzyw sztucznych, barwników i leków. W roztworze wodnym znajduje się w żołądku. Umożliwia trawienie pokarmów.
Kwas siarkowy (VI) (H2SO4)
Kwas siarkowy (VI) jest bardzo ważnym kwasem w przemyśle. Jest mocnym kwasem tlenowym. Używa się go do produkcji nawozów sztucznych, detergentów, farb i tworzyw sztucznych. Stosowany jest także w akumulatorach samochodowych.
Kwas azotowy (V) (HNO3)
Kwas azotowy (V) jest mocnym kwasem tlenowym. Wykorzystuje się go do produkcji nawozów sztucznych (np. saletry amonowej). Jest także składnikiem materiałów wybuchowych. Stosuje się go w laboratoriach chemicznych.
Kwas octowy (CH3COOH)
Kwas octowy, zwany też kwasem etanowym, jest słabym kwasem organicznym. Rozcieńczony roztwór kwasu octowego to ocet. Stosowany jest w kuchni jako przyprawa. Wykorzystywany jest także w przemyśle spożywczym i chemicznym.
Kwas cytrynowy (C6H8O7)
Kwas cytrynowy to organiczny kwas. Występuje naturalnie w owocach cytrusowych. Jest używany jako dodatek do żywności (konserwant). Nadaje kwaśny smak napojom i słodyczom. Stosuje się go również w kosmetyce.
Bezpieczeństwo pracy z kwasami
Praca z kwasami wymaga ostrożności. Są to substancje żrące. Mogą powodować oparzenia skóry i uszkodzenia oczu. Należy przestrzegać zasad bezpieczeństwa.
Zawsze używaj okularów ochronnych i rękawic. Pracuj w dobrze wentylowanym pomieszczeniu. Unikaj wdychania oparów kwasów. W razie kontaktu kwasu ze skórą lub oczami, natychmiast przemyj dużą ilością wody. Skonsultuj się z lekarzem.
Pamiętaj! Bezpieczeństwo jest najważniejsze podczas pracy z chemikaliami. Zawsze postępuj zgodnie z instrukcjami nauczyciela i przestrzegaj zasad BHP. Powodzenia na sprawdzianie z chemii!
