KWASY TLENOWE

PODSTAWOWE KWASY TLENOWE

KWAS SIARKOWY (VI)

Otrzymywanie

H₂O + SO₃ --> H₂SO₄

1 cząsteczka wody reaguje z 1 cząsteczką tlenku siarki (VI), dając 1 cząsteczkę kwasu siarkowego (VI)

H₂O + SO₃ --> H₂SO₄

W przemyśle kwas siarkowy otrzymuje się metodą kontaktową.
Metoda ta składa się z trzech etapów:
spalanie siarki do tlenku siarki (IV) - S + O₂ --> SO₂
utlenianie tlenku siarki (IV) do tlenku siarki (VI) - 2SO₂ + O₂ --> 2SO₃
absorpcja SO₃ w oleum i stężonym kwasie siarkowym.

Właściwości

Reaguje z:
metalami np.: 2 Na + H₂SO₄ --> Na₂SO₄ + H₂ (wodór wydziela się z roztworu w postaci gazowej)
tlenkami metali, np.: Na₂O + H₂SO₄ --> Na₂SO₄ + H₂O
zasadami, np.: 2 NaOH + H₂SO₄ --> Na₂SO₄ + 2 H₂O
dając odpowiednie sole, nazywane siarczanami (VI) danego metalu.
Kwas siarkowy jest bezbarwną, żrącą, oleistą cieczą
Jego gęstość jest dwa razy wieksza od gęstości wody.
Z wodą miesza się we wszystkich stosunkach. Podczas mieszania z wodą wydziela się duża ilość ciepła.
Stężony kwas jest substancją wywołującą korozję.
Stężony kwas siarkowy jest silnie higroskopijny, dlatego jest stosowany jako środek suszący i odciągający wodę.
Powoduje zwęglanie substancji organicznych zawierających tlen i wodór.
Stężony kwas siarkowy działa utleniająco, zwłaszcza w podwyższonej temperaturze.
Rozpuszcza metale półszlachetne np. Cu, Ag, z wydzieleniem dwutlenku siarki.

Zastosowanie

Kwas siarkowy(VI) ma zastosowanie w produkcji: leków, środków piorących, papieru, materiałów wybuchowych, nawozów sztucznych, barwników, włókien sztucznych, otrzymywania innych kwasów, akumulatorów.
Używany jest do oczyszczania olejów, nafty, parafiny i do osuszania gazów.

KWAS SIARKOWY (IV)

Otrzymywanie

H₂O + SO₂ --> H₂SO₃

1 cząsteczka wody reaguje z 1 cząsteczką tlenku siarki (IV), dając 1 cząsteczkę kwasu siarkowego (IV)

Właściwości

Kwas siarkowy jest kwasem nietrwałym. Podczas ogrzewania, a nawet w temperaturze pokojowej ulega rozkładowi:
H₂SO₃ --> H₂O + SO₂

Z metalami tworzy trwałe sole - siarczany (IV). Posiada właściwości bakteriobójcze, grzybobójcze i owadobójcze.
Wykazuje właściwości redukujące.
Jest składnikiem kwaśnych deszczów. Kwaśny deszcz to silnie rozcieńczony kwas siarkowy (IV), który powstaje w wyniku rozpuszczania się w kroplach deszczu tlenku siarki IV), pochodzącego głównie ze spalania zasiarczonych paliw kopalnianych: węgla, gazu ziemnego oraz paliw ropopochodnych.

Zastosowanie

Znajduje zastosowanie w przemyśle włókiennuczym do bielenia wełny oraz w przemyśle papierniczym.
Tlenek siarki (IV) służy do dezynfekcji oraz wykorzystywany jest jako czynnik chłodzący.

KWAS AZOTOWY (V)

Otrzymywanie

Rozpuszczenie tlenku azotu (V) w wodzie:
H₂O + N₂O₅ --> 2 HNO₃
W wyniku działania kwasu siarkowego na saletrę chilijską - Na NO₃:
H₂SO₄ + Na NO₃ --> Na HSO₄ + HNO₃
Obecnie na skalę przemysłową otrzymuje się kwas azotowy (V) w procesie kilkuetapowym:
1. Katalityczne spalanie amoniaku (metoda Ostwalda) do tlenków azotu.
2. Pochłanianie mieszaniny tlenków azotu w wodzie, w obecności powietrza.

Właściwości

Stężony kwas azotowy jest bezbarwną cieczą o charakterystycznym, nieprzyjemnym zapachu.
Dobrze rozpuszcza się w wodzie z wydzieleniem ciepła - reakcja egzotermiczna.
Jest około 1,5 razy cięższy od wody.
Kwas azotowy (V) i jego stężone roztwory ulegają rozkładowi - powstają tlenki, które nadają mu żółte lub czerwono-żółte zabarwienie.
Posiada właściwości żrące.
Pod wpływem kwasu azotowego (V) białko zmienia barwę na żółtą, co jest wynikiem reakcji ksantoproteinowej - następuje ścinanie białka.
Kwas azotowy wykazuje silne właściwości utleniające - rozpuszcza wszystkie metale z wyjątkiem platyny i złota. Niektóre metale, takie jak żelazo, chrom, glin, lepiej rozpuszczają się w rozcieńczonym kwasie azotowym niż w stężonym, co jest związane ze zjawiskiem pasywacji.
Mieszanina HNO₃ i HCl w stosunku 1:3 tworzy tzw. wodę królewską, która rozpuszcza platynę i złoto.
Kwas azotowy ma silne właściwości utleniające, może powodować zapalenie się drewna, słomy oraz substancji łatwopalnych, takich jak eter, benzyna.
Sole kwasu azotowego (V) - azotany (V) - są dobrze rozpuszczalne w wodzie i wykazują działanie utleniające.

Zastosowanie

Kwas azotowy (V) znalazł zastosowanie do produkcji nawozów sztucznych (azotany Ca(NO₃)₂ NH₄NO₃), materiałów wybuchowych (np. trinitrotoluenu), azotanu srebra dla przemysłu fotograficznego, paliw rakietowych, środków farmaceutycznych, barwników.
Wykorzystuje się go również do oczyszczania powierzchni metali, nitrowania związków organicznych, jako odczynnik w laboratoriach.

KWAS WĘGLOWY

Otrzymywanie

Rozpuszczenie tlenku węgla (IV) w wodzie:
H₂O + CO₂ --> H₂ CO₃

Właściwości i zastosowanie

Kwas węglowy jest kwasem nietrwałym i łatwo ulega reakcji rozkładu na wodę i tlenek węgla (IV) (ogrzewanie przyspiesza proces).
Ze względu na łatwość rozkładu, nie można otrzymać stężonego kwasu węglowego.
Roztwory kwasu węglowego mają przyjemny orzeźwiający smak, dlatego stosuje się go do produkcji napojów gazowanych.

KWAS FOSFOROWY (V)

Otrzymywanie

W reakcji tleneku fosforu(V) i wody (fosfor występuje w cząsteczkach czteroatomowych, a rzeczywisty skład tlenku fosforu odpowiada wzorowi P₄O₁₀):
P₄O₁₀ + 6 H₂O -> 4 H₃PO₄
Na skalę przemysłową otrzymuje się go w wyniku działania kwasu siarkowego na fosforan (V)wapnia:
Ca₃(PO₄)₂ + 3 H₂SO₄ -> 3 Ca SO₄ + 2 H₃PO₄
(Siarczan wapnia nie rozpuszcza się w wodzie, dlatego oddziela się go od kwasu przez filtrację).

Właściwości i zastosowanie

Kwas fosforowy (V) jest białym, krystalicznym ciałem stałym.
Dobrze rozpuszcza się w wodzie z wydzieleniem ciepła.
W temperaturze pokojowej jest substancją trwałą. Nie ma właściwości utleniających.
Jest kwasem trójprotonowym (dysocjuje trójstopniowo) o średniej mocy.
Kwas fosforowy jest stosowany do produkcji nawozów sztucznych (np. superfosfatu podwójnego), wielu środków farmaceutycznych, detergentów. Znalazł zastosowanie w przemyśle spożywczym (np. przy produkcji proszków do pieczenia). Wykorzystuje się go do wytwarzania fosforanowych powłok ochronnych na metalach, do oczyszczania soków w cukrownictwie, jako płyn do lutowania, w stomatologii, do wyrobu kitów porcelanowych i w laboratoriach analitycznych.
Kwas fosforowy jest częścią kwasów nukleinowych DNA i RNA, które biorą udział w procesie dziedziczenia i funkcjonowania komórek.