Kwasy beztlenowe

Kwasy beztlenowe
Kwasy to związki nieorganiczne zbudowane z wodoru i reszty kwasowej, którą tworzą niemetale. Jeśli w reszcie kwasowej występuje tlen, to mamy do czynienia z kwasami tlenowymi (oksokwasami), natomiast jeśli w budowie reszty kwasowej tlen nie występuje, to mówimy o kwasach beztlenowych. Wzór ogólny kwasów ma postać:

Gdzie n to ilość atomów wodoru, czyli wartościowość reszty kwasowej. Przyjrzyjmy się kwasom beztlenowym. Kwasy beztlenowe tworzą niemetale z grupy 16 i 17. Spójrzmy jak powstają kwasy beztlenowe.
Pierwszą metodą otrzymywania kwasów beztlenowych jest rozpuszczenie w wodzie wodorku niemetalu. Przykładowo rozpuszczony w wodzie chlorowodór da nam kwas chlorowodorowy. Znając wiadomości o wodorkach nie powinno nas to dziwić, wiemy bowiem, że chlorowodór ma charakter kwasowy, co oznacza, że rozpuszczając go w wodzie otrzymamy kwas.

Zapewne zauważyłeś/-aś, że przy chlorowodorze w indeksie dolnym zapisano „(g)”. Oznacza to, że jest to gazowy chlorowodór, to oznaczenie pozwala nam go odróżnić od powstałego kwasu chlorowodorowego, przy którym zapisaliśmy „(aq)” oznaczające aqua, czyli woda, co daje nam do zrozumienia, że jest to roztwór wodny. Należy również zwrócić uwagę nad zapisane nad strzałką H2O, które pokazuje, że chlorowodór rozpuszczamy w wodzie. Chlorowodór konieczny do reakcji można otrzymać w wyniku bezpośredniej syntezy, tj. reakcji syntezy chloru i wodoru. Trzeba pamiętać, że wodór oraz chlor, a także pierwiastki takie jak brom, jod, tlen, fluor, azot występują w formie cząsteczkowej, zatem reakcję należy zapisać tak:
H2+ Cl2→ 2HCl
a nie tak:
H+ Cl→ HCl.

Drugą metodą otrzymywania kwasów beztlenowych jest reakcja wymiany, która odbywa się tak:
kwas1+ sól1→ kwas2+ sól2

Spójrzmy na przykład reakcji, która prowadzi do otrzymania kwasu chlorowodorowego:
HNO3+ NaCl→ HCl+ NaNO3.
kwas azotowy(V) + chlorek sodu→ kwas chlorowodorowy + azotan(V) sodu.

Znamy już dwie metody otrzymywania kwasów beztlenowych, a teraz spójrzmy, jak nazywać te kwasy.
Rozpoczynamy od słowa kwas, potem zapisujemy nazwę niemetalu z reszty kwasowej, następnie dodajemy wrostek -o- i końcówkę -wodorowy.
Spójrzmy na przykłady
HBr- kwas bromowodorowy
HI- kwas jodowodorowy
H2S- kwas siarkowodorowy
HCl- kwas chlorowodorowy
HF- kwas fluorowodorowy
H2Se- kwas selenowodorowy.
**(wyjątek, tu inna nazwa, trzeba zapamiętać!!) HCN- kwas cyjanowodorowy.
Zauważmy, że kwasy, które mają niemetale z grupy 16 mają także 2 atomy wodoru, zatem ich reszty kwasowe są dwuwartościowe.

Moc kwasów beztlenowych
Moc kwasów do zdolność do odszczepiania atomów wodoru. Podczas dysocjacji jonowej kwasy mocne będą występowały w roztworze wodnym tylko w postaci jonów. Moc kwasów beztlenowych zależy od niemetalu występującego w reszcie kwasowej, dlatego moc kwasów beztlenowych zwiększa się wraz z numerem grupy oraz zwiększa się wraz z numerem okresu. Zobacz jak wygląda to graficznie:

Ćwiczenie 1. Powstał znaki < lub >, aby porównać moc podanych kwasów:
HCl H2S
HF HI
HBr HCl

Odpowiedzi: >, <, >.
Właściwości i zastosowania kwasów
Wszystkie kwasy beztlenowe są dobrymi elektrolitami, co oznacza, że w ich wodne roztwory przewodzą prąd elektryczny. Kwasy są dobrze rozpuszczalne w wodzie, a większość z nich to ciecze. Stężone roztwory kwasów są żrące. Wszystkie kwasy barwią oranż metylowy na czerwono, a uniwersalne papierki wskaźnikowe na czerwono/pomarańczowo. Kwasy reagują z zasadami, solami, silnymi metalami, tlenkami zasadowymi. Zapoznajmy się z wybranymi kwasami:
HCl- kwas ten nazywany jest kwasem solnym. Jest bezbarwny i człowiek ma go w żołądku- tam odpowiada za uaktywnianie enzymów trawiących białka. Jest składnikiem wody królewskiej, czyli roztworu HCl i HNO3, który roztwarza metale szlachetne. Wykorzystywany jest do produkcji barwników do kosmetyków oraz w procesie wytwarzania sztucznego miodu.
H2S jest bezbarwną cieczą o ostrym, nieprzyjemnym zapachu zgniłych jaj. Wdychanie tego zapachu może dla człowieka zakończyć się śmiercią. Jest składnikiem wód leczniczych.
HF- bezbarwna ciecz o ostrym zapachu, wykazuje właściwości bakteriobójcze, dlatego używa się go do produkcji środków czystości.
HI- kwas, który łatwo utlenia się w powietrzu, jest to najsilniejszy kwas beztlenowy. Jest stosowany w medycynie, ponieważ wykazuje właściwości bakteriobójcze.
HBr- służy do otrzymywania bromków.
H2Se- słaby kwas, toksyczny, służy do otrzymywania soli- selenków.

Dysocjacja jonowa kwasów beztlenowych
Kwasy beztlenowe w różnym stopniu, w zależności od mocy, ulegają dysocjacji. Kwasy, które mają więcej niż jeden atom wodoru dysocjują wielostopniowo. Kwasy dysocjują i w ten sposób powstają kationy wodoru i aniony reszt kwasowych. Spójrzmy na dysocjację jonową kwasu siarkowodorowego i chlorowodorowego.

Dysocjacja odbywa się w wodzie, co zaznaczamy pisząc H2O nad strzałką. Drugi stopień dysocjacji jest odwracalny, dlatego zapisujemy dwie strzałki. Po prawej zaprezentowano zapis sumaryczny dysocjacji kwasu siarkowodorowego.