Кислородсодержащие кислоты

 

Кислородсодержащие кислоты также относятся к гидроксидам. Это электролиты, образующие при диссоциации в водных растворах ионы водорода H⁺, или, более точно, ионы гидроксония ( Н₃О⁺- гидратированный ион водорода). Более общее определение кислоты – это вещества, являющиеся донорами протонов Н⁺. Кислоты классифицируют также, как основания, по основности, в зависимости от количества катионов водорода, образующихся при диссоциации кислоты. Существуют одно-, двух-, трех- и четырехосновные кислоты. Например, азотная кислота HNO₃, азотистая кислота HNO₂ –одноосновные кислоты, угольная кислота H₂CO₃ и серная кислота H₂SO₄ – двухосновные кислоты, ортофосфорная кислота H₃PO₄ является трехосновной кислотой, а ортокремниевая кислота H₄SiO₄ –четырехосновной кислотой.

Номенклатура кислородных кислот: по международной систематической номенклатуре названия кислородсодержащих кислот формируются, как указывалось ранее, с учетом аниона, входящего в состав кислоты. Так, например:

H₃PO₄ -триводород тетраоксофосфат(V) или триводород ортофосфат

H₂CO₃- диводород триоксокарбонат (IV)

HNO₃- водород триоксонитрат (V)

Н₂SiO₃- диводород триоксосиликат (IV) или диводород метасиликат

H₂SO₄- диводород тетраоксосульфат(VI) (количество атомов водорода в кислотах можно не указывать)

По систематической номенклатуре названия кислот используют редко, чаще всего применяют традиционно сложившиеся названия, которые формируются от русского названия элемента по определенным правилам (см. таблицу). В таблице приведен перечень кислородных кислот, соли которых наиболее распространены в природе. Следует обратить внимание на тот факт, что название кислотного остатка определяет название соли и строят его чаще всего по полусистематической международной номенклатуре от латинского названия элемента. В связи с этим необходимо вспомнить латинские названия элементов наиболее часто встречающихся в кислотах, например, N – азот, в русской транскрипции латинского названия звучит как [нитрогениум], С – углерод – [карбониум], S – сера – [сульфур], Si- кремний – [силициум], олово – [станнум], свинец – [плюмбум], мышьяк – [арсеникум] и т.д. В таблице приведены общие правила, в соответствии с которыми можно назвать большинство неорганических кислородных кислот других элементов , их кислотные остатки и соли.

 

Таблица наиболее распространенных кислородных кислот

 

Формула Название Кислотный Название кислотного

кислоты кислоты остаток остатка и соли

+6 (max.ст.ок.)

H₂SO₄серная SO₄^2- сульфат-ион; сульфаты

HSO₄^-гидросульфат-ион, гидросульфаты

+4

H₂SO₃ cернистая SO₃² cульфит-ион; сульфиты

HSO₃^- гидросульфит-ион, гидросульфиты

+5 (max.ст.ок.)

HNO₃ азотная NO₃^- нитрат-ион; нитраты

+3

HNO₂ азотистая NO₂^- нитрит-ион; нитриты

 

+5 (max.ст.ок.)

HPO₃ метафосфорная PO₃^-метафосфат-ион; метафосфаты

+5

H₃PO₄ ортофосфорная PO₄^3- ортофосфат-ион; ортофосфаты

H₂PO₄^- дигидрофосфат-ион, дигидрофосфаты

HPO₄^2- гидрофосфат-ион, гидрофосфаты

+5

H₄P₂O₇двуфосфорнаяP₂O₇^4-пирофосфат-ион, пирофосфаты

+3 (пирофосфорная)

HPO₂ фосфористая PO₂^- фосфит-ион; фосфиты

H₂CO₃угольная CO₃^2- карбонат-ион; карбонаты

HCO₃^- гидрокарбонат-ион, гидрокарбонаты

H₂SiO₃метакремниевая SiO₃^2- метасиликат-ион; метасиликаты

HSiO₃^- гидрометасиликат-ион, гидрометасикаты

H₄SiO₄ортокремниевая SiO₄^4- ортосиликат-ион; ортосиликаты

H₃SiO₄^- тригидросиликат-ион, тригидросиликаты

H₂SiO₄^2- дигидросиликат-ион, дигидросиликаты

HSiO₄^3- гидроортосиликат-ион, гидроортосиликаты

*H₂CrO₄хромоваяCrO₄^2- хромат-ион, хроматы

*H₂Cr₂O₇ двухромова Cr₂O₇^2- бихромат-ион, бихроматы

*HClОхлорноватистаяClO^-гипохлорит-ион, гипохлориты

*HClO₂хлористая ClO₂^- хлорит-ион, хлориты

*HClO₃хлорноватаяClO₃^- хлорат-ион, хлораты

*HClO₄ хлорнаяClO₄^- перхлорат-ион, перхлораты

 

Гидросоли и названия их кислотных остатков будут рассмотрены в разделе «соли».

Правила названия кислородных кислот и кислотных остатков (за исключением тех, которые имеют тривиальные названия * или их следует называть по систематической номенклатуре) следующие:

высшая ст. ок. элемента – русское название элемента +

Название / ( № гр. ) окончание «ая» или «овая»

кислородных

кислоты

ст.ок. элемента < max – русское название элемента +

окончание «истая» или «овистая»

 

высшая ст.ок. элемента – корень латинского названия элемента +

Название / суффикс «ат»

кислотного

остатка

ст.ок..элемента < max – корень латинского названия элемента +

суффикс «ит»

Зная приведенные правила, легко вывести формулы кислот для различных элементов (с учетом положения в периодической системе) и назвать их. Например, металл Sn - олово (1V гр.) латинское название - stannum ( “станнум”):

Max ст.ок. = +4 min ст.ок. = +2

Оксиды: SnO₂ SnO

амфот. амфот.

+Н₂О+Н₂О

Н₂SnO₃ H₂SnO₂

оловянная кислота оловянистая кислота

SnO₃^2- SnO₂^2-О

станнат- ион, станнит-ион,

Na₂SnO₃ – станнат Na Na₂SnO₂ – станнит Na

Оксидам некоторых элементов соответствуют две кислоты: мета- и ортокислота, формально они отличаются на одну молекулу Н₂О.

Вывод формулы мета и ортокислоты (если они существуют у данного элемента): при формальном присоединении к оксиду одной молекулы Н₂О получаем формулу метакислоты, последующее присоединение еще одной молекулы воды к формуле метакислоты позволяет вывести формулу ортокислоты. Например, выведем формулу мета- и ортокислоты, соответствующей оксиду P (V):

P₂O₅ HPO₃

+H₂O +H₂O

H₂P₂O₆ à HPO₃ - метафосфорная к-та H₃PO₄ - ортофосфорная к-та

Приведем пример обратной задачи: назвать соли NaBO₂ и K₃BO₃. Степень окисления атома бора в этих солях равна +3 (проверьте расчет), следовательно, соли образованы от кислотного оксида В₂О₃. Если в обеих солях степени окисления бора одинаковые, а виды кислотных остатков разные, то это соли мета- и ортоборной кислоты. Выведем формулы этих кислот:

В₂О₃ НВО₂

+ Н₂О + Н₂О

НВО₂ - метаборная кислота, Н₃ВО₃ - ортоборная кислота,

соли – метабораты соли – ортобораты

Названия солей: NaBO₂ – метаборат натрия; Na₃ BO₃ - ортоборат натрия.