Что относится к минеральным кислотам. Основы технологии минеральных кислот (на примере серной)

Борфтористоводородная кислота - неорганическая кислота. Химическое название - тетрафторборат водорода; формула H.

В производстве ее получают химическим синтезом фтористоводородной кислоты с окисью или гидроксидом бора, а также - растворением трифторида бора BF3 в воде. В лаборатории эту кислоту можно получить смешиванием сухой борной кислоты и 40%-го раствора плавиковой кислоты. Реакция экзотермическая. Требует принятия мер безопасности: раствор наливают в порошок постепенно, при постоянном перемешивании. Для перемешивания используют палочку из эбонита или винипласта. Процедуру проводят в вытяжном шкафу.

Свойства

В нормальных условиях кислота способна существовать только в растворах (в воде, толуоле и др.). Смешивается с водой, растворима в этиловом спирте. В чистом виде соединение химически неустойчиво. Растворы прозрачные, не имеют цвета или могут быть слегка желтоватого оттенка. Запах отсутствует или слабый, специфический, кислотный. Горячие растворы разлагаются с образованием токсичных оксофтороборных кислот. Ядовита для человека и окружающей среды. Разъедает ткани, коррозионноопасна для металлов. Не горит, не взрывается.

Химически - очень сильная кислота. Взаимодействует с металлами и щелочами с образованием солей - тетрафтороборатов. Реакция со щелочами протекает бурно. Легко вступает в реакции с солями и оксидами металлов, цианидами, солями аммония, мочевиной, со многими органическими соединениями, например, с диазосоединениями (содержащими органический радикал, соединенный с молекулой азота), пропиленом, формальдегидом, аммиаком. Активно реагирует с окислителями.

Меры предосторожности

Вещество относится ко второму классу опасности. Огнебезопасно, но при нагревании выделяет опасные газы, такие как фтороводород, фтор. Реакция с окислителем может привести к воспламенению и даже взрыву. Взаимодействие с металлом приводит к выделению пожароопасного водорода. Герметичные емкости с кислотой при нагревании могут взорваться из-за образовавшихся при разложении газов.

Пожар, в зоне которого оказались емкости с кислотой, можно тушить водой, углекислым газом, порошковыми огнетушителями. Следует принять все меры, чтобы не допустить утечки реактива в окружающую среду.

Являясь сильной кислотой, тетрафторборат водорода опасен для человека: раздражает дыхательные пути, вызывает тяжелые, плохо излечиваемые химические ожоги при контакте с кожей и слизистыми. Проглатывание может привести к летальному исходу. Продукты химических реакций с борфтористоводородной кислотой часто токсичны при вдыхании.

Пострадавшего от контакта с реактивом нужно вынести на свежий воздух, тщательно промыть пораженные участки водой, сделать искусственное дыхание. Обязательно вызвать «Скорую».

Рабочее помещение должно быть оборудовано общей вентиляцией. Сотрудники должны применять полный комплект защитных спецсредств: автономный дыхательный аппарат с фильтрацией воздуха; одежду, рекомендованную для контакта с данной кислотой; плотно прилегающие защитные очки; коррозионноустойчивые резиновые перчатки. Не рекомендуется использование контактных линз.

При комнатной температуре может храниться в стеклянных сосудах. Хранят на складах при температуре не выше +30 °С в герметичных пластиковых емкостях.

При разливе кислоту нейтрализуют карбонатом кальция, технической содой (карбонатом натрия), негашеной известью (оксидом кальция).

Утилизация отходов должна проводиться организациями, имеющими соответствующую лицензию.

Применение


Производство неорганических кислот. Особенности хранения и использования. Пожарная опасность неорганических кислот


СОДЕРЖАНИЕ
Введение_________________ _______________________3

    Производство неорганических кислот____________7
Соляная кислота_______________________ _____7
Азотная кислота_______________________ _____7
Серная кислота__ ___________________________8
    Применение неорганических кислот_____________10
Соляная кислота_______________________ ____10
Азотная кислота_______________________ ____10
Серная кислота__ __________________________11
    Особенности хранения неорганических кислот_____13
Соляная кислота_______________________ ______15
Азотная кислота_______________________ ______19
Серная кислота__ ____________________________20
    Пожарная опасность неорганических кислот________24
Соляная кислота_______________________ ______25
Азотная кислота_______________________ ______26
Серная кислота__ ____________________________27
Заключение_______________ _________________________29
Библиография_____________ _________________________30

ВВЕДЕНИЕ
Неорганические кислоты - неорганические вещества, молекулы которых при электролитической диссоциации в водной среде отщепляют протоны , в результате чего в растворе образуются гидроксоний -катионы Н 3 О + и анионы кислотных остатков А:
    НА + Н 2 O - Н 3 О + + А (1)
Исключение составляет борная кислота H 3 BO 3 , которая акцептирует ионы ОН - , в результате чего в водном растворе создается избыток гидроксоний-катионов:
    H 3 BO 3 + 2Н 2 O - - + H 3 O +
Число отщепляемых от молекулы кислоты протонов называется основностью кислоты. Теории кислот и оснований (Брёнстеда, Льюиса и др.) кроме указанных выше относят к кислотам многие иные соединения . Общее свойство кислот - способность реагировать с основаниями и основными оксидами с образованием солей, например:
    HNO 3 + NaOH > NaNO 3 + H 2 O
    2HCl + CaO > CaCl 2 + H 2 O
Классификация кислот
Кислоты неорганические подразделяют на кислородсодержащие (оксокислоты) общей формулы Н n ЭО m , где Э - кислотообразующий элемент, и бескислородные H n Х, где Х - галоген , халькоген или неорганический бескислородный радикал (CN, NCS, N 3 и др.). Оксокислоты характерны для многих химических элементов, особенно для элементов в высоких (+3 и выше) степенях окисления .
Атомы Н в оксокислотах обычно связаны с кислородом. Если в оксокислоте имеются атомы Н, не связанные с кислородом (например, два атома Н, образующие связи Р-Н в Н 3 РО 2), то они не отщепляются в водном растворе с образованием Н 3 O + и не принимают участия в реакции кислот с основаниями. Некоторые кислоты известны в двух таутомерных формах, различающихся положением атома Н, например.:

Молекулы многих кислот содержат более одного атома кислотообразующего элемента Э. Очень многочисленны изополикислоты, содержащие атомы Э, связанные через атом кислорода, причем фрагменты -Э-О-Э- могут образовать как открытые цепи (например, в Н 4 Р 2 О 7), так и циклические структуры [например, в (НРО 3) n ]. В некоторых кислотах содержатся цепи из одинаковых атомов, например, цепи -S-S- в политионовых кислотах H 2 S n O 6 или сульфанах H 2 S n . Известны гетерополикислоты , имеющие фрагменты -Э-О-Э"-, где Э и Э"-атомы двух разных элементов, например: H 4 ?14H 2 O. Существует множество комплексных кислот, например: H 2 , H, H 4 . Кислоты аналогичные оксокислотам, но содержащие вместо атома (атомов) кислорода серу, называются тиокислотами, например Н 2 S 2 O 3 , Н 3 AsS 3 . Пероксокислоты, например H 2 S 2 O 8 , имеют пероксогруппы -О-О-.
Константу равновесия реакции (1) называют константой кислотности Ka. Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато, каждой ступени отвечает своя К a , причем всегда K a(1) "K a(2) ориентировочно каждая последующая Ka меньше предыдущей на 5 порядков. По значению рК 1 = -lgK a(1) Неорганические кислоты подразделяют на очень слабые, слабые, средней силы, сильные, очень сильные. Согласно правилу Полинга, для очень слабых оксокислот НnЭOm разность m - n = 0, для слабых, сильных и очень сильных эта разность составляет соответственно 1, 2 и 3. Данная закономерность обусловлена сдвигом электронной плотности от связи Н-О к связям Э = O (содержащим атом О с большим значением электроотрицательности ) и делокализацией электронной плотности в анионе .
Характеристики кислот
Для характеристики кислотности веществ в неводных средах используют функцию кислотности Гаммета Н 0 . Известны жидкости, для которых Н 0 более отрицательна, чем для концентрированных водных растворов очень сильных кислот, таких, как HNO 3 , Н 2 SO 4 . Эти жидкости называются сверхкислотами. Примеры: 100%-ная H 2 SO 4 (H 0 = ?12), безводная фторсульфоновая кислота HSO 3 F (H 0 = ?15), смесь HF и SbF 5 , (H 0 = ?17), 7%-ный раствор SbF 5 в HSO 3 F (Н 0 = ?19,4). Эквимолярную смесь HSO 3 F и SbF 5 называют «магической кислотой». Сверхкислотность обусловлена исключительной слабостью взаимодействия с протоном соответствующих анионов (HSO 4 - , SbF 6 - и др.). В среде сверхкислот протонируются вещества, обычно не проявляющие основных свойств, в частности углеводороды. Это явление используют на практике, преимущественно в органического синтезе (алкилирование по Фриделю - Крафтсу , гидрирование нефти и др.).
Многие оксокислоты (HNO 3 , HMnO 4 , Н 2 Cr 2 O 7 , HClO и др.) - сильные окислители. Окислительная активность этих кислот в водном растворе выражена сильнее, чем у их солей. Все пероксокислоты - сильные окислители. Неорганические кислоты всегда менее термически устойчивы, чем их соли, образованные активными металлами (Na , К и др.). Некоторые кислоты (Н 2 СО 3 , Н 2 SO 3 , HClO и др.) невозможно выделить в виде индивидуальных соединений эти кислоты существуют только в растворе.
Общие методы получения кислот
1. взаимодействие оксидов (ангидридов) с водой, например:
    Р 2 O 5 + Н 2 O > Н 3 РО 4
2. вытеснение более летучей кислоты из ее соли менее летучей кислотой, например:
    CaF 2 + H 2 SO 4 > CaSO 4 + 2HF
3. гидролиз галогенидов или солей, например:
    PI 3 + 3Н 2 O > Н 3 РО 3 + 3HI
    Al 2 Se 3 + 6H 2 O > 2Al(ОН) 3 + 3H 2 Se
замена катионов растворенных солей на Н + с помощью катионита . Существует также множество др. методов получения кислот.
Применение
Кислоты применяют в промышленности и в научных исследованиях. В больших количествах производят серную кислоту , азотную кислоту , соляную кислоту и др.
    ПРОИЗВОДСТВО НЕОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ
Соляная кислота
Соляную кислоту получают растворением газообразного хлороводорода в воде . Хлороводород получают сжиганием водорода в хлоре . В лабораторных условиях используется разработанный ещё алхимиками способ, заключающийся в действии крепкой серной кислоты на поваренную соль:
    NaCl + H 2 SO 4 (конц.) (150 °C) > NaHSO 4 + HCl ^
При температуре выше 550 °C и избытке поваренной соли возможно взаимодействие:
    NaCl + NaHSO 4 (>550 °C) > Na 2 SO 4 + HCl ^
Хлороводород прекрасно растворим в воде . Так, при 0 °C 1 объём воды может поглотить 507 объёмов HCl , что соответствует концентрации кислоты 45 %. Однако при комнатной температуре растворимость HCl ниже, поэтому на практике обычно используют 36-процентную соляную кислоту.
Азотная кислота
Современный способ её производства основан на каталитическом окислении синтетического аммиака на платино - родиевых катализаторах (метод Габера ) до смеси оксидов азота (нитрозных газов), с дальнейшим поглощением их водой
    4 NH 3 + 5 O 2 (Pt) > 4 NO + 6 H 2 O
2 NO + O 2 > 2 NO 2 4 NO 2 + O 2 + 2 H 2 O > 4HNO 3 Концентрация полученной таким методом азотной кислоты колеблется, в зависимости от технологического оформления процесса от 45 до 58 %. Впервые азотную кислоту получили алхимики, нагревая смесь селитры и железного купороса:
    4 KNO 3 + 2 (FeSO 4 · 7H 2 O) (t°) > Fe 2 O 3 + 2 K 2 SO 4 + 2HNO 3 ^ + NO 2 ^ + 13 H 2 O
Чистую азотную кислоту получил впервые Иоганн Рудольф Глаубер, действуя на селитру концентрированной серной кислотой:
    KNO 3 + H 2 SO 4 (конц.) (t°) > KHSO 4 + HNO 3 ^
Дальнейшей дистилляцией может быть получена т. н. «дымящая азотная кислота», практически не содержащая воды.
Серная кислота

Структурная формула серной кислоты
Сырьём для получения серной кислоты служат сера , сульфиды металлов , сероводород , отходящие газы теплоэлектростанций, сульфаты железа , кальция и др.

Основные этапы

Основные стадии получения серной кислоты:
    Обжиг сырья с получением SO 2
    Окисление SO 2 в SO 3
    Абсорбция SO 3
В промышленности применяют два метода окисления SO 2 в производстве серной кислоты: контактный - с использованием твердых катализаторов (контактов), и нитрозный - с оксидами азота .
Ниже приведены реакции по производству серной кислоты из минерала пирита на катализаторе - оксиде ванадия (V).
    4 FeS 2 + 11 O 2 = 2 Fe 2 O 3 + 8 SO 2
    2SO 2 + O 2 (V 2 O 5 ) > 2 SO 3

Нитрозный метод получения
серной кислоты
    SO 2 + NO 2 > SO 3 + NO ^.
    2 NO + O 2 > 2 NO 2
При реакции SO 3 с водой выделяется огромное количество теплоты и серная кислота начинает закипать с образованием "туманов" SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 + Q Поэтому SO 3 смешивается с H 2 SO 4 , образуя раствор SO 3 в 91% H 2 SO 4 - олеум
Получение серной кислоты (т.н. купоросное масло) из железного купороса - термическое разложение сульфата железа (II) с последующим охлаждением смеси
    2 FeSO 4 ·7H 2 O >Fe 2 O 3 +SO 2 +H 2 O+O 2
    SO 2 +H 2 O+O 2 ? H 2 SO 4
    ПРИМЕНЕНИЕ НЕОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ
Соляная кислота

Промышленность

    Применяют в гидрометаллургии и гальванопластике (травление , декапирование ), для очистки поверхности металлов при паянии и лужении, для получения хлоридов цинка, марганца, железа и др. металлов. В смеси с ПАВ используется для очистки керамических и металлических изделий (тут необходима ингибированная кислота) от загрязнений и дезинфекции .
    В пищевой промышленности зарегистрирована в качестве регулятора кислотности , пищевой добавки E507 . Применяется для изготовления зельтерской (содовой) воды .

Медицина

    Составная часть желудочного сока ; разведенную соляную кислоту ранее назначали внутрь главным образом при заболеваниях, связанных с недостаточной кислотностью желудочного сока.
Азотная кислота
    производство азотных и сложных минеральных удобрений
    производство нитратов натрия, калия, кальция
    в гидрометаллургии
    производство взрывчатых веществ
    производство серной и фосфорной кислот
    получение ароматических нитросоединений
    производство красителей
    входит в состав ракетного топлива
    травление и растворение металлов в металлургии
    травление полупроводниковых материалов
Для практических целей используют 30-60%-ные водные растворы азотной кислоты или 97-99%-ные (концентрированная азотная кислота).

Смесь концентрированных азотной и соляной кислот (соотношение по объему 1:3) называют царской водкой , она растворяет даже благородные металлы. Смесь HNO3 концентрации около 100% и H 2 SO 4 концентрации около 96% при их соотношении по объему 9:1 называют меланжем.

Серная кислота
    производство минеральных удобрений
    электролит в свинцовых аккумуляторах
    получение различных минеральных кислот и солей, химических волокон, красителей
    производство дымообразующих и взрывчатых веществ
    нефтяная, металлообрабатывающая, текстильная, кожевенная промышленности
    в пищевой промышленности - зарегистрирована в качестве пищевой добавки E513 (эмульгатор );
В промышленном органическом синтезе в реакциях
    дегидратации (получение диэтилового эфира, сложных эфиров)
    гидратации (этанол из этилена), сульфирования (синтетические моющие средства и промежуточные продукты в производстве красителей)
    алкилирования (получение изооктана, полиэтиленгликоля, капролактама)
    сульфирования (синтетические моющие средства и промежуточные продукты в производстве красителей)
Самый крупный потребитель серной кислоты - производство минеральных удобрений. На 1 т P ? O ? фосфорных удобрений расходуется 2,2-3,4 т серной кислоты, а на 1 т (NH ? ) ? SO ? - 0,75 т серной кислоты. Поэтому сернокислотные заводы стремятся строить в комплексе с заводами по производству минеральных удобрений.
    ОСОБЕННОСТИ ХРАНЕНИЯ
Безопасность и охрана здоровья
Везде, где это возможно, агрессивные кислоты должны заменяться другими, представляющими меньшую опасность; необходимо использовать минимально допустимую для процесса концентрацию. При применении минеральных кислот должны соблюдаться соответствующие меры безопасности при хранении, транспортировке, утилизации, а также обеспечиваться необходимая вентиляция, индивидуальные средства защиты и меры первой помощи.
Хранение . Помещения для хранения кислот должны быть изолированы от других, иметь хорошую вентиляцию и защиту от солнечного света и источников тепла; они должны иметь цементный пол и не содержать материалов, с которыми могла бы вступать в реакцию кислота. Большие склады должны быть окружены ограждениями для сбора кислоты в случае утечки и снабжены средствами нейтрализации. Вне помещения для хранения кислот должны располагаться пожарный гидрант и автономное дыхательное оборудование на случай чрезвычайной ситуации и необходимости проведения спасательных работ. Утечки должны быть немедленно ликвидированы путем промывания струей воды; в случае большой утечки персонал должен покинуть помещение, а затем нейтрализовать кислоту. Электрооборудование должно быть водонепроницаемым и быть стойким к воздействию кислот. Желательно использовать безопасное освещение.
Емкости необходимо хранить плотно закрытыми, они должны быть четко промаркированы, чтобы было известно их содержимое. Трубы, соединения, уплотнения и клапаны должны быть сделаны из стойких к кислотам материалов. Стеклянные или пластмассовые емкости должны быть надежно защищены от ударов; их необходимо приподнять над полом, чтобы облегчить промывку в случае утечки. Цилиндрические контейнеры должны храниться на стеллажах и быть закреплены. Баллоны с газообразными ангидридами должны храниться в вертикальном положении и иметь колпаки. Пустые и полные емкости предпочтительно хранить раздельно.
Транспортировка . Кислоты должны подаваться через герметичные системы, чтобы исключить возможность контакта с ними. При транспортировке контейнеров, необходимо использовать соответствующее оборудование, а работы выполняться квалифицированным персоналом. Декантирование должно проводиться только посредством специальных сифонов, насосов, устройств для наклона цилиндрических контейнеров или бутылей и т.д. Цилиндры с безводным ангидридом должны быть снабжены специальными сливными клапанами и штуцерами.
При смешивании кислот с другими химическими соединениями или водой, рабочие должны ясно представлять себе, что может произойти интенсивная реакция. Для того, чтобы избежать чрезмерного выделения тепла и бурной реакции, которая может вызвать брызги и попадание кислоты на кожу или в глаза, концентрированная кислота должна медленно добавляться в воду, а не наоборот.
Вентиляция . Там, где образуются аэрозоли или пары кислот, например при гальваностегии, должна быть обеспечена хорошая вентиляция.
Индивидуальная защита . Люди, сталкивающиеся с брызгами минеральных кислот, должны пользоваться кислотоустойчивыми средствами индивидуальной защиты: предохраняющими руки, глаза, лицо, применять фартуки, комбинезоны и защитные костюмы.
Когда рабочим для обслуживания или ремонта требуется проникнуть внутрь резервуара, где хранились кислоты, необходимо предварительно очистить резервуар и принять все меры предосторожности при работе в замкнутых пространствах, приведенные в других разделах данной Энциклопедии.
Обучение. Все рабочие, имеющие дело с кислотами, должны быть проинструктированы относительно их опасных свойств. Определенные виды работ, например, проводимые в замкнутых пространствах или те, в которых задействовано большое количество кислот, должны производиться двумя работниками, один из которых всегда готов в случае необходимости прийти на помощь другому.
Санитария . При контакте с неорганическими кислотами первостепенное значение имеет личная гигиена. Работникам требуется обеспечить соответствующие санитарные условия, и им необходимо тщательно мыться по окончании смены.
Неотложная помощь . При попадании кислот на кожу или в глаза следует немедленно и обильно промыть проточной водой. Поэтому в помещениях должны быть предусмотрены души, фонтанчики для промывки глаз, ванны или резервуары с водой. Необходимо снять загрязненную одежду и выполнить процедуру обработки кожи. Обычной процедурой является нейтрализация загрязненной кожи 2-3% раствором двууглекислого натрия, 5 % раствором углекислого натрия и 5 % раствором гипосульфита натрия, или 10 % раствором триэтаноламина.
Людей, вдохнувших пары кислот, необходимо немедленно удалить из загрязненной зоны, обеспечить покой и оказать медицинскую помощь. При случайном глотании кислоты необходимо дать нейтрализующее вещество и промыть желудок. Не следует искусственно вызывать рвоту.
Медицинское наблюдение . Рабочие должны проходить медицинское обследование перед приемом на работу и периодически в период работы. Медицинское обследование перед приемом на работу должно быть направлено, в основном, на выявление хронических заболеваний желудочно-кишечного тракта, кожи, глаз, дыхательной и нервной системы. Периодические проверки должны проводиться через короткие интервалы времени и включать в себя проверку состояния зубов.
Соляная кислота
Техническую синтетическую соляную кислоту наливают в специальные гуммированные цистерны отправителя или получателя, гуммированные контейнеры, полиэтиленовые бочки вместимостью 50 дм 3 и стеклянные бутыли вместимостью 20 дм 3 согласно действующей нормативной документации.
Стеклянные бутыли упаковывают в ящики типа V-1, номер 3-2 по ГОСТ 18573. Упаковка должна соответствовать ГОСТ 26319.
Допускается заливать продукт в цистерны и контейнеры с остатком соляной кислоты, если анализ остатка подтверждает соответствие его качества требованиям настоящего стандарта, В противном случае остаток соляной кислоты удаляют, а цистерну или контейнер промывают.
Бочки и бутыли должны быть сухими и чистыми.
Наливные люки цистерн, контейнеров и пробки бочек должны быть герметизированы резиновыми или полиэтиленовыми прокладками, как при отправке потребителям (заполненных кислотой), так и при возврате поставщику порожней тары.
и т.д.................

Серная кислота. При обычных условиях концентрированная серная кислота представляет собой тяжёлую маслянистую жидкость без цвета и запаха, с кислым «медным» вкусом. Смешивается с водой в любых соотношениях с выделением тепла. Серная кислота малолетуча, однако при температуре выше 50 0 С способна к образованию паров серного ангидрида, обладающего большей токсичностью, чем сама кислота.

В промышленности выпускается в виде моногидрата - 98% раствор серной кислоты; олеума - 20% раствора серного ангидрида SO 3 в серной кислоте; неочищенной серной кислоты (купоросное масло) - 93-97% раствор серной кислоты.

Применяется серная кислота практически в любой области промышленности: в производстве минеральных удобрений; как электролит в свинцовых аккумуляторах; для получения различных минеральных кислот и солей; в производстве химических волокон, красителей, дымообразующих и взрывчатых веществ; в нефтяной, металлообрабатывающей, текстильной, кожевенной и др. отраслях промышленности; в пищевой промышленности (пищевая добавка Е 513), в промышленном органическом синтезе (в реакциях: дегидратации, гидратации, сульфирования, алкилирования и др.), для восстановления смол в фильтрах на производстве дистилированной воды.

Основными путями поступления серной кислоты в организм являются пероральные, ингаляционные и перкутанные. Смертельной дозой принято считать 5 – 10 г.

При ингаляционных отравлениях наблюдается затрудненное дыхание, которое сопровождается кашлем, охриплостью, возможно развитие ларингита, бронхита или трахеита. При вдыхании больших концентраций развивается отек гортани, легких, возможно развитие асфиксии и шока. Скрытый период отравления серной кислотой может составлять до 90 суток.

При попадании серной кислоты на кожные покровы, она быстро проникает вглубь тканей, образуя сначала белые, а, с истечением времени, коричнево-черные струпья.

При патологоанатомической экспертизе пероральных отравлений наблюдаются следы химического ожога вокруг рта (бурые полосы и пятна), Слизистые оболочки рта, глотки, пищевода окрашены в серо-бурый цвет, слизистая желудка – серовато-красная.

Качественный и количественный анализ на наличие серной кислоты.

При исследовании диализата на наличие серной кислоты ее перегоняют над медными опилками и собирают отгон в приемник, содержащий раствор йода в йодиде калия.

В колбе проходит окислительно-восстановительная реакция с образованием сернистой кислоты, а затем ее разложения до оксида серы (II).

Оксид серы с парами воды, попадая в приемник, взаимодействует с раствором йода с образованием серной кислоты.

При простой перегонке из-за постоянного присутствия хлоридов извлекаемых из биообъекта, они вступают в реакцию со свободной серной кислотой, с образованием хлористого водорода.



Образующуюся в результате перегонки серную кислоту обнаруживают по реакциям:

ü Реакция образования сульфата бария. Появление белого осадка при добавлении хлорида бария свидетельствует о наличии сульфат-ионов, но не доказывает присутствия свободной серной кислоты.

ü Реакция получения сульфата свинца. Выпадение белого осадка, нерастворимого в азотной кислоте, но растворимого в растворах щелочей и растворе ацетата аммония.

ü Реакция с родизонатом бария. Реакция основана на том, что натрия родизонат с солями бария образует бария родизонат, имеющий красную окраску. От добавления серной кислоты или сульфат-ионов бария родизонат разлагается, образуется белый осадок бария сульфата, а красная окраска исчезает.

Реакция специфична для сульфат-иона. Исследование на наличие свободной серной кислоты.

Количественное определение серной кислоты проводят методом алкалиметрии. В качестве титранта используют 0,1 М раствор гидроксида натрия (индикатор метиловый оранжевый).

Хлористоводородная кислота. Бесцветная (техническая соляная кислота желтоватая из-за примесей Fe, Cl 2 и др.) едкая жидкость с резким запахом, содержащая 35 – 38% хлористого водорода. На воздухе легко испаряется, «дымит» из-за образования хлористого водорода с парами воды капелек тумана. Смешивается с водой в любых соотношениях.

В промышленности выпускают «аккумуляторную» хлористоводородную кислоту, содержащую около 37% хлористого водорода и концентрированную хлористоводородную кислоту, содержащую примерно 25% хлористого водорода.

Применяется в химическом синтезе, гидрометаллургии и гальванопластике (для обработки руд, травления металлов), для очистки поверхности металлов при пайке и лужении, для получения хлоридов цинка, марганца, железа и др. металлов. В смеси с ПАВ используется для очистки керамических и металлических изделий от загрязнений и дезинфекции. В пищевой промышленности зарегистрирована в качестве регулятора кислотности и пищевой добавки E 507. Хлористоводородная кислота является естественной составной частью желудочного сока человека. Растворы соляной кислоты, 0,3 - 0,5%, обычно в смеси с ферментом пепсином, назначают внутрь больным с недостаточной кислотностью.

Основным путем поступления хлористоводородной кислоты является ингаляционный, реже перкутанный и пероральный. Смертельной дозой считается 10 – 15 г хлористоводородной кислоты.

При вдыхании хлористого водорода наблюдается раздражение верхних дыхательных путей и легких, проявляющееся охриплостью, кашлем, болью в груди. В тяжелых случаях летальный исход наступает от асфиксии в результате отека гортани или спазма голосовой щели через 3 – 4 часа.

При перкутанном и пероральном отравлениях симптомы аналогичны симптомам отравления серной кислотой, однако выражены в меньшей степени. На коже наблюдается серозное воспаление с пузырями, пораженные участки имеют серо-белесоватый цвет, ожоги незначительны. При попадании на слизистую оболочку глаза вызывает конъюнктивит, химический ожог, помутнение роговицы.

При паталогоанатомическом вскрытии наблюдается сероватый или черный цвет слизистых оболочек полости рта, пищевода, желудка и верхнего отдела кишечника. Содержимое желудка представляет собой бурую массу. Печень, почки и сердце подвержено жировой дистрофии. Сердечная мышца дряблая и имеет желтоватый цвет.

Качественный и количественный анализ на наличие хлористоводородной кислоты.

Водное извлечение из биологического материала или диализат, первоначально исследуют на наличие хлорид-ионов. Образование обильного белого осадка с нитратом серебра указывает на необходимость проведения дальнейшего исследования на свободную хлористоводородную кислоту.

Вследствие возможности образования хлористоводородной кислоты из хлоридов при наличии свободной серной кислоты сначала проводят исследование на серную кислоту, а затем на хлористоводородную.

При исследовании диализата на наличие хлористоводородной кислоты, ее, как и соляную кислоту, получают путем перегонки диализата на песчаной бане. Первоначально из колбы в приемник отгоняется вода, а при достижении хлористого водорода 10% концентрации, он начинает перегоняться в приемник и растворяется в присутствующей воде. По возможности перегонку проводят до выпаривания всей жидкости из колбы.

Дистиллят исследуют на наличие хлористого водорода реакциями:

ü Реакция с нитратом серебра. Появление белого осадка, растворимого в растворе аммиака и образующегося снова при добавлении азотной кислоты, свидетельствует о наличии хлорид-ионов.

ü Реакция выделения йода. При добавлении к дистилляту калия хлората при небольшом нагревании, выделяется свободный хлор, который обнаруживают по посинению йодкрахмальной бумаги.

Количественное определение.

Количественное определение хлористого водорода важно, чтобы судить о том, имеется ли в данном случае (например, в рвотных массах) введенная кислота, а не хлористоводородная кислота желудочного сока (0,1-0,2%), которая обычно в содержимом желудка трупа уже нейтрализована.

Определенную часть водного извлечения подвергают перегонке, выпаривая содержимое колбы, как описано выше, досуха. В дистилляте определяют количество хлористого водорода титрованием по Фольгарду или весовым путем, взвешивая серебра хлорид.

Метод Фольгарда не применим к количественном определению хлористоводородной кислоты, если биологический материал подвержен гниению Образующийся сероводород вступает в реакцию с нитратом серебра с образованием осадка сульфида серебра (AgS) и искажает результаты анализа. Поэтому для количественного определения хлористоводородной кислоты в несвежем биологическом материале используют метод гравиметрии.

К раствору добавляется избыток нитрата серебра, образующиеся осадки хлорида и сульфида серебра отфильтровывают и обрабатывают 10% раствором аммиака для растворения хлорида серебра. Аммиачный раствор подкисляют азотной кислотой, и выделившийся осадок хлорида серебра отфильтровывают, высушивают и взвешивают.

Азотная кислота. Бесцветная прозрачная жидкость. Смешивается с водой в любых соотношениях. В открытом виде азотная кислота выделяет тяжелее пары, образующие белый дым. Негорюча, но обладает способностью воспламенять все горючие вещества. Способна взрываться в присутствии растительных и минеральных масел, спирта.

В промышленности выпускается в виде 50 – 60% и 96 – 98% растворов.

Промышленное применение азотной кислоты: в производстве минеральных удобрений; в военной промышленности (в производстве взрывчатых веществ, как окислитель ракетного топлива, в синтезе различных веществ, в том числе отравляющих); для травления печатных форм; в производстве красителей и лекарств (нитроглицерин); в ювелирном деле (основной способ определения золота в золотом сплаве).

Как и у предыдущих кислот, основными путями поступления азотной кислоты являются ингаляционный, перкутанный и пероральный. Смертельной дозой считается 8 – 10 г азотной кислоты.

Раздражение верхних дыхательных путей и легочной ткани ведет к развитию токсического отека легких. Скрытый период составляет от 3 до 6 ч. При ингаляционных отравлениях наблюдаются синюшность слизистых оболочек век и губ, в трахее и бронхах скапливается большое количество мелкопузырчатой пены, легкие увеличены в объеме, на разрезе цвет легких синюшно-красный с большим скоплением пены. Внутренние органы полнокровны, наблюдается отек мягкой мозговой оболочки и головного мозга.

При попадании на кожу ткани приобретают желтый цвет за счет продуктов разложения и нитрования. При приеме внутрь отравление начинается с резких болей во рту, глотке, пищеводе, желудке. Рвота бурыми массами с обрывками слизистой оболочки. Летальный исход наступает вследствие шока или коллапса.

При паталогоанатомическом вскрытии содержимое желудка имеет запах оксидов азота, в окружности и слизистой оболочки рта, слизистой пищеварительного тракта наблюдается желтоватая окраска. Сердечная мышца и печень серовато-красного цвета с бурым оттенком, дряблые.

Качественный и количественный анализ на наличие азотной кислоты.

Для обнаружения азотной кислоты перегонку диализата проводят, как и в случае с серной кислотой, над медными опилками, а в приемник, для улавливания образующегося в колбе оксида азота (IV), помещают воду. При взаимодействии азотной кислоты с медными опилками образуется оксид азота (II), который окисляется до оксида азота (IV), реагирующего с водой, в результате чего образуется смесь азотной и азотистой кислот.

Обнаружение образующихся азотной и азотистой кислот проводят по реакциям:

ü Реакция с дифениламином . Реакция основана на окислении дифениламина азотной кислотой, при этом вначале образуется бесцветный дифенилбензидин, который при дальнейшем окислении превращается в соединение синего цвета. Реакция является неспецифичной. Такое же окрашивание дают соли азотной и азотистой кислот, а также другие окислители.

ü Реакция с бруцином. Появление красного окрашивания свидетельствует о наличии азотной кислоты.

БРУЦИН

ü Реакция с белком на азотную кислоту (ксантанпротеиновая проба). Свободная азотная кислота при достаточной концентрации способна фиксироваться белками и окрашивать их в желтый цвет, переходящий в оранжевый от добавления аммиака. Шерстяные и шелковые нити будут изменять свою окраску в результате данной реакции в отличие от хлопчатобумажных нитей, которые остаются белыми.

Подобную окраску (пожелтение нитей) может давать и пикриновая кислота, однако и окрашивание раствора диализата тоже будет желтым.

Реакция на азотистую кислоту. Зеленое окрашивание при добавлении раствора феназона в присутствии серной кислоты, свидетельствует о наличии азотистой кислоты в диализате.

Количественное определение азотной кислоты проводят методом нейтрализации. В качестве титранта используют 0,1М раствор натрия гидроксида, индикатор – фенолфталеин.

II. Едкие щелочи.

К едким щелочам относят натрия гидроксид (каустическая сода, NаОН), калия гидроксид (КОН) и кальция гидроксид Са(ОН)2. Слабое основание – раствор аммиака (NН4ОН).

Гидроксид натрия (каустическая сода, каустик, едкий натр, едкая щёлочь) . Белое твёрдое кристаллическое вещество. На воздухе расплывается, так как притягивает влагу. Хорошо растворяется в воде с большим выделением теплоты, образуя растворы мылкие на ощупь. Растворяется в спирте и глицерине.

Гидроксид натрия применяется в большинстве отраслей промышленности и для бытовых нужд: в целлюлозно-бумажной промышленности; для омыления жиров при производстве мыла, шампуней и других моющих средств; в химических отраслях промышленности (для нейтрализации кислот и кислотных окислов, как реагент или катализатор в химических реакциях, в химическом анализе для титрования, для травления алюминия и в производстве чистых металлов, в нефтепереработке для производства масел); в качестве агента для растворения засоров канализационных труб; в гражданской обороне для дегазации и нейтрализации отравляющих веществ; для очистки выдыхаемого воздуха от углекислого газа; при приготовлении пищи (для мытья и очистки фруктов и овощей от кожицы, в производстве шоколада и какао, напитков, мороженого, окрашивания карамели, для размягчения маслин и придания им чёрной окраски, при производстве хлебобулочных изделий, в качестве пищевой добавки E-524.

Пути поступления в организм: пероральный, ингаляционный (в виде пыли). Особенно выражено действие при непосредственном контакте с кожей или слизистыми. Развивается резко выраженное раздражающее и прижигающее действие, глубокие некрозы из-за образования рыхлых растворимых белковых альбуминатов. Смертельной дозой принято считать 10 – 20 г гидроксида натрия.

При попадании на кожу или слизистые типичен глубокий ожог с образованием мягких струпьев и последующим их рубцеванием. При ингаляционном поражении возникает острый воспалительный процесс дыхательных путей; возможна пневмония. При попадании гидроксида натрия внутрь (перорально) наблюдается острое воспаление, мелкие язвы, ожоги слизистых оболочек губ, рта, пищевода и желудка. Отравление сопровождается сильной жаждой, слюнотечением, кровавой рвотой, при тяжелых случаях развивается внутреннее кровотечение. Попадание на слизистую глаза чревато сильными ожогами, вплоть до появления слепоты.

Качественный и количественный анализ на наличие гидроксида натрия.

Обнаружение гидроксида натрия проводят по катиону Na + .

ü Реакция с гидроксистибиатом калия. В уксуснокислой среде при добавлении к диализату раствора гидроксистибиата калия появляется белый кристаллический осадок.

Переоткрытие гидроксида натрия возможно из-за образования в кислой среде метосурьмяной кислоты HSbO 3 , которая будет выпадать в осадок.

ü Реакция с цинк-уранилацетатом. При наличии ионов натрия в нейтральных и уксуснокислых средах цинк-уранилацетат образует кристаллический осадок зеленовато-желтого цвета. Кристаллы имеют вид октаэдров или тетраэдров.

Количественное определение гидроксида натрия проводят методом ацидиметрии, используя в качестве титранта 0,1М раствор хлористоводородной кислоты, индикатор – фенолфталеин.

Гидроксид калия (едкое кали, каустический поташ). Бесцветные, очень гигроскопичные кристаллы, но гигроскопичность меньше, чем у гидроксида натрия. Водные растворы имеют сильнощелочную реакцию.

Применение в промышленности: в пищевой промышленности (пищевая добавка E525), для получения метана, поглощения кислотных газов и обнаружения некоторых катионов в растворах, в производстве жидких мыл, для очистки изделий из нержавеющей стали от жира и других масляных веществ, а также остатков механической обработки, электролит в щелочных (алкалиновых) батарейках.

Пути поступления в организм и симптомы отравлений сходны с гидроксидом натрия. Многие реакции на организм выражены сильнее, чем у гидроксида натрия. Смертельной дозой считается 10 – 20 г гидроксида калия.

Качественный и количественный анализ на наличие гидроксида калия.

Выраженная щелочная реакция среды диализатов, отсутствие карбонатов и присутствие ионов калия указывают на наличие калия гидроксида в материале.

Для обнаружения ионов калия в диализатах применяют реакции:

ü Реакция с гидротартратом натрия (NaHC 4 H 4 O 6). Выпадение белого осадка свидетельствует о присутствии К + .

ü Реакция с кобальтнитритом натрия (Na 3 . При наличии ионов калия выпадает желтый кристаллический осадок K 2 Nа[Сo(NO 2) 6 ].

Эти реактивы дают осадки с ионами калия в нейтральных или слабокислых растворах, поэтому, диализаты, имеющие щелочную реакцию, до начала исследования нейтрализуют или доводят до слабокислой реакции (рН=3-4) раствором уксусной кислоты.

Количественное определение гидроксида калия проводят методом ацидиметрии, используя в качестве титранта 0,1М раствор хлористоводородной кислоты, индикатор – фенолфталеин.

Аммиак – едкий бесцветный газ с резким запахом. Обладает высокой летучестью. Очень летуч. При растворении аммиака в воде образуется гидроксид аммония.Аммиак водный (аммония гидроксид, аммиачная вода, едкий аммоний, едкий аммиак ). Летучая жидкость с резким специфическим запахом. Токсичность в воздухе резко возрастает при повышении температуры и влажности.

Промышленно выпускается 25%-й раствор аммиака. Насыщенный раствор содержит 33% аммиака, а нашатырный спирт – 10%. Промышленное применение: в пищевой промышленности (пищевая добавка E 527); в качестве удобрения.

Основной путь поступления аммиака – ингаляционный. Смертельной дозой считается 10 – 15 мл 33% раствора или 25 – 50 мл 10% раствора.

При больших концентрациях в воздухе наблюдается обильное слезотечение, боль в глазах, ожог конъюнктивы и роговицы, потеря зрения. Со стороны дыхательных путей – приступы кашля, резкий отек языка, ожог слизистых оболочек верхних дыхательных путей с некрозом, отек гортани, бронхит, бронхоспазм. При очень высоких концентрациях наступает паралич ЦНС и быстрая смерть при явлениях асфиксии. Смерть наступает в течение 10 – 15 минут.

При паталогоанатомическом вскрытии наблюдаются ярко-красные оболочки рта, глотки, пищевода, желудка, отек легких, изменения в почках (нефроз и некроз извитых канальцев), кровоизлияние в головной мозг, запах аммиака от внутренних органов.

Качественный и количественный анализ на наличие гидроксида аммония.

Анализ на аммиак проводиться, если предварительные испытания указали на возможное его присутствие.

Предварительные испытания на аммиак проводят с тремя индикаторными бумажками: красной лакмусовой, смоченной раствором сульфата меди и смоченной раствором свинца ацетата. Посинение красной лакмусовой бумажки и бумажки смоченной раствором меди сульфата указывает на наличие аммиака.

Почернение «свинцовой» бумажки указывает на наличие сероводорода и, следовательно, на процесс гниения. В этом случае исследование на наличие аммиака является нецелесообразным. Образование аммиака может происходить также при наличии щелочей (NаОН, КОН), выделяющих аммиак из его солей и белковых веществ.

Реакция с реактивом Несслера. Желто-бурое или оранжево-коричневое окрашивание выпавшего осадка дийододимеркураммония свидетельствует о наличии аммиака в диализате. Реакция не является специфичной, поскольку многие ионы могут давать осадки такого цвета в щелочной среде в присутствии иодид-ионов.

Количественное определение гидроксида аммония проводят методом ацидиметрии, используя в качестве титранта 0,1М раствор хлористоводородной кислоты, индикатор – метиловый оранжевый.

Текущая версия страницы пока не проверялась

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от, проверенной 26 ноября 2017; проверки требует.

Неоргани́ческие (минера́льные) кисло́ты - неорганические вещества , обладающие комплексом физико-химических свойств, которые присущи кислотам . Вещества кислотной природы известны для большинства химических элементов за исключением щелочных и щёлочноземельных металлов.

Большинство неорганических кислот при обычных условиях существуют в жидком состоянии, некоторые – в твёрдом состоянии (ортофосфорная , борная , вольфрамовая , поликремниевые (гидраты SiO 2) и др.). Кислотами также являются водные растворы некоторых газообразных соединений (галогеноводородов , сероводорода H 2 S, диоксида азота NO 2 , диоксида углерода CO 2 и др.). Некоторые кислоты (например, угольную Н 2 СО 3 , сернистую Н 2 SO 3 , хлорноватистую HClO и др.) невозможно выделить в виде индивидуальных соединений, они существуют только в растворе.

По химическому составу различают бескислородные кислоты (HCl, H 2 S, HF, HCN) и кислородсодержащие (оксокислоты)(H 2 SO 4 , H 3 PO 4) . Состав бескислородных кислот можно описать формулой: H n Х, где Х - химический элемент образующий кислоту (галоген , халькоген) или бескислородный радикал: например, бромоводородная HBr, циановодородная HCN, азидоводородная HN 3 кислоты. В свою очередь, все кислородсодержащие кислоты имеют состав, который можно выразить формулой: Н n XО m , где X - химический элемент, образующий кислоту.

Атомы водорода в кислородсодержащих кислотах чаще всего связаны с кислородом полярной ковалентной связью . Известны кислоты с несколькими (чаще двумя) таутомерными или изомерными формами, которые различаются положением атома водорода:

Отдельные классы неорганических кислот образуют соединения, в которых атомы кислотообразующего элемента образуют молекулярные гомо- и гетерогенные цепные структуры. Изополикислоты - это кислоты, в которых атомы кислотообразующего элемента связаны через атом кислорода (кислородный мостик). Примерами выступают полисерные H 2 S 2 O 7 и H 2 S 3 O 10 и полихромовые кислоты H 2 Cr 2 O 7 и H 2 Cr 3 O 10 . Кислоты с несколькими атомами разных кислотообразующих элементов, соединенных через атом кислорода, называются гетерополикислотами . Существуют кислоты, молекулярная структура которых образована цепочкой одинаковых кислотообразующих атомов, например в политионовых кислотах H 2 S n O 6 или в сульфанах H 2 S n , где n≥2.

Данная закономерность обусловлена усилением поляризации связи Н-О вследствие сдвига электронной плотности от связи к электроотрицательному атому кислорода по подвижным π-связям Э=O и делокализацией электронной плотности в анионе .

Неорганические кислоты обладают свойствами, общими для всех кислот, среди которых: окрашивание индикаторов , растворение активных металлов с выделением водорода (кроме HNO 3), способность реагировать с основаниями и основными оксидами с образованием солей, например:

Число атомов водорода, отщепляемых от молекулы кислоты и способных замещаться на металл с образованием соли, называется основностью кислоты. Кислоты можно разделить на одно-, двух- и трехосновные. Кислоты с более высокой основностью неизвестны.

Одноосновными являются многие неорганические кислоты: галогеноводородные вида HHal, азотная HNO 3 , хлорная HClO 4 , роданистоводородная HSCN и др. Серная H 2 SO 4 , хромовая H 2 CrO 4 , сероводородная H 2 S служат примерами двухосновных кислот и т. д.

Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато, каждой ступени отвечает своя константа кислотности, причем всегда каждая последующая К a меньше предыдущей ориентировочно на пять порядков. Ниже показаны уравнения диссоциации трехосновной ортофосфорной кислоты:

Основность определяет число рядов средних и кислых солей − производных кислоты.

К замещению способны только атомы водорода, входящие в состав гидроксигрупп −OH, поэтому, например, ортофосфорная кислота H 3 PO 4 образует средние соли - фосфаты вида Na 3 PO 4 , и два ряда кислых − гидрофосфаты Na 2 HPO 4 и дигидрофосфаты NaH 2 PO 4 . Тогда как, у фосфористой кислоты H 2 (HPO 3) только два ряда − фосфиты и гидрофосфиты, а у фосфорноватистой кислоты H(H 2 PO 2) − только ряд средних солей − гипофосфитов.

Исключение составляет борная кислота H 3 BO 3 , которая в водном растворе существует в виде одноосновного гидроксокомплекса:

Современные теории кислот и оснований значительно расширяют понятие кислотных свойств. Так, кислота Льюиса - вещество, молекулы или ионы которого способны принимать электронные пары, в том числе и не содержащие ионов водорода: например, катионы металлов (Ag + , Fe 3+), ряд бинарных соединений (AlCl 3 , BF 3 , Al 2 O 3 , SO 3 , SiO 2). Протонные кислоты рассматриваются теорией Льюиса как частный случай класса кислот.

Все пероксокислоты и многие кислородсодержащие кислоты (азотная HNO 3 , серная H 2 SO 4 , марганцовая HMnO 4 , хромовая Н 2 CrO 4 , хлорноватистая HClO и др.) - сильные окислители. Окислительная активность этих кислот в водном растворе выражена сильнее, чем у их солей; при том окислительные свойства сильно ослабевают при разбавлении кислот (например, свойства разбавленной и концентрированной серной кислоты). Неорганические кислоты также всегда менее термически устойчивы, чем их соли. Указанные различия связаны с дестабилизирующим действием сильнополяризованного атома водорода в молекуле кислоты. Наиболее выразительно это проявляется в свойствах кислородсодержащих кислот-окислителей, например, хлорной и серной. Этим же объясняется невозможность существования вне раствора ряда кислот при относительной стабильности их солей. Исключение составляет азотная кислота и её соли, проявляющие сильно выраженные окислительные свойства вне зависимости от разбавления раствора. Такое поведение связано с особенностями строения молекулы HNO 3 .

Номенклатура неорганических кислот прошла долгий путь развития и складывалась постепенно. Наряду с систематическими названиями кислот широко применяются традиционные и тривиальные . Некоторые распространённые кислоты могут в различных источниках иметь разные названия: например, водный раствор HCl может именоваться соляной, хлороводородной, хлористоводородной кислотой.

Традиционные русские названия кислот образованы прибавлением к названию элемента морфем -ная или -овая (хлорная, серная, азотная, марганцовая). Для разных кислородсодержащих кислот, образованных одним элементом, используется -истая для более низкой степени окисления (сернистая, азотистая). В ряде случаев для промежуточных степеней окисления дополнительно используются морфемы -новатая и -новатистая (см. ниже названия кислородсодержащих кислот хлора).

Традиционные названия некоторых неорганических кислот и их солей приведены в таблице:

Для менее известных кислот, содержащих кислотообразующие элементы в переменных степенях окисления, обычно применяются систематические названия.

В систематических названиях кислот к корню латинского названия кислотообразующего элемента добавляют суффикс -ат , а названия остальных элементов или их групп в анионе приобретают соединительную гласную -о. В скобках указывают степень окисления кислотообразующего элемента, если она имеет целочисленное значение. В противном случае в название включают и число атомов водорода . Например (в скобках традиционные названия):

HAuCl 4 - тетрахлороаурат(III) водорода (золотохлористоводородная кислота)

Ниже приведены корни латинских названий кислотообразующих элементов, не совпадающие с корнями русских названий тех же элементов: Ag - аргент(ат), As - арсен(ат), Аu - аур(ат), Cu - купр(ат), Fe - ферр(ат), Hg - меркур(ат), Pb - плюмб(ат), Sb - стиб(ат), Si - силик(ат), Sn - станн(ат), S - сульф(ат).

В формулах тиокислот, образованных из оксикислот замещением атомов кислорода на атомы серы, последние помещают в конце: H 3 PO 3 S -

Третье большое достижение химии XIII в.- получение минеральных кислот . Первые упоминания о серной и азотной кислотах встречаются в византийской рукописи XIII в.

Еще в древности было замечено, что при нагревании квасцов или купороса выделяются «кислые пары». Однако получение серной кислоты было впервые освоено лишь в конце XIII в. В книгах Гебера излагается опыт получения серной и соляной кислот, а также царской водки.

Серная кислота долгое время применялась лишь как реактив в лабораториях, а со второй половины XVIII в. ее использовали в ремесленной практике - вначале при окраске веществ, а затем также для отбеливания. В 1744 г. саксонский горный советник Барт из фрейберга открыл процесс сульфирования индиго и впервые применил его для окраски шерсти. В связи с этим спрос на серную кислоту непрерывно увеличивался и появились рациональные способы ее производства. И. X. Бернхардт и X. И. Кёлер организовали несколько сернокислотных заводов, главным образом в Саксонии. Эти предприятия поставляли серную кислоту во Франкфурт, Бремен, Нюрнберг, а также за пределы Германии. В конце XVIII в. только в Рудных горах работало 30 сернокислотных заводов. Почти одновременно такие же заводы появились в Богемии и Гарце. Наиболее крупные предприятия, производившие серную кислоту, принадлежали фабриканту Иоганну Давиду Штарку из Пльзеня. Штарк - опытный специалист по хлопковому волокну - впервые понял важное значение серной кислоты как вспомогательного материала при отбеливании хлопка.

Бурное развитие текстильных фабрик в эпоху промышленной революции, осуществлявшееся благодаря созданию ткацких и прядильных станков, стало возможным лишь в связи с применением новых химических эффективных методов отбеливания и окраски тканей. Первая английская фабрика серной кислоты была создана в Ричмонде (около Лондона) д-ром Вардом в 1736 г. На ней в 50 стеклянных сосудах изготовлялось около 200 л серной кислоты в сутки. Спустя 10 лет (в 1746 г.) Рёбук и Гарбет значительно усовершенствовали это производство: вместо стеклянных баллонов они стали применять свинцовые камеры. Фестер сообщал, что на некоторых сернокислотных заводах действовало в то время до 360 свинцовых камер. Только в Глазго и Бирмингеме в конце XVIII в. работало уже восемь таких предприятий.

В 1750 г. Хоум из Эдинбурга установил, что серная кислота может применяться как заменитель кислого молока для подкисления при отбеливании льняных холстов и хлопка. Применять серную кислоту было выгоднее, чем кислое молоко. Во-первых, серная кислота стоила дешевле, а во-вторых, отбеливание с помощью серной кислоты позволило сократить продолжительность процесса от 2-3 недель до 12 ч.

В отличие от серной кислоты азотная кислота значительно раньше стала применяться в ремесленной практике. Она была ценным продуктом, широко используемым в металлургии благородных металлов. В Венеции - одном из крупнейших культурных и научных центров эпохи Возрождения - азотная кислота применялась еще в XV в. для выделения золота и серебра. Вскоре другие страны, такие, как Франция, Германия и Англия, последовали этому примеру. Это стало возможным благодаря тому, что величайшие технологи эпохи Возрождения - Бирингуччо, Агрикола и Эркер - описали способы получения азотной кислоты. Согласно этому описанию, селитру вместе с квасцами или купоросом помещали в глиняные колбы, которые затем рядами устанавливали в печи и нагревали. «Кислые» пары конденсировались в специальных приемниках. Подобный способ производства азотной кислоты часто применялся затем в горном деле, металлургии и при получении других химических продуктов с помощью перегонки. Однако установки для перегонки стоили в то время очень дорого, поэтому вплоть до XVIII в. их использовали для иных целей. В XVIII в. в Голландии функционировала громадная фабрика, производившая в год примерно 20 000 фунтов азотной кислоты. С 1788 г. азотная кислота наряду с другими продуктами изготовлялась и в Баварии (в местечке Марктредвитц) на химической фабрике, основанной Фикенчером.

Технология производства азотной кислоты существенно не менялась вплоть до конца XVIII в. Реторты изготовляли из стекла и металла, часто покрытого эмалью. В специальную печь помещали от 24 до 40 реторт сразу. Различали азотную кислоту первой, второй и третьей степени крепости. Ее применяли для различных целей: выделения благородных металлов, при окраске кошенилью, для обработки латуни, в скорняжном деле, при изготовлении головных уборов, гравировке по меди и т. п.

До того как в XVI в. была открыта соляная кислота, царскую водку получали, растворяя нашатырь в азотной кислоте. С помощью азотной кислоты и царской водки удавалось добиться довольно высокой степени извлечения благородных металлов из руд. Это явление алхимики использовали как «доказательство» осуществления трансмутаций. Они объясняли повышение выхода благородных металлов тем, что в результате трансмутации якобы появляется новое вещество - серебро или золото. Сложившаяся в эпоху Возрождения «экспериментальная философия» также придавала особое значение «крепкой водке»; некоторые химические процессы, которые осуществлялись с использованием этого соедине­ния, подтверждали атомистические представления.

О соляной кислоте упоминали еще Либавий и Василий Валентин. Однако первое подробное описание химических процессов получения соляной кислоты оставил лишь Глаубер. Соляную кислоту получали из поваренной соли и купороса. Хотя Глаубер писал о возможности разнообразных областей применения соляной кислоты (в частности как приправы к еде), спрос на нее долгое время был невелик. Он значительно вырос лишь после того, как химики разработали методику отбеливания тканей с помощью хлора. Кроме этого, соляную кислоту использовали для получения желатина и клея из костей и для производства берлинской лазури.

Есть вопросы?

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: