Cz. VIII Budowa i właściwości wybranych nieorganicznych kwasów tlenowych
Kwasy siarkowe
Wzór kwasu Nazwa kwasu
Nazwa zwyczajowa
Wzór
strukturalny
Anion
H
2
S
2
O
2
kwas tiosiarkowy(IV)
kwas sulfoksylowy
H-O-S-S-O-H
[S
2
0
2
]
2-
H
2
S
2
O
4
kwas dwutionowy(III)
lub ditionowy(III)
kwas podsiarkowy
O O
\\ //
H-O-S-S-O-H
[S
2
0
4
]
2-
H
2
SO
3
kwas siarkowy(IV)
kwas siarkawy
O
\\
H-O-S-O-H
[S0
3
]
2-
H
2
S
2
O
5
kwas dwusiarkowy(IV)
lub disiarkowy(IV)
kwas dwusiarkowy
O O
\\ //
H-O-S-S-O-H
//
O
[S
2
O
5
]
2-
H
2
SO
4
kwas siarkowy(VI)
kwas siarkowy
O
//
H-O-S-O-H
\\
O
[SO
4
]
2-
H
2
S
2
O
7
kwas dwusiarkowy(VI)
lub disiarkowy(VI)
kwas pirosiarkowy
O O
\\ //
H-O-S-O-S-O-H
// \\
O O
[S
2
O
7
]
2-
H
2
S
2
O
3
kwas triosiarkowy
lub tio(-II)siarkowy(VI)
S
//
H-O-S-O-H
\\
O
[S
2
O
3
]
2-
H
2
S
X
O
6
kwasy politionowe
(x=3, 4, ...)
O O
\\ //
H-O-S-S
(X-2)
-S-O-H
// \\
O O
[S
X
O
3
]
2-
H
2
SO
5
kwas
nadtlenojednosiarkowy(VI)
lub
peroksymonosiarkowy(VI)
kwas
peroksosiarkowy
lub kwas Caro
O
//
H-O-S-O-O-H
\\
O
[SO
5
]
2-
H
2
S
2
O
8
kwas
nadtlenodwusiarkowy(VI)
lub peroksodisiarkowy(VI)
kwas
peroksodwusiarkowy
O O
\\ //
H-O-S-O-O-S-O-H
// \\
O O
[S
2
O
8
]
2-
Kwas siarkowy(IV) (H
2
SO
3
):
w roztworze wodnym utrzymuje się równowaga:
SO
2
+ H
2
O <=> H
2
SO
3
<=> H
+
+ HSO
3
-
ze znaczną przewagą SO
2
tworzy sole: M
2
SO
3
i MHSO
3
(M na +I st.utl)
zastosowanie: środek redukujący w przemyśle włukienniczym (do bielenia)
Kwas siarkowy(VI) (H
2
SO
4
):
mocny
bezbarwny, oleista ciecz
T
t
= 10,4° C
d=1,833 g/cm
3
higroskopijny
reakcja z wodą jest procesem egzotermicznym
stężony zwęgla substancje organiczne (odciąga wodę z ich cząsteczek)
utleniacz
parzy skórę
zastosowanie: rafnacja tłuszczów, środek odwadniający, do nawozów sztucznych,
materiałów wybuchowych
Kwas nadtlenojednosiarkowy(IV) (H
2
SO
5
):
mocny
białe kryształy
silne własności utleniające
powstaje w reakcji hydrolizy H
2
S
2
O
8
+ H
2
O -> H
2
SO
5
+H
2
SO
4
, i ulega dalszej
hydrolizie (H
2
SO
5
+ H
2
O → H
2
SO
4
+H
2
O
2
)
Kwasy azotowe
Wzór kwasu
Nazwa kwasu
Nazwa
zwyczajowa
Wzór
strukturalny
Anion
H
2
N
2
O
2
kwas azotowy(I)
lub diazotowy(I)
kwas
podazotowy
[N
2
O
2
]
2-
HNO
2
kwas azotowy (III)
kwas azotawy
H-O-N=O
[NO
2
]
-
HNO
3
kwas azotowy(V)
kwas azotowy
O
//
H-O-N=O
[NO
3
]
-
HNO
4
kwas
nadtlenoazotowy(V)
lub
peroksoazotowy(V)
O
//
H-O-O-N=O
[NO
4
]
-
HOONO
kwas
nadtelnoazotowy(III)
H-O-O-N=O
[OONO]
-
Kwas azotowy(V) (HNO
3
):
bezbarwna ciecz
dymi na powietrzu
d=1,4 g/cm
3
T
w
=83° C
parzy skórę i pali drewno
silne właściwości żrące
silny utleniacz
reagule z wszystkimi metalami oprócz złota i platynowców
ze stężonym HCl daje wodę królewską
zastosowanie: otrzymywanie barwników, związków nitrowych, w farmacji, do
produkcji azotanów, paliw rakietowch i nawozów sztucznych
otrzymywanie: spalanie amoniaku (NH
3
) w tlenie w T=700 - 900° C, w obecności kat.
platynowego uzyskuje się tlenek NO, który utlenia się do NO
2
a zaabsorwowany w
wodzie tworzy HNO
3
Kwasy fosforowe
Wzór
kwasu
Nazwa kwasu
Nazwa zwyczajowa
Wzór strukturalny
Anion
HPH
2
O
2
(H
3
PO
2
)
kwas fosfinowy
kwas podfosforawy
H
|
H-O-P=O
|
H
PH
2
O
2
-
H
2
PHO
3
(H
3
PO
3
)
kwas fosfonowy
kwas ortofosforawy
OH
|
H-O-P=O
|
H
PHO
3
2-
HPO
2
kwas metafosforowy(III) kwas metafosforawy
H-O-P=O
PO
2
-
H
4
P
2
O
5
kwas dwufosforowy(III)
lub difosforowy(III)
kwas pirofosforowy
H-O O-H
| |
H-O-P-O-P-O-H
P
2
O
5
4 -
H
4
P
2
O
6
kwas ortofosforowy(IV) kwas podfosforowy
H-O O-H
| |
H-O-P-P-O-H
// \\
O O
P
2
0
6
4-
H
3
PO
4
kwas ortofosforowy(V)
lub fosforowy(V)
kwas ortofosforowy
O-H
|
H-O-P=O
|
O-H
PO
4
3-
H
4
P
2
O
7
kwas ortodwufosforowy(V)
lub kwas ortodifosforowy(V)
kwas pirofosforowy
H-O O-H
| |
H-O-P-O-P-O-H
// \\
O O
P
2
0
7
4-
H
5
P
3
0
10
kwas
ortotrójfosforowy(V)
lub kwas
ortotrifosforowy(V)
kwas
ortotrójfosforowy
H H H
| | |
O O O
| | |
H-O-P-O-P-O-P-O-H
// II \\
O O O
P
2
O
10
5-
H
3
P
3
0
9
kwas
metatrójfosforowy(V)
lub kwas
metatrifosforowy(V)
kwas
metatrójfosforowy
H-O
I
P = O
/ \
O O
I I
O = P P = O
/\ /\
O O O
I I
H H
P
3
O
9
3-
H
4
P
4
0
12
kwas
metaczterofosforowy(V)
lub kwas
tetrafosforowy(V)
kwas
metaczterofosforowy
O O
\\ //
H-O-P-O-P-O-H
| |
O O
| |
H-O-P-O-P-O-H
// \\
O O
P
4
0
12
4-
Kwas ortofosforowy(V) (H
3
PO
4
):
bezbarwne kryształy rozp. w wodzie
higroskopijne
T
t
=43° C
tworzy sole - ortofosforany(V)
techniczny H3PO4 : stężenie - 70%, d=1,5 g/cm
3
zastosowanie: do otrzymywania nawozów fosforowych, fosforanów, w farmacji
Kwas ortodwufosforowy(V) (H
4
P
2
O
7
):
mocny
nietrwały
bezbarwny
T
t
=61° C
dobrze rozpuszczalny w wodzie
tworzy dwa rodzaje soli: M
4
P
2
O
7
i M
2
H
2
P
2
O
7
(M jest na +I st. utl.)
otrzymywanie: ogrzanie H
3
PO
4
do ok. 250° C
Kwasy chlorowe
Wzór kwasu
Nazwa kwasu
Nazwa
zwyczajowa
Wzór
strukturalny
Anion
HClO
kwas chlorowy(I)
kwas
podchlorawy
Cl-O-H
[ClO]
-
HClO
2
kwas
chlorowy(III)
kwas chlorawy
O=Cl-O-H
[ClO
2
]
-
HClO
3
kwas
chlorowy(V)
kwas chlorowy
O
\\
O=Cl-O-H
[ClO
3
]
-
HClO
4
kwas
chlorowy(VII)
kwas
nadchlorowy
O
\\
O=Cl-O-H
//
O
[ClO
4
]
-
Kwas chlorowy(I) (HClO):
słaby
istnieje tylko w rozcieńczonych roztworach wodnych
rozkłada się na świetle: 2HClO -> 2HCl + O
2
tworzy trwałe sole
Kwas chlorowy(VII) (HClO
4
):
najmocniejszy ze wszystkich znanych kwasów
bezbrarwna, dymiąca, ojeista, higroskopijna ciecz
parzy skórę
ogrzany wybucha
zastosowanie: analiza chemiczna, strącanie jonów K
+
, środek osuszający, produkcja
materiałów wybuchowych
Kwasy jodowe
Wzór kwasu
Nazwa kwasu
Nazwa
zwyczajowa
Wzór
strukturalny
Anion
HIO
kwas jodowy(I)
I-O-H
IO
-
HIO
3
kwas jodowy(V)
O=I-O-H
//
O
IO
3
-
HIO
4
kwas
jodowy(VII)
lub
metajodowy(VII)
O
\\
O=I-O-H
//
O
IO
4
-
H
5
IO
6
kwas
ortojodowy(VII)
kwas nadjodowy
H H
| |
O O
\ /
H-O-I=O
/ \
O O
| |
H H
[IO
6
]
5-
Kwas jodowy(I) (HIO):
słaby
nietrwały
zielonożółta ciecz
zapach szafranu
silne wł. utleniające
Kwasy krzemowe
Wzór kwasu
Nazwa kwasu
Wzór strukturalny
Anion
H
4
SiO
4
kwas ortokrzemowy
H-O O-H
\ /
Si
/ \
H-O O-H
[SiO
4
]
4-
H
6
Si
2
O
7
kwas
ortodwukrzemowy
H
|
O
|
H-O-Si-O-H
|
O
|
H-O-Si-O-H
|
O
|
H
[Si
2
O
7
]
6-
H
8
Si
3
O
10
kwas
ortotrójkrzemowy
H
|
O
|
H-O-Si-O-H
|
O
|
H-O-Si-O-H
|
O
|
H-O-Si-O-H
|
O
|
H
[Si
3
O
10
]
8-
H
2
SiO
3
kwas metakrzemowy
H-O
\
Si=O
/
H-O
[SiO
3
]
2-
Inne kwasy
Wzór kwasu
Nazwa kwasu
Nazwa
zwyczajowa
Wzór
strukturalny
Anion
H
2
CO
3
kwas węglowy
H-O
\
C=O
/
H-O
[CO
3
]
2-
H
2
SeO
4
kwas
selenowy(VI)
kwas selenowy
H-O O
\ //
Se
/ \\
H-O O
[SeO
4
]
2-
H
2
SeO
3
kwas selenowy
(IV)
kwas selenawy
H-O
\
Se=O
/
H-O
[SeO
3
]
2-
H
3
BO
3
kwas borowy
lub ortoborowy
kwas borny
H-O
\
B-O-H
/
H-O
[BO
3
]
3-
(HBO
2
)
n
kwas
metaborowy
Kwas węglowy (H
2
CO
3
):
słaby
bardzo nietrwały
w roztworze wodnym utrzymuje się równowaga: CO
2
+ H
2
O <=> H
2
CO
3
<=> H
+
+
HCO
3
-
ze znaczną przewagą CO
2
tworzy sole: M
2
CO
3
i MHCO
3
(M jest na +I st. utl.)
zastosowanie: do produkcji napojów orzeźwiających
Kwas selenowy(VI) (H
2
SeO
4
):
mocny kwas
bezbarwne kryształy
dobrze rozpuszczalny w wodzie
T
t
=62,4° C
w Temp. >T
t
rozkłada się na SeO
3
i wodę
bardzo silny utleniacz
zastosowanie: utleniacz w jubilerstwie i do otrzymywania związków
seleno-organicznych
Kwas borowy (H
3
BO
3
):
o
lekkie, bezbarwne kryształy
o
d=1,43 g/cm
3
o
ogrzany przechodzi w (HBO
2
)
n
o
w temp powyżej 160° C rozkłada się od B
2
O
3
o
w przyrodzie występuje jako sassolin (minerał)
o
zastosowanie: produkcja emalii, farb, szlachetnych gat. szkła, w garbarstwie, dodatek
do nawozów, konserwacja drewna, działa (rozcieńczony) jako środek bakteriobójczy