Соединение кислоты и щелочи. Взаимодействие с растворами солей. Как проверить кислотно щелочной баланс организма

Некоторые химические соединения отличаются высокой реакционной способностью. Они легко реагируют с другими веществами, превращаясь в новые вещества. К таким соединениям относятся кислоты и основания. Основания, растворимые в воде, называются щелочами. Сильные или концентрированные кислоты и щелочи отличаются настолько высокой реакционной способностью, что их называют едкими веществами. Они разъедают многие вещи, в том числе кожу человека, вызывая тяжелые химические ожоги. Сильные щелочи на ощупь мылкие, похожие на жидкое желе.

В человеческом желудке, когда в него попадает пища, выделяется сильная кислота, именуемая соляной. Эта кислота обладает разъедающим действием и помогает разлагать питательные вещества, участвуя в пищеварительном процессе. Она также убивает множество опасных микробов, которые могут присутствовать в пище. Чтобы желудок не растворился в собственной кислоте, он вырабатывает защитную слизь, толстым слоем покрывающую его стенки.

Слабые кислоты на вкус обычно кислые, как природная лимонная кислота в лимонах и грейпфрутах. Слабые щелочи имеют горьковатый вкус, как кофеин в кофе. Кофеин является представителем алкалоидов, природных оснований, содержащихся в некоторых растениях. Многие растения накапливают алкалоиды в своих листьях и стеблях. Они ядовиты, поэтому животные их не едят.

Выхлопные газы автомобильных двигателей, газы из дымовых труб заводов и электростанций содержат соединения серы и азота. Эти соединения растворяются в капельках воды, содержащихся в облаках и тучах, и образуют серную и азотную кислоты, которые выпадают на землю в виде кислотных дождей.

Пчелиный яд представляет собой смесь веществ, среди которых присутствует кислый апитоксин. Когда пчела жалит, она оставляет в коже зазубренное жало вместе с ядовитой железой. Боль от укуса можно облегчить, втирая слабый раствор бикарбоната натрия, пищевой соды, то есть основания, которое нейтрализует кислоту.

В молекулах кислот содержится водород. Например, формула серной кислоты H 2 S0 4 , а соляной НСl. В водных растворах водород образует положительный ион Н + . Ион водорода является, в сущности, атомом водорода, лишенным своего электрона, то есть просто протоном. Кислота легко вступает в реакции, потому что она всегда готова отдать этот протон в обмен на другой ион. С другой стороны, протон из кислоты может принять, или акцептировать, электрон, несущий отрицательный заряд, и стать нейтральным. Поэтому кислоты служат донорами протонов и акцепторами электронов. Основания ведут себя противоположным образом, они являются акцепторами протонов и донорами электронов.

Осиный яд также кислой природы. Боль от укуса можно облегчить, втирая в ранку слабый раствор аммиака (нашатырного спирта). Аммиак является основанием, нейтрализующим кислоту.

Кислота или щелочь?

Пробовать неизвестную жидкость на ощупь или на вкус, чтобы определить, это кислота или щелочь, чрезвычайно опасно и может оказаться даже смертельным. Обычно такое проделывают с помощью индикатора. Индикатор — это вещество, меняющее цвет при добавлении его в кислоту или щелочь. Самым известным индикатором является лакмус. Его используют в виде раствора или сухой полоски бумаги, пропитанной этим веществом. В обычном виде лакмус розового цвета. При добавлении его к кислоте цвет меняется на красный, а к щелочи— на синий. Если окраска лакмуса не меняется, то вещество, к которому его добавили, не является ни кислотой, ни щелочью, оно нейтрально.

В средние века ужасная болезнь чума убивала миллионы людей. Тела покойников обливали известью, сильной едкой щелочью. Известь убивала микробы и способствовала быстрому разложению тел.

Кислоты и щелочи широко используют в промышленности. Каждый год производят миллионы тонн серной кислоты. Ее используют в автомобильных аккумуляторах, в производстве моющих средств, взрывчатых веществ, удобрений и красителей.

Кислоты и щелочи очень важны для земледелия и лесного хозяйства. Любое растение лучше всего растет на почве определенного типа: кислой, нейтральной либо щелочной. Тип почвы можно изменить с помощью добавок. Так, внесение извести в кислую почву превращает ее в нейтральную.

Щелочи – это едкие, твердые и легкорастворимые основания. Кислоты, как правило, кислые жидкости.

Что такое кислота и щелочь

Кислоты – сложные вещества, включающие в состав атомы водорода и кислотные остатки.
Щелочи – сложные вещества, в составе которых имеются гидроксильные группы и щелочные металлы.

Сравнение кислоты и щелочи

В чем разница между кислотой и щелочью? Щелочи и кислоты – антиподы. Кислоты создают кислую среду, а щелочи – щелочную. Они вступают в реакцию нейтрализации, в результате которой образуется вода, а pH среда из кислой и щелочной преобразуется в нейтральную.
Для кислот характерен кислый вкус, а для щелочей – мылкость. Кислоты, растворяясь в воде, образуют ионы водорода, которые определяют их свойства. Все кислоты обладают сходным поведением, вступая в химические реакции.
Щелочи при растворении образуют гидроксид-ионы, наделяющие их характерными свойствами. Щелочи притягивают из кислот ионы водорода. У щелочей есть характерные признаки, проявляющиеся в ходе химических реакций.
Силу щелочей и кислот определяют показателем pH. Растворы с pH меньше 7 – кислоты, а с pH больше 7 – щелочи. Щелочи и кислоты различают с помощью индикаторов – веществ, меняющих цвет при соприкосновении с ними. Например, лакмус синеет в щелочах и краснеет в кислотах.
Для большей достоверности опыта к щелочам приливают другой индикатор – бесцветный фенолфталеин. Он окрашивает щелочи в характерный малиновый цвет, а с кислотами остается в неизменном виде. Традиционно щелочи определяют именно фенолфталеином.
В домашних условиях кислоту и щелочь распознают, прибегая к простому опыту. К пищевой соде приливают жидкости и наблюдают за реакцией. Если реакция сопровождается бурным выделением пузырьков газа, значит, в склянке находится кислота. Щелочь же с содой, которая по своей природе та же щелочь, не вступает в реакцию.

TheDifference.ru определил, что отличие кислоты и щелочи заключается в следующем:

Кислоты и щелочи неспособны мирно сосуществовать даже одну секунду, находясь в соприкосновении. Перемешавшись, они мгновенно начинают бурное взаимодействие. Химическая реакция с ними сопровождается шипением и разогревом и длится до тех пор, пока эти ярые антагонисты не уничтожат друг друга.
Кислотам свойственно образовывать кислую среду, а щелочам – щелочную.
Химики отличают щелочь от кислоты по ее поведению с лакмусовой бумажкой или фенолфталеином.

Щелочи – это едкие, твердые и легкорастворимые основания. Кислоты, как правило, кислые жидкости.

Что такое кислота и щелочь

Кислоты – сложные вещества, включающие в состав атомы водорода и кислотные остатки.
Щелочи – сложные вещества, в составе которых имеются гидроксильные группы и щелочные металлы.

Сравнение кислоты и щелочи

В чем разница между кислотой и щелочью? Щелочи и кислоты – антиподы. Кислоты создают кислую среду, а щелочи – щелочную. Они вступают в реакцию нейтрализации, в результате которой образуется вода, а pH среда из кислой и щелочной преобразуется в нейтральную.
Для кислот характерен кислый вкус, а для щелочей – мылкость. Кислоты, растворяясь в воде, образуют ионы водорода, которые определяют их свойства. Все кислоты обладают сходным поведением, вступая в химические реакции.
Щелочи при растворении образуют гидроксид-ионы, наделяющие их характерными свойствами. Щелочи притягивают из кислот ионы водорода. У щелочей есть характерные признаки, проявляющиеся в ходе химических реакций.
Силу щелочей и кислот определяют показателем pH. Растворы с pH меньше 7 – кислоты, а с pH больше 7 – щелочи. Щелочи и кислоты различают с помощью индикаторов – веществ, меняющих цвет при соприкосновении с ними. Например, лакмус синеет в щелочах и краснеет в кислотах.
Для большей достоверности опыта к щелочам приливают другой индикатор – бесцветный фенолфталеин. Он окрашивает щелочи в характерный малиновый цвет, а с кислотами остается в неизменном виде. Традиционно щелочи определяют именно фенолфталеином.
В домашних условиях кислоту и щелочь распознают, прибегая к простому опыту. К пищевой соде приливают жидкости и наблюдают за реакцией. Если реакция сопровождается бурным выделением пузырьков газа, значит, в склянке находится кислота. Щелочь же с содой, которая по своей природе та же щелочь, не вступает в реакцию.

TheDifference.ru определил, что отличие кислоты и щелочи заключается в следующем:

Кислоты и щелочи неспособны мирно сосуществовать даже одну секунду, находясь в соприкосновении. Перемешавшись, они мгновенно начинают бурное взаимодействие. Химическая реакция с ними сопровождается шипением и разогревом и длится до тех пор, пока эти ярые антагонисты не уничтожат друг друга.
Кислотам свойственно образовывать кислую среду, а щелочам – щелочную.
Химики отличают щелочь от кислоты по ее поведению с лакмусовой бумажкой или фенолфталеином.

Что же представляют собой кислоты, щелочи и основания с химической точки зрения? Читай внимательно и запоминай. Смотри не запутайся!

Что такое кислота?

Кислоты представляют собой молекулы, которые при растворении в воде высвобождают ион водорода. Ионы - это положительно и отрицательно заряженные частички, которые придают кислотам их свойства.

Давай рассмотрим этот процесс на примере соляной кислоты - HCI. Если соляную кислоту соединить с водой, она распадется на ион водорода (Н+) и ион хлора (CI). Так как в составе молекулы воды также есть водород, то при распаде соляной кислоты общее количество ионов водорода в растворе увеличится.

А что происходит со щелочами при попадании в воду? В воде щелочи высвобождают гидроксид-ионы. Например, гидроксид натрия (NaOH) - щелочь. При соединении с водой он распадается на ионы натрия (Na+) и гидроксид-ионы (ОН). Когда гидроксид-ионы встречаются с ионами водорода воды, общее количество ионов водорода в растворе сокращается.

Что такое основание?

Основание - это соединение, химически противоположное кислоте. В состав основания входят ионы металлов и связанные с ними гидроксид-ионы. Эти вещества способны присоединять ионы водорода (Н+) из кислоты. Когда основание смешивается с кислотой, оно полностью нейтрализует его свойства, а в результате реакции образуется соль.

Например, с точки зрения химии хорошо знакомая тебе зубная паста - это основание, которое нейтрализует кислоту, оставшуюся во рту после приема пищи.

ЗАПОМНИ! В связи с тем, что ионы существуют только в растворах, свои свойства кислоты проявляют также лишь в растворах.

Что такое щелочь?

Щелочи - это соединения, в состав которых входят ион металла и гидроксид-ион (ОН-). К щелочам химики относят гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов. Щелочи представляют собой вещества белого цвета, которые хорошо растворяются в воде. Более того, растворение всегда сопровождается очень активным выделением тепла. Щелочи вступают в реакцию с кислотами, образуя соль и воду.

Такая щелочь, как гидроксид натрия, используется для производства твердого мыла

Щелочи очень активны! Они способны поглощать из воздуха не только водяные пары, но и молекулы углекислого газа, сероводорода и т.д. Поэтому хранят щелочи в очень герметичной таре. Концентрированные щелочи разрушают стекло, а иногда даже фарфор. Если сравнивать щелочи с кислотами, то щелочи могут вызвать более сильные ожоги, так как они очень быстро проникают в ткань, и их практически невозможно смыть водой.

Почему одни жидкости - кислоты, а другие - щелочи? Оказывается, все дело в типе ионов. Если в жидкости больше концентрация ионов водорода, такая жидкость является кислотой, а если гидроксид-ионов, то щелочью.

Шкала pH используется для измерения кислотности или щелочности раствора от 0 до 14.

Если pH раствора находится в пределах 0-7, то такой раствор считается кислотным, при этом раствор с pH = 0 - самый кислый. Растворы с pH в пределах 7-14 являются щелочами, при этом раствор с pH = 14 считается самым едким и опасным.

Если pH раствора равен 7, то такой раствор является нейтральным, так как концентрация ионов водорода равна концентрации гидроксид-ионов. Пример нейтрального раствора - чистая вода.

Что такое показатель pH?

В переводе с латинского pH (potentia hydrogeny) озна­чает «сила водорода», т.е. активность ионов водоро­да в водном растворе.

Как химики определяют наличие воды в веществе?

Они берут бесцветный сульфат меди (CuSO 4) и добавляют его в вещество. Если воды нет, то по­рошок остается бесцветным, однако даже при минимальном количестве воды он становится синим.

Концентрированные кислоты и щелочи

Ядовитые жидкости находятся не только в школьных лабораториях, они и вокруг нас. Это различные средства бытовой химии (стиральные порошки и пятновыводители), цветочные удобрения и ядохимикаты, лаки и краски, клеи и растворители, бензин и дизельное топливо, аккумуляторные, тормозные и прочие технические жидкости, а на кухне - уксус и уксусная кислота.

Совершенно очевидно, что все вышеупомянутые вещества должны использоваться строго по назначению и в соответствии с определенными правилами, указанными на этикетке каждого средства. К сожалению, несоблюдение мер безопасности при работе с ядовитыми средствами может привести к серьезным проблемам со здоровьем: отравлению, различным повреждениям кожи и слизистых оболочек.

ВНИМАНИЕ! Обязательно запомни следующую информацию: кислоты с очень низким показателем pH (менее 2) и щелочи, pH которых выше 13, являются чрезвычайно опасными!

Ты уже успел убедиться в том, что вокруг нас - огромное количество кислот и щелочей. Молочные продукты, овощи и фрукты содержат лимонную, яблочную, щавелевую, уксусную, молочную, аскорбиновую и другие кислоты. Трудно поверить, но в косточках вишен и миндаля содержится (хоть и в минимальных количествах) такой сильный яд, как синильная кислота! Известно, что многие насекомые предпочитают защищаться разными кислотами. Никогда не задумывался, почему укусы обыкновенного крошечного муравья бывают такими болезненными? А все потому, что он вспрыскивает в ранку капельки муравьиной кислоты. Эту же кислоту выделяют и кое-какие виды гусениц, а тропические пауки и некоторые жуки защищаются от врагов при помощи уксусной и серной кислот.

ОСТОРОЖНО! Как правило, концентрированные кислоты и щелочи есть во всех школьных каби нетаххимии, и пользоваться ими можно только под руководством учителя.

Применение щелочей

Щелочи широко применяются в различных отраслях промышленности, медицине и быту. Например, каустическая сода используется для растворения жиров и входит в состав многих моющих средств, применяется при производстве целлюлозы, масел, дизельного топлива. Также щелочи используют для изготовления мыла, искусственных волокон, различных красителей и т.д.

Кислоты в почве

Оказывается, кислоты есть и в почвах, а способность почвы проявлять свойства кислот называется кислотностью. Этот показатель зависит от наличия в земле ионов водорода. От кислотности почвы зависят рост и развитие растений. Большинство из них предпочитает нейтральные или близкие к ним почвы. Однако есть ряд растений, которые отлично себя чувствуют именно на кислотных почвах, например рододендроны, гортензии, азалии. Некоторые сорта гортензии могут менять цвет бутонов в зависимости от условий выращивания и кислотности почвы. Ученые выяснили, что на цвет бутонов влияет наличие алюминия!

Большинство садовых почв характеризуется достаточным содержанием этого элемента. В кислой среде соединения алюминия превращаются в растворимые и становятся доступными для растений, поэтому и вырастают бутоны голубого цвета. В нейтральной или щелочной среде алюминий находится в виде нерастворимых соединений, поэтому он и не поступает в растения. В результате на таких почвах растут бутоны розового цвета.

Кислоты и щелочи в нашем организме

Для переваривания пищи организм использует желудочный сок, в состав которого входят соляная кислота и различные ферменты. Иногда, особенно после переедания, мы можем почувствовать боль в желудке. Чаще всего для снятия неприятных ощущений достаточно принять антацидный, или противокислотный, препарат, основное действие которого направлено на нейтрализацию соляной кислоты в желудке. Как правило, все антациды - щелочи, и именно они нейтрализуют повышенную активность кислот.

Прежде чем отличать кислоты от щелочей, нужно разобраться с понятиями кислоты, щелочи и основания, после чего перейдем к так называемым индикаторам, с помощью которых можно легко различить эти вещества.

Что такое кислота?

Кислота - это химическое соединение. Обычно растворы кислот на вкус (тех, которые можно попробовать) - кислые, в качестве примера можно привести уксусную, яблочную, аскорбиновую и лимонную кислоты. В состав кислоты входят водород и кислород, а так же дополнительные элементы (или комплекс элементов), которые обычно и дают название кислоте - азотная, серная, угольная, этил-серная и т.п.

Кислота - это сложное вещество, в молекуле которого имеется один или несколько атомов водорода и кислотный остаток.

Особенности кислот

Характерными химическими свойствами кислоты являются:

• кислый вкус
• способность переводить синее растительное вещество— лакмус в красный цвет
• наличие в молекуле кислоты одного или нескольких атомов водорода, способных обмениваться на металл с образованием соли.

Свойства кислот определяются тем, что они способны заменять в своих молекулах атомы водорода на атомы металлов. Например:

Основные свойства кислот

Действие растворов кислот на индикаторы . Практически все кислоты (кроме кремниевой) хорошо растворимы в воде. Растворы кислот в воде изменяют окраску специальных веществ - индикаторов. Именно по окраске индикаторов определяют присутствие кислоты. Индикатор лакмус окрашивается растворами кислот в красный цвет, индикатор метиловый оранжевый - тоже в красный цвет.

Взаимодействие кислот с основаниями. Эта реакция, называется реакцией нейтрализации. Кислота реагируют с основанием с образованием соли, в которой всегда в неизменном виде обнаруживается кислотный остаток. Вторым продуктом реакции нейтрализации обязательно является вода.

Взаимодействие кислот с основными оксидами. Поскольку основные оксиды - ближайшие родственники оснований - с ними кислоты также вступают в реакции нейтрализации. Как и в случае реакций с основаниями, с основными оксидами кислоты образуют соль и воду. Соль содержит кислотный остаток той кислоты, которая использовалась в реакции нейтрализации. В реакции с основными оксидами кислоты образуют соль и воду. Соль содержит кислотный остаток той кислоты, которая использовалась в реакции нейтрализации.

Например, фосфорную кислоту используют для очистки железа от ржавчины (оксидов железа). Фосфорная кислота, убирая с поверхности металла его оксид, с самим железом реагирует очень медленно. Оксид железа превращается в растворимую соль FePO4, которую смывают водой вместе с остатками кислоты.

Взаимодействие кислот с металлами. Металл должен быть достаточно активным (реакционноспособным) по отношению к кислотам. Например, золото, серебро, медь, ртуть и некоторые другие металлы с выделением водорода с кислотами не реагируют. Такие металлы как натрий, кальций, цинк - напротив - реагируют очень активно с выделением газообразного водорода и большого количества тепла.

Что такое щелочь?

Щелочами называются растворимые в воде сильные основания. Если вещество содержит гидрокси-группы (ОН), которые могут отщепляться (подобно отдельному "атому") в реакциях с другими веществами, то такое вещество является основанием.

Основаниями называются вещества, в которых атомы металла связаны с гидрокси-группами.То есть, щёлочь - вещестово, состоящее из металла и группы OH (гидроксогруппы). Щёлочь нейтрализет кистолу с получением воды и соли.

Физические свойства: растворы щелочей в воде мылкие на ощупь, они разъедают кожу, ткани, бумагу - едкие щелочи (едкий натр NaOH, едкий калий КОН). На коже они вызывают долго незаживающие раны. Очень гигроскопичны.

Как отличить кислоту от щелочи?

Отличить кислоту от щелочи можно с помощью индикаторов. Сейчас существует достаточно много индикаторов — веществ, помогающих определить состав среды. Индикаторы изменяют цвет в зависимости от состава среды. Происходит это потому что в кислой и щелочной среде молекулы индикатора имеют разное строение.

Например индикатор фенолфталеин в кислой среде находится в виде недиссоциированных молекул, и раствор бесцветен, а в щелочной - в виде однозарядных анионов, и раствор имеет малиновый цвет. Лакмус в кислой среде приобретает красный цвет, а в щелочной — синий.

Чай это тоже индикатор. Наверное многие замечали, что если в крепкий черный чай положить лимон и даже капнуть несколько капель (добавить кислоту), то чай посветлеет. А если в нем растворить питьевую соду (щелочь) — потемнеет.
Цвет индикатора будет меняться в растворах кислоты и щелочи

Не зря есть расхожее выражение "лакмусовая бумажка". Для индикатора лакмуса даже придумали мнемоники, с помощью которых можно запомнить связь между цветом индикатора и определяемым веществом:

• Индикатор лакмус красный - кислоту укажет ясно
• Индикатор лакмус синий. Щёлочь здесь — не будь разиней!