Қышқылдар түрлері бойынша химия конспектісі, 10-сынып

Қышқылдық

Қышқылдық (орысша: кислотность) - ортаның рН өлшем бірлігінен берілетін сипаттамасы. Бұл өлшем бойынша рН7 мөлшері бейтарап орта саналады, егер ол көрсеткіштен жоғары болса ортаның сілтілік әсері жоғарылайды. РН шкаласы 10-дық логарифм негізінде жасалған сондықтан рН4 артық рН5 ортасына қарағанда 10 есе қышқыл, ал рН6 ортасына қарағанда 100 есе қышқыл болады.[2]

Қышқылдар.

Қышқылдар – құрамында металға алмаса алатын сутектің бір немесе бірнеше атомы бар және суда ерігенде сутек иондарын Н+ түзетін химиялық қосылыстар.

Ашылу тарихы[өңдеу]

XVII ғасырда неміс химигі И.П. Глаубер (1604 – 1670) тұз қышқылды мен азот қышқылын өздерінің тұздарынан алып, қышқылды көп мөлшерде өндіруге жол ашты.

Ағылшын химигі Р.Бойль (1627 – 1691) Глауберден сатып алған тұз қышқылының ерітіндісін кездейсоқ көкшіл күлгін гүлге төгіп алып, оның бірден ашық қызыл түске боялғанын байқаған.

Осыдан барып ерітіндіде қышқылдың бар екендігін көрсететін индикаторларды (лакмус, фенолфталейн, мет илоранж, т.б.) ашты. Ол индикаторларды зерттей келе фосфор қышқылын анықтайды. Алғаш қатты күйінде алынған бор қышқылын француз ғалымы М.Гомберг (1866 – 1947) ашты.

Кейіннен мұндай қатты күйде алынған қышқылдын саны көбейе түсті. Мыс., шарап қышқылын швед химигі К.В. Шееле (1742 – 1786) шарап тасымалдайтын бөшкенің ішкі қабырғасындағы «шарап тасы» деп аталатын қақтан тазартып алды.

Ол кейіннен жемістер мен өсімдіктерден лимон қышқылын, алма қышқылын, т.б. қышқылды қатты күйдегі кристалл түрінде бөліп алды. Көмір қышқылын ағылшын химигі Дж. Б. Пристли (1894 – 1984) көмір қышқыл газын суға еріту арқылы алды.

XVIII ғасырдың соңына қарай оннан астам қышқыл бөлініп алынды. Ол кездері қышқылға суда еритін қышқыл дәмі бар лакмус индикаторының түсін қызылға бояйтын заттар жатқызылды. қышқылдың химиялық құрамы кейіннен оттек және сутек газдары ашылғаннан соң барып айқындала бастады.

Француз химигі А.Л. Лавуазье құрамы оттекпен байланысқан қышқылды зерттеген. Алайда құрамында оттексіз қышқыл да болатыны тәжірибе жүзінде анықталды. Сондықтан, қышқыл оттекті және оттексіз деп екі үлкен топқа бөлінеді. Қышқылдың табиғатын зерттеу 1838 жылы неміс химигі Ю.Либих (1803 – 1873) ұсынған қышқылдың сутекті теориясынан басталды. Ол қышқыл деп құрамында металға орнын беретін сутек бар қосылыстарды, ал швед физик-химигі С.А. Аррениус (1859 – 1927) қышқыл деп суда өзінен сутек катионын бөлетін заттарды атады.

Д.И. Менделеев суда еритін заттардың онымен химиялық әрекеттесіп, гидраттанған бөлшектер түзетінін дәлелдеді. Бұл екі көзқарастың басын біріктірген орыс химигі И.А. Каблуков (1857 – 1942) қышқылдық қасиетке ие болатын сутек катионы емес, оның сумен әрекеттескенде түзілетін оксоний ионы (Н3О+) екенін анықтады. Мысалы, тұз қышқылы дегеніміз газ күйіндегі хлорсутектің суда әрі еріп, әрі гидраттанған екі ионы:

НСl + Н2О=Н3ClО+–.

Қышқылдың судағы ерітіндісінде түзілетін оксоний иондарының мөлшері басым болса (диссоциациялану дәрежесі жоғары болса), ол күшті қышқыл қатарына жатады. Сұйық ерітінділерінде қышқылдың диссоциациялану дәрежесі 3%-ға дейін – әлсіз, ал 3 – 30%-ға дейінгісі – орташа, 30%-дан асса – күшті қышқыл деп аталады.

Қышқыл металдар орнын баса алатын сутек атомының санына қарай

бірнегізді қышқылдар,

көп негізді қышқылдар болып бөлінеді.

1915 жылы АҚШ ғалымы Франклин судан басқа еріткіштерде түзілетін қышқылдың болатынын ашты. Ол судың орнына сұйық күйдегі аммиакты алып аквохимияға сәйкестендіріп аммонохимияның негізін қалады. Қышқылдың қызметін суда оксоний ионы (Н3О+), аммонохимияда аммоний ионы (NH4+) атқарады. Суда еріткенде тұзға жататын мүсәтір NH4CІ (аммоний хлориді) сұйық аммиакта ерітілсе, онда ол қышқылдық қасиет көрсетеді.

1923 жылы дат химигі И.Н. Бренстед (1879 – 1947) өзінің протондық теориясында қышқылға өзінен протон (Н+) бөлуге қабілеті бар сутекті қосылыстардың барлығын да жатқызуды ұсынды. Ол алғаш рет сутекті қосылыстардың кез келген еріткішпен әрекеттесетіндігін дәлелдеп, қышқылдық жүйе түзуінің сапалық та, сандық та сипаттамасын жасап берді.

Осы жылы АҚШ ғалымы Г.Н. Льюис (1875 – 1946) жариялаған электрондық теориясында қышқыл деп өзіне электрон жұбын қосып алуға қабілетті бөлшектерді атады. Қышқылдың сутек катионы (Н+) акцептор қызметін атқарды. Кешенді қосылыстардың түзілуін сипаттайтын акцептор қышқылына басқа да металл катиондары жатады (мысалы, Cu2+, Fe3+, Zn2+, Hg2+, т.б.).

1939 жылы қышқылдың жалпылама теориясын қазақстандық ғалым, академик М.И. Усанович ұсынды.

Оның пікірінше қышқыл өздерінен катион (протон) бөліп шығара алатын немесе анион (электрон) қосып ала алатын бөлшектер болып табылады. Бұл жоғарыда аталған теориялардағы (сутекті, протондық, электрондық, т.б.) анықтамалардың бәрін де қамтитын әмбебап теория болып табылады. Қышқылдық қасиетті атомдар да, молекулалар да, иондар да көрсете алады.

Құрамында сутек атомы бар молекулалар (НСІ, Н2SO4, т.б.), өзіне электрон қосып алуға бейім тотықтырғыштар (СІ2, О2, КМnO4, HNO3, т.б.), әсіресе, анионға қосыла алатын барлық катиондар (Na+, Mg2+, Al3+, Cu2+, Fe3+, Sn4+, т.б.) түгелдей қышқыл қызметін атқарады.

Зерттеулер нәтижесінде қышқылдың өзіндік ерекшеліктерін айқындауға қол жеткізілді. Мысалы, қоқырлы қышқылдың (фосфор элементін алу кезінде түзілетін фосфорлы қоқыр) таза термиялық фосфор қышқылынан айырмашылығы – құрамында тотықпай қалған фосфордың әр түрлі формалары (Р4, H2PO2, H2PO3, H3PO3), сілтілік, сілтілік-жер, ауыр металдар катиондары, фторидтер, органикалық заттар, тағыда басқа заттардың болуында.

Қоқырлы қышқыл фосфор тұздарын, сонымен қатар, натрий триполифосфатын алу кезінде қолданылады. қышқыл жылына мыңдаған, миллиондаған тоннамен шығарылып, шаруашылықтың көптеген салаларында, техника мен ғылымда кеңінен қолданылады.

Қазақстанда фосфор, күкірт қышқылдары көп мөлшерде өндіріледі. Күкірт қышқылы Жезқазған, Балқаш, Өскемен, тағыда басқа қалалардағы өндірістік цехтарда түсті металдардың құрамындағы күкірттен алынады. Бор қышқылы Батыс Қазақстандағы Индер боратынан өндіріледі. Сірке қышқылы көп жылдар бойы Теміртау маңынан алынып келді. Күкірт қышқылын кейде химия өнеркәсібінің «наны» деп атайды, себебі, ол автомашина мен ұшақтардың аккумуляторларынан бастап, химия өнеркәсібінде фосфор