Skābes ir ķīmiski savienojumi, kas satur ūdeņraža atomus, kurus var aizstāt ar metāla daļiņām un skābes atlikumiem. Tās var definēt arī kā vielas, kas var reaģēt ar ķīmisku bāzi, veidojot sāli un ūdeni.
Ir divi galvenie šo savienojumu veidi: stiprs un vājš. Atkarībā no ķīmiskā sastāva tās var klasificēt arī kā minerālskābes un organiskās skābes. Galvenā atšķirība starp abiem ir tā, ka pirmie ir neorganiski savienojumi, kas sastāv no dažādām ķīmisko elementu kombinācijām, bet otrie ir oglekļa un ūdeņraža atomu kombinācija.
Definīcija
Minerālskābe ir viela, kas sintezēta no viena vai vairākiem neorganiskiem savienojumiem. Tas šķīdumā atbrīvo ūdeņraža jonus, no kuriem, savukārt, metāls var izspiest ūdeņradi, veidojot sāli. Dažādām skābēm ir dažādas formulas. Piemēram, sērskābe ir H2SO4, slāpekļskābe ir HNO3.
Minerālskābju sāļi atrodas dzīvo organismu iekšienē, izšķīdināti ūdenī (jonu veidā) vaicietā stāvoklī (piemēram, kalcija un fosfora sāļi cilvēka skeleta un vairuma mugurkaulnieku sastāvā).
Viena visu skābju kopīgā īpašība ir tā, ka to molekulā vienmēr ir vismaz viens ūdeņraža atoms. Visi tie piedalās neitralizācijas reakcijā, reaģējot ar bāzēm un veidojot sāļus un ūdeni. Citas skābju īpašības ir skāba garša un spēja izraisīt dažu krāsvielu krāsas maiņu. Tipisks piemērs tam ir lakmusa papīra krāsas maiņa no zila uz sarkanu.
Minerālskābes labi šķīst ūdenī. Tie ir absolūti nesajaucami ar organiskiem šķīdinātājiem. Lielākā daļa no viņiem ir ļoti agresīvi.
Neorganisko skābju saraksts
Minerāli ietver šādas vielas:
- Mūrskābe - HCl.
- Slāpekļskābe - HNO3.
- Fosforskābe - H3PO4.
- Sērskābe - H2SO4.
- Borskābe - H3BO3.
- Fluorūdeņražskābe - HF.
- Bromūdeņražskābe - HBr.
- Perhlorskābe - HClO4.
- Jodūdeņražskābe - HI.
Visbiežāk tiek izmantotas tā sauktās atsauces skābes – sālsskābe, sērskābe un slāpekļskābe. Tālāk apskatīsim tuvāk.
Sālsskābe
Koncentrēta viela ir ūdens šķīdums, kas satur aptuveni 38% hlorūdeņraža (HCl). Tam ir asa smaka un tas izraisa elpošanas sistēmas un acu apdegumus. Sālsskābe nav klasificēta kā oksidētājs vai reducētājs. Tomēr, sajaucot ar, piemēram,nātrija hipohlorīts (balinātājs) vai kālija permanganāts, tas izdala toksisku hlora gāzi.
Kā neoksidējoša skābe, HCl izšķīdina lielāko daļu parasto metālu, izdalot uzliesmojošu ūdeņraža gāzi.
Slāpekļskābe (HNO3)
Slāpekļskābe ir pieejama kā koncentrēts šķīdums (68-70%, 16 M) un bezūdens formā (100%). Tas ir spēcīgs oksidētājs. Īpašības saglabājas pat tad, ja tas ir pietiekami atšķaidīts un ir istabas temperatūrā. Šī viela oksidē lielāko daļu organisko savienojumu, pārvēršoties slāpekļa oksīdā. Tas var veidot sprādzienbīstamus maisījumus ar gandrīz jebkuru organisko savienojumu.
Koncentrēta slāpekļskābe spēcīgi reaģē ar organiskiem materiāliem, izraisot gāzu izdalīšanos un iespējamu spiediena palielināšanos, kam seko tvertnes plīsums, ja trauks netiek pareizi ventilēts. Oksidācijas reakcijas ar dažiem organiskiem šķīdinātājiem var veidot sprādzienbīstamus nitrātus.
Slāpekļskābe reaģē ar lielāko daļu metālu, atkarībā no reaģenta koncentrācijas un veida izdalot vai nu gāzveida ūdeņradi vai slāpekļa oksīdus. Tas nešķīst zeltu un platīnu.
Sajaucot slāpekļskābi un sālsskābi, veidojas brūni dūmi, kas sastāv no toksiskiem slāpekļa oksīdiem.
Viela rada dzeltenus plankumus uz ādas.
Sērskābe (H2SO4)
Koncentrēta vielabieži tiek piegādāts 98% šķīdumā (18M). Tas ir spēcīgs oksidētājs, higroskopisks un spēcīgs dehidratācijas līdzeklis.
Atšķaidītā viela reaģē ar metāliem tāpat kā citas minerālskābes, izdalot ūdeņraža gāzi. Koncentrētais savienojums var arī izšķīdināt dažus cēlmetālus, piemēram, varu, sudrabu un dzīvsudrabu, izdalot sēra dioksīdu (SO2). Svins un volframs nereaģē ar sērskābi.
Spēcīgās oksidēšanas un dehidratācijas spējas dēļ tas spēcīgi reaģē ar daudzām organiskām ķimikālijām, izraisot gāzes izdalīšanos.
Fosforskābe (H3PO4)
Tīrs ortofosfora savienojums ir ūdenī šķīstoša kristāliska cieta viela. Skābe, ko visbiežāk pārdod kā 85% ūdens šķīdumu, ir viskoza, negaistoša un bez smaržas. Tas ir mazāk reaģējošs nekā citas iepriekš apspriestās minerālskābes.
Izšķīdinot ūdenī, viela padara šķidrumu viskozu un viskozu.
Minerālskābju izmantošana
Neorganiskās skābes ir no stiprām skābēm (sērskābe) līdz ļoti vājām skābēm (borskābe). Tie mēdz būt ūdenī šķīstoši un nesajaucami ar organiskiem šķīdinātājiem.
Minerālskābes tiek izmantotas daudzās ķīmiskās rūpniecības nozarēs kā izejvielas citu ķīmisko vielu, gan organisko, gan neorganisko, sintēzei. Liels skaits no tiem, īpaši sērskābe, slāpeklis un sālsskābe,ražots komerciālai lietošanai lielās rūpnīcās.
Tos tiek plaši izmantotas arī to korozīvo īpašību dēļ. Piemēram, atšķaidītu sālsskābes šķīdumu izmanto, lai noņemtu nogulsnes katlu iekšpusē. Šis process ir pazīstams kā atkaļķošana.
Ikdienā sērskābi var izmantot automašīnu akumulatoru un virsmu tīrīšanai. Tikai pirms dažām desmitgadēm cilvēki regulāri pirka pudeles ar šo vielu, lai uzlādētu automašīnu akumulatorus.
Slāpekļskābi (HNO3) izmanto ķīmiskajā tīrīšanā. Fosforskābi (H3PO4) izmanto sērkociņu ražošanā.
Līdzība
Starp neorganiskajām un organiskajām skābēm ir īpašības, kas tās apvieno vienā grupā. Viņu saraksts ir šāds:
- Var atbrīvot protonus (H jonus).
- Reaģē ar ķīmiskām bāzēm.
- Ar stipru un vāju skābumu.
- Krāsojiet zilu lakmusa papīru sarkanā krāsā.
- Skābju un minerālvielu mijiedarbība.
Atšķirības
Jāizceļ šādas neatbilstības starp neorganiskajām un organiskajām skābēm:
- Definīcija. Minerālskābes ir vielas, kas iegūtas no neorganiskiem savienojumiem. Organiskās skābes ir organiski savienojumi, kuriem piemīt skābas īpašības.
- Izcelsme. Lielākā daļa minerālskābju nav bioloģiskas izcelsmes, piemēram, minerālskābesavoti. Ar organiskajiem savienojumiem ir otrādi.
- Šķīdība. Lielākā daļa minerālskābju labi šķīst ūdenī. Organiskie savienojumi slikti sajaucas ar šķidrumu.
- Skābums. Lielākā daļa minerālskābju ir spēcīgas. Organiski - parasti vāji.
- Ķīmiskais sastāvs. Minerālskābju struktūrā var būt vai var nebūt oglekļa atomu. Tie vienmēr atrodas organiskajos savienojumos.
Rakstā sniegti dati par skābēm un to īpašībām.
