اسیدهای معدنی: توضیحات، ترکیب، کاربرد

2024 نویسنده: Angel Austin | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-02 17:45

اسیدها ترکیبات شیمیایی حاوی اتم های هیدروژن هستند که می توانند با ذرات فلزی و باقیمانده اسید جایگزین شوند. آنها همچنین می توانند به عنوان موادی تعریف شوند که می توانند با یک پایه شیمیایی واکنش داده و نمک و آب تشکیل دهند.

دو نوع اصلی از این اتصالات وجود دارد: قوی و ضعیف. همچنین می توان آنها را بسته به ترکیب شیمیایی به عنوان اسیدهای معدنی و آلی طبقه بندی کرد. تفاوت اصلی بین این دو این است که اولی ترکیبات معدنی هستند که از ترکیبات مختلفی از عناصر شیمیایی تشکیل شده اند، در حالی که دومی ترکیبی از اتم های کربن و هیدروژن هستند.

تعریف

اسید معدنی ماده ای است که از یک یا چند ترکیب معدنی سنتز می شود. یون های هیدروژن را در محلول آزاد می کند، که به نوبه خود، هیدروژن می تواند توسط فلز جابجا شود و نمک تشکیل شود. اسیدهای مختلف فرمول های متفاوتی دارند. به عنوان مثال، اسید سولفوریک H2SO4 است، اسید نیتریک HNO3 است.

نمک های اسیدهای معدنی در داخل موجودات زنده یافت می شوند، محلول در آب (به شکل یون) یا درحالت جامد (به عنوان مثال، نمک های کلسیم و فسفر در ترکیب اسکلت انسان و اکثر مهره داران).

یک ویژگی مشترک همه اسیدها این است که آنها همیشه حداقل یک اتم هیدروژن در مولکول خود دارند. همه آنها در واکنش خنثی سازی شرکت می کنند و با بازها واکنش می دهند و نمک و آب تشکیل می دهند. از دیگر خواص اسیدها می توان به ترش مزه بودن و ایجاد تغییر رنگ در برخی رنگ ها اشاره کرد. یک مثال معمولی از این تغییر رنگ کاغذ تورنسل از آبی به قرمز است.

اسیدهای معدنی بسیار محلول در آب هستند. آنها کاملاً با حلال های آلی غیر قابل اختلاط هستند. اکثر آنها بسیار تهاجمی هستند.

فهرست اسیدهای معدنی

مواد معدنی شامل مواد زیر است:

1. اسید موریاتیک - HCl.
2. اسید نیتریک - HNO3.
3. اسید فسفریک - H3PO4.
4. سولفوریک اسید - H2SO4.
5. اسید بوریک - H3BO3.
6. هیدروفلوریک اسید - HF.
7. هیدروبرومیک اسید - HBr.
8. اسید پرکلریک - HClO4.
9. اسید هیدرویدیک - HI.

اسیدهای به اصطلاح مرجع - هیدروکلریک، سولفوریک و نیتریک - بیشترین استفاده را دارند. بیایید در ادامه نگاه دقیق‌تری بیندازیم.

اسید کلریدریک

ماده غلیظ محلول آبی حاوی حدود 38٪ کلرید هیدروژن (HCl) است. بوی تند دارد و باعث سوختگی دستگاه تنفسی و چشم می شود. اسید هیدروکلریک به عنوان یک عامل اکسید کننده یا کاهنده طبقه بندی نمی شود. با این حال، هنگامی که برای مثال باهیپوکلریت سدیم (سفید کننده) یا پرمنگنات پتاسیم، گاز سمی کلر آزاد می کند.

به عنوان یک اسید غیر اکسید کننده، HCl اکثر فلزات پایه را حل می کند و گاز هیدروژن قابل اشتعال آزاد می کند.

اسید نیتریک (HNO3)

اسید نیتریک به صورت محلول غلیظ (68-70٪، 16 M) و به شکل بی آب (100٪) موجود است. این یک عامل اکسید کننده قوی است. خواص حفظ می شود حتی اگر به اندازه کافی رقیق شده باشد و در دمای اتاق باشد. این ماده اکثر ترکیبات آلی را اکسید کرده و به اکسید نیتروژن تبدیل می شود. تقریباً با هر ترکیب آلی می تواند مخلوط های انفجاری ایجاد کند.

اسید نیتریک غلیظ به شدت با مواد آلی واکنش نشان می دهد که منجر به خروج گاز و افزایش فشار بالقوه می شود و به دنبال آن اگر ظرف به درستی تهویه نشود، رگ پاره می شود. واکنش های اکسیداسیون با برخی از حلال های آلی می تواند نیترات های انفجاری ایجاد کند.

اسید نیتریک با اکثر فلزات واکنش می دهد و بسته به غلظت و نوع معرف، هیدروژن گازی یا اکسیدهای نیتروژن آزاد می کند. طلا و پلاتین را حل نمی کند.

مخلوط کردن اسید نیتریک و اسید کلریدریک، بخارهای قهوه ای متشکل از اکسیدهای سمی نیتروژن تولید می کند.

مواد باعث ایجاد لکه های زرد روی پوست می شود.

سولفوریک اسید (H2SO4)

ماده غلیظاغلب در محلول 98٪ (18M) عرضه می شود. این یک اکسید کننده قوی، رطوبت گیر و عامل کم آبی قوی است.

ماده رقیق شده با فلزات مانند سایر اسیدهای معدنی واکنش داده و گاز هیدروژن آزاد می کند. این ترکیب غلیظ همچنین می تواند برخی از فلزات نجیب مانند مس، نقره و جیوه را حل کند و دی اکسید گوگرد (SO2) آزاد کند. سرب و تنگستن با اسید سولفوریک واکنش نمی دهند.

به دلیل توانایی قوی اکسید کنندگی و آب زدایی، به شدت با بسیاری از مواد شیمیایی آلی واکنش نشان می دهد و منجر به تکامل گاز می شود.

اسید فسفریک (H3PO4)

ترکیب ارتوفسفر خالص یک جامد کریستالی محلول در آب است. اسیدی که معمولاً به صورت محلول آبی 85 درصد فروخته می شود، چسبناک، غیر فرار و بی بو است. نسبت به سایر اسیدهای معدنی مورد بحث در بالا واکنش کمتری دارد.

این ماده با حل شدن در آب، مایع را چسبناک و چسبناک می کند.

استفاده از اسیدهای معدنی

اسیدهای معدنی از اسیدهای قوی (سولفوریک) تا اسیدهای بسیار ضعیف (بوریک) متغیر هستند. آنها معمولاً محلول در آب و غیر قابل اختلاط با حلال‌های آلی هستند.

اسیدهای معدنی در بسیاری از بخش‌های صنایع شیمیایی به عنوان مواد خام برای سنتز سایر مواد شیمیایی، اعم از آلی و معدنی استفاده می‌شوند. تعداد زیادی از آنها به ویژه سولفوریک، نیتروژن دار و هیدروکلریک،تولید شده برای استفاده تجاری در کارخانه های بزرگ.

همچنین به دلیل خاصیت خورندگی آنها به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال، محلول رقیق اسید هیدروکلریک برای حذف رسوبات داخل دیگ ها استفاده می شود. این فرآیند به عنوان رسوب زدایی شناخته می شود.

در زندگی روزمره می توان از اسید سولفوریک برای باتری خودرو و تمیز کردن سطوح استفاده کرد. همین چند دهه پیش، مردم به طور مرتب بطری های این ماده را برای شارژ باتری ماشین خود می خریدند.

اسید نیتریک (HNO₃) در تمیز کردن خشک استفاده می شود. اسید فسفریک (H₃PO_{4) در ساخت کبریت استفاده می شود.}

شباهت

بین اسیدهای معدنی و آلی، ویژگی هایی وجود دارد که آنها را در یک گروه ترکیب می کند. لیست آنها به شرح زیر است:

1. می تواند پروتون (یون H) آزاد کند.
2. با بازهای شیمیایی واکنش دهید.
3. دارای اسیدیته قوی و ضعیف.
4. کاغذ تورنسل آبی را قرمز رنگ کنید.
5. برهمکنش اسیدها و مواد معدنی.

تفاوت

اختلافات زیر باید بین اسیدهای معدنی و آلی برجسته شود:

1. تعریف. اسیدهای معدنی موادی هستند که از ترکیبات معدنی به دست می آیند. اسیدهای آلی ترکیبات آلی هستند که خاصیت اسیدی دارند.
2. منشا. اکثر اسیدهای معدنی منشا بیولوژیکی ندارند، مانند مواد معدنیمنابع در مورد ترکیبات آلی، برعکس این موضوع صادق است.
3. حلالیت. اکثر اسیدهای معدنی در آب بسیار محلول هستند. ترکیبات آلی به خوبی با مایع مخلوط نمی شوند.
4. اسیدیته. اکثر اسیدهای معدنی قوی هستند. ارگانیک - معمولا ضعیف است.
5. ترکیب شیمیایی. اسیدهای معدنی ممکن است در ساختار خود اتم کربن داشته باشند یا نداشته باشند. آنها همیشه در ترکیبات آلی وجود دارند.

مقاله داده‌هایی درباره اسیدها و خواص آنها ارائه می‌کند.