КИСЛОТЫ

КИСЛОТЫ, химические соединения, содержащие водород, способный замещаться на металлы с образованием солей. Подавляющее большинство К. неорганических образуется при взаимодействии окислов неметаллов (ангидридов) с водой, напр. SO₃+Н₂O=Н₂SO₄. По числу атомов водорода, способных к замещению на металл, К. классифицируются на одноосновные (HNO₃), двухосновные (H₂SO₄), трёхосновные (Н₃РO₄) и четырёхосновные (H₄SiO₄). Важнейшие кислоты, с к-рыми часто приходится встречаться в агрономической практике, след.: соляная (НСl), азотная (HNO₃), азотистая (HNO₂), серная (H₂SO₄), угольная (Н₂СO₃), кремнёвая (H₂SiO₃), фосфорная (Н₃РO₄) и мышьяковая (H₃AsO₄).

Все К. способны диссоциировать в водных растворах на положительно заряженный катион водорода (Н⁺) и соответствующий анион кислоты (см. Электролитическая диссоциация). Величина (степень) диссоциации характеризует силу К. при данном разведении. По степени диссоциации кислоты разделяются на сильные (диссоциированные более чем на 50%), средние (диссоциированные от 1% до 50%) и слабые (диссоциация к-рых не достигает 1%). В табл. 1 приведены степени диссоциаций нек-рых наиболее важных кислот.

Табл. 1

Степень диссоциации К. при прочих равных условиях зависит от концентрации кислоты, что видно из табл. 2.

Табл. 2

Более сильные К. вытесняют более слабые из их солей. Более сильные, но летучие К. при нагревании вытесняются менее сильными, но нелетучими (напр. борная кислота вытесняет сильные К. при темп-ре 800 - 1000°).

Для качественного открытия К. пользуются индикаторами-красителями, обладающими способностью менять свою окраску при наличии в растворе кислот. Напр., метилоранж, метиловый красный лакмус и др. в кислых растворах окрашиваются в красный цвет.

При взаимодействии К. с металлами, окислами металлов и основаниями получаются соли, так, напр.:

При взаимодействии К. с солями образуются соли и кислоты тех кислотных остатков, к-рые были соединены с металлом исходной соли; так, напр.:

К. органические - соединения карбоксила с любым органическим радикалом

Кислоты имеют большое значение в природе и технике. Большинство хим. производств не обходится без серной кислоты. Азотная кислота используется для получения азотных удобрений и взрывчатых веществ. Соли мышьяковой и мышьяковистой кислот используются для борьбы с вредителями р-ний. Органические К. образуются в результате микробиологической деятельности и играют большую роль в с.х-ве, в пром-сти, перерабатывающей с.-х. продукты (молочное х-во, силосование кормов, квашение капусты, бродильная пром-сть, виноделие и т. д.). Почвенные перегнойные К. (гуминовая, ульминовая, креновая и апокреновая) играют большую роль в почвообразовании (см. Почва).

Ф. Платонов

По новейшим данным водные растворы кислот при расщеплении (диссоциации) не дают никаких др. положительно заряженных ионов, кроме водородного. Водородные ионы неспособны существовать в растворе в свободном состоянии, потому что в водном растворе они соединяются с молекулами растворителя, образуя комплексный ион - гидроксоний (Н₃O)⁺. Так, молекулы соляной НСl, азотной HNO3 или серной H₂SO₄ кислот, растворяясь в воде, взаимодействуют с молекулами последней по уравнениям:

В водном растворе сильных К. молекулы полностью диссоциированы на ионы при любой концентрации раствора. В водном растворе слабых К. только часть молекул диссоциирована на ионы. Сильные кислоты не подчиняются закону действующих масс, и мерой их силы является активность (а), изменяющаяся в зависимости от концентрации раствора, вследствие электростатического взаимодействия образовавшихся ионов. В сильно разбавленных растворах активность растворённой кислоты равна концентрации, т. е. а=с; при всех же др. концентрациях a=fc, где f - коэф-т активности, а с - концентрация (молярность) раствора. Коэф-т активности наиболее распространённых сильных К. показан в табл. 3.

Табл. 3

Слабые К. подчиняются закону действующих масс, и мерой их силы является константа электролитической диссоциации, не изменяющаяся от концентрации раствора К. У двух- и многоосновных К. диссоциация происходит по ступеням. Каждая последующая ступень диссоциации (отщепления) во много раз меньше предшествующей, что и отражает величина константы диссоциации:

Для неводных растворов ранее сформулированное понятие кислот наталкивается на ряд трудностей, к-рые требуют дальнейшего расширения понятия. С этой точки зрения под К. понимаются все такие вещества, к-рые способны отдавать водородные ионы (протоны). Последнее обстоятельство, в свою очередь, требует наличия др. вещества, способного получать водородные ионы. Вещества, получающие водородные ионы, служат основаниями. Так, напр., при диссоциации уксусной кислоты вода играет роль основания:

при растворении же в воде аммиака вода играет роль кислоты:

Подобного рода реакции называются протолитическими.

С. Алёшин

Литература: Бродский А., Физическая химия, т. II, 6 изд., М.-Л., 1948; Некрасов Б., Курс общей химии, 8 изд., М.-Л., 1948.

Источники:

1. Сельскохозяйственная энциклопедия. Т. 2 (Ж - К)/ Ред. коллегия: П. П. Лобанов (глав ред) [и др.]. Издание третье, переработанное - М., Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1951, с. 624