Kyseliny a hydroxidy

Kyseliny a hydroxidy tvoří důležité množiny anorganických chemických sloučenin. Mají rozsáhlé použití v průmyslu i v laboratořích. Mnohé kyseliny jsou nezbytné pro živé organizmy.

 

Voda

Voda je tvořena dvěma atomy vodíku a jedním atomem kyslíku. Oba atomy vodíku jsou navázány na atom kyslíku. Voda se může rozpadat na ionty, tak jako každá chemická sloučenina. Tomuto rozpadu říkáme disociace nebo ionizace.

Rovnice disociace vody:

H₂O <---> H⁺ + OH^-

Vzhledem k tomu, že vodíkový iont H⁺, je vlastně proton, který není schopen samostatné existence, váže se na molekulu vody za vzniku oxoniového kationtu H₃O⁺. Disociační rovnici zapisujeme následovně:

2H₂O <---> H₃O⁺ + OH^-

V čisté vodě je počet vodíkových kationtů H⁺ a hydroxidových aniontů OH^- stejný. Proto je čistá voda neutrální. Není ani kyselá, ani zásaditá. Voda je nejběžnějším rozpouštědlem. Vlivem rozpouštění látky ve vodě se mění poměr množství (koncentrace) iontů H₃O⁺ a OH^- a vzniká nám kyselé nebo zásadité prostředí.

Určování a měření kyselosti a zásaditosti

K určení zda je roztok (prostředí) kyselé nebo zásadité, nám slouží chemické látky zvané indikátory. Indikátory mění svou barvu v závislosti na prostředí.

 

Přehled indikátorů

Indikátor	Kyselé prostředí	Neutrální prostředí	Zásadité prostředí
Lakmus	červený	fialový	modrý
Fenolftalein	bezbarvý	bezbarvý	fialový
Methyloranž	červeno-oranžová	oranžový	žlutý
Methylčerveň	červená	červený	žlutý

K přesnému vyjádření kyselosti nebo zásaditosti používáme pH stupnici. Tato stupnice nabývá hodnot od 0 do 14. Je-li hodnota pH menší než 7, je roztok kyselý, převládají v něm oxoniové kationty H₃O⁺. Je-li hodnota pH větší než 7, je roztok zásaditý, převládají v něm hydroxidové anionty OH^-. Je-li pH rovno 7, je roztok neutrální, oxoniové kationty jsou v rovnováze s hydroxidovými anionty.

 

Kyseliny

Kyseliny jsou chemické sloučeniny, které ve vodě uvolňují kationty H⁺, které se dále slučují s molekulami vody za vzniku oxoniového kationtu H₃O⁺. Mnohé kyseliny mají žíravé účinky. Při práci s kyselinami hrozí poleptání, proto vždy používáme ochranné pomůcky. Při ředění kyselin lijeme vždy kyselinu do vody. Kyseliny mají velký význam pro průmysl nejen chemický, ale i pro potravinářský, automobilový a pro zemědělství.

Kyseliny dělíme podle několika kritérií na:

1) Podle síly kyseliny

· slabé (H₂CO₃, HNO₂)

· silné (HCl, H₂SO₄, HNO₃)

2) Podle složení

· bezkyslíkaté (HF, HCl, HCN)

· kyslíkaté (H₂CO₃, H₃PO₄, HNO₃)

3) Podle počtu atomů vodíku

· jednosytné (HNO₃, HCl)

· dvojsytné (H₂CO₃, H₂SO₄, H₂S)

· trojsytné (H₃PO₄)

Bezkyslíkaté kyseliny

Bezkyslíkaté kyseliny jsou dvouprvkové sloučeniny, které vznikají rozpouštěním některých plynných sloučenin vodíku ve vodě. Jejich názvy se tvoří slovem kyselina a přidáním koncovky -ová k názvu původní sloučeniny.

Chemické vzorce bezkyslíkatých kyselin jsou totožné se vzorci původních sloučenin.

Příklad:

Rozpouštěním chlorovodíku ve vodě vzniká kyselina chlorovodíková, rozpouštěním sirovodíku ve vodě vzniká kyselina sirovodíková.

Kyslíkaté kyseliny

Kyslíkaté kyseliny jsou tříprvkové sloučeniny, jejichž molekuly jsou tvořeny z atomů vodíku, kyslíku a dalšího kyselinotvorného prvku (např. dusíku, síry, uhlíku, chloru).

Obecný vzorec kyslíkatých kyselin je H_XA_YO_Z. Kde A je kyselinotvorný prvek (např. N, S, P, Cl, I, C…). Atomy vodíku mají v kyselinách oxidační číslo I, atomy kyslíku –II.

Atom kyselinotvorného prvku může mít oxidační číslo I – VIII. I pro molekuly kyselin platí, že součet oxidačních čísel všech atomů prvků je roven nule.

Název kyslíkaté kyseliny je dvouslovný. Skládá se z podstatného jména kyselina a přídavného jména. Přídavné jméno je utvořeno z názvu kyselinotvorného prvku se zakončením, které odpovídá oxidačnímu jeho atomu.

 

Názvosloví kyslíkatých kyselin

Oxidační číslo kyselinotvorného prvku	Zakončení přídavného jména v názvu kyseliny	Obecný vzorec kyseliny	Název kyseliny	Vzorec kyseliny
I	-ná	HAO	Kyselina chlorná	HClO
II	-natá	H2AO2	Kyselina dusnatá*	H2NO2
III	-itá	HAO2	Kyselina dusitá	HNO2
IV	-ičitá	H2AO3	Kyselina uhličitá	H2CO3
V	-ičná	HAO3	Kyselina dusičná	HNO3
	-ečná		Kyselina chlorečná	HClO3
VI	-ová	H2AO4	Kyselina sírová	H2SO4
VII	-istá	HAO4	Kyselina chloristá	HClO4
VIII	-ičelá	H2AO5	Kyselina osmičelá*	H2OsO5

* tyto kyseliny nejsou známy

 

 

Hydroxidy

Hydroxidy jsou tříprvkové sloučeniny, které obsahují hydroxidové anionty OH^-, vázané na kationty kovu. Mezi hydroxidy patří i amoniak NH3 rozpuštěný ve vodě, kdy vzniká NH₄OH – hydroxid amonný.

Podobně jako kyseliny i některé hydroxidy mají žíravé účinky, proto při práci s nimi musíme používat ochranné pomůcky. Hydroxidy jsou významné chemické látky pro celou řadu lidských činností. Ve stavebnictví se používá hydroxid vápenatý Ca(OH)₂ zvaný též hašené vápno. Z hydroxidu sodného NaOH se vyrábí mýdlo. Některé hydroxidy jsou součástí čisticích prostředků.

Názvosloví hydroxidů

Názvosloví hydroxidů je založeno na stejných pravidlech jako názvosloví halogenidů. Místo halogenu je však v molekule hydroxidu hydroxidová skupina OH^-. Hydroxidová skupina má jako celek oxidační číslo –I. Obecný vzorec hydroxidů je M(OH)n. Výjimku tvoří NH₄OH, kdy kationt je tvořen kationtem amonným.

Názvy všech hydroxidů jsou dvouslovné. Skládají se z podstatného jména a přídavného jména. Podstatné jméno je hydroxid. Přídavné jméno je utvořeno z názvu prvku, který je sloučen s hydroxidovou skupinou, zakončené koncovkou, která nám určuje oxidační číslo prvku sloučeného s hydroxidovou skupinou.

 

Názvosloví hydroxidů

Oxidační číslo kovového prvku	Zakončení přídavného jména v názvu hydroxidu	Obecný vzorec hydroxidu	Název hydroxidu	Vzorec hydroxidu
I	-ný	MOH	Hydroxid sodný	NaOH
II	-natý	M(OH)2	Hydroxid hořečnatý	Mg(OH)2
III	-itý	M(OH)3	Hydroxid železitý	Fe(OH)3
IV	-ičitý	M(OH)4	Hydroxid platičitý	Pt(OH)4
V	-ičný	M(OH)5	Hydroxid arseničný*	As(OH)5
	-ečný		Hydroxid fosforečný*	P(OH)5
VI	-ový	M(OH)6	Hydroxid sírový*	S(OH)6
VII	-istý	M(OH)7	Hydroxid jodistý*	I(OH)7
VIII	-ičelý	M(OH)8	Hydroxid osmičelý*	Os(OH)8

* tyto hydroxidy nejsou známy

 

Zpět na úvod