Шпаргалка по кислотам: формулы и названия для школы
Кислоты — это сложные вещества, состоящие из атомов водорода, способных замещаться на атомы металлов, и кислотного остатка. В школьном курсе химии важно знать не только формулы, но и названия, заряд остатка и растворимость соответствующих солей. Ниже представлена структурированная таблица самых важных кислот, которые встречаются в заданиях ОГЭ и ЕГЭ, а также в школьной программе 8–9 классов.
Главное правило: Валентность кислотного остатка равна количеству атомов водорода в молекуле кислоты. Заряд остатка равен этому же числу, но со знаком «минус».
Таблица распространённых неорганических кислот
Неорганические кислоты делятся на кислородсодержащие (например, серная) и бескислородные (например, соляная). Для удобства запоминания они сгруппированы по наличию кислорода и силе кислоты.
Кислородсодержащие кислоты
| Название кислоты | Химическая формула | Кислотный остаток (формула) | Название остатка | Заряд остатка |
|---|---|---|---|---|
| Серная | $H2SO4$ | $SO_4$ | Сульфат | $2-$ |
| Сернистая | $H2SO3$ | $SO_3$ | Сульфит | $2-$ |
| Азотная | $HNO_3$ | $NO_3$ | Нитрат | $1-$ |
| Азотистая | $HNO_2$ | $NO_2$ | Нитрит | $1-$ |
| Фосфорная | $H3PO4$ | $PO_4$ | Фосфат | $3-$ |
| Угольная | $H2CO3$ | $CO_3$ | Карбонат | $2-$ |
| Кремниевая | $H2SiO3$ | $SiO_3$ | Силикат | $2-$ |
| Хромовая | $H2CrO4$ | $CrO_4$ | Хромат | $2-$ |
Важно: Угольная ($H_2CO_3$) и кремниевая ($H_2SiO_3$) кислоты являются нерастворимыми или неустойчивыми. Угольная легко распадается на воду и углекислый газ ($H_2O + CO_2$), а кремниевая выпадает в осадок в виде студенистой массы.
Бескислородные кислоты
Эти кислоты не содержат атомов кислорода в своем составе. Их названия образуются от латинского названия элемента с окончанием -водородная.
| Название кислоты | Химическая формула | Кислотный остаток (формула) | Название остатка | Заряд остатка |
|---|---|---|---|---|
| Соляная (хлороводородная) | $HCl$ | $Cl$ | Хлорид | $1-$ |
| Сероводородная | $H_2S$ | $S$ | Сульфид | $2-$ |
| Бромоводородная | $HBr$ | $Br$ | Бромид | $1-$ |
| Йодоводородная | $HI$ | $I$ | Йодид | $1-$ |
| Плавиковая (фтороводородная) | $HF$ | $F$ | Фторид | $1-$ |
Органические кислоты в школьном курсе
В органической химии кислоты содержат карбоксильную группу $-COOH$. Чаще всего в задачах встречаются следующие представители:
| Название кислоты | Тривиальное название | Формула | Кислотный остаток |
|---|---|---|---|
| Метановая | Муравьиная | $HCOOH$ | $HCOO^-$ (формиат) |
| Этановая | Уксусная | $CH_3COOH$ | $CH_3COO^-$ (ацетат) |
| Щавелевая | — | $HOOC-COOH$ | $C2O4^{2-}$ (оксалат) |
| Бензойная | — | $C6H5COOH$ | $C6H5COO^-$ (бензоат) |
Лайфхак для запоминания: Если кислота оканчивается на -ная (серная, азотная), то остаток имеет окончание -ат (сульфат, нитрат). Если кислота оканчивается на -истая (сернистая, азотистая), то остаток имеет окончание -ит (сульфит, нитрит). Это работает для большинства кислородсодержащих кислот.
Классификация кислот по основным признакам
Для решения задач мало знать формулу, нужно понимать свойства кислоты. Вот краткая шпаргалка по классификации:
1. По наличию кислорода
- Кислородсодержащие: $H_2SO_4$, $HNO_3$, $H_3PO_4$.
- Бескислородные: $HCl$, $H_2S$, $HBr$.
2. По основности (количество атомов H, способных замещаться на металл)
- Одноосновные: $HCl$, $HNO_3$, $CH_3COOH$ (один атом H).
- Двухосновные: $H_2SO_4$, $H_2S$, $H_2CO_3$ (два атома H).
- Трехосновные: $H_3PO_4$ (три атома H).
3. По силе (степени диссоциации в воде)
- Сильные (полностью диссоциируют): $HCl$, $HBr$, $HI$, $HNO_3$, $H_2SO_4$ (по первой ступени), $HClO_4$.
- Слабые (частично диссоциируют): $H_2S$, $H_2CO_3$, $H_2SiO_3$, $H_3PO_4$ (средней силы, но часто относят к слабым в контексте сравнения с сильными), $CH_3COOH$.
Частые ошибки школьников
- Путаница в зарядах. students часто забывают, что заряд сульфата $SO_4^{2-}$ равен $-2$, а не $-1$. Всегда смотрите на количество водородов в исходной кислоте: $H_2SO_4 \rightarrow 2H^+ + SO_4^{2-}$.
- Нерастворимые соли. При написании реакций обмена нужно помнить таблицу растворимости. Например, реакция $H_2SO_4 + BaCl_2$ идет до конца, так как выпадает осадок $BaSO_4$. А вот реакция $HCl + AgNO_3$ дает осадок $AgCl$.
- Концентрированная серная кислота. Она является сильным окислителем и ведет себя иначе, чем разбавленная. С металлами она редко выделяет водород (чаще образуется $SO_2$), что важно для задач по ОВР (окислительно-восстановительным реакциям).
- Азотная кислота. Никогда не выделяет водород при реакции с металлами. Продукты восстановления зависят от концентрации кислоты и активности металла ($NO_2$, $NO$, $N_2O$, $NH_4NO_3$).
FAQ: Вопросы по кислотам
Как определить силу кислоты? Силу кислоты можно определить по положению элемента в периодической таблице (для бескислородных: сила растет слева направо и сверху вниз в группе галогенов: $HF < HCl < HBr < HI$) или по константе диссоциации. В школе достаточно запомнить список сильных кислот.
Почему угольная кислота считается слабой? Она нестабильна и в водном растворе существует в равновесии с $CO_2$ и $H_2O$. Степень её диссоциации очень мала, поэтому она вытесняется из солей даже более сильными слабыми кислотами (например, уксусной).
В чем разница между серной и сернистой кислотой? В серной кислоте ($H_2SO_4$) сера находится в максимальной степени окисления $+6$, поэтому кислота проявляет сильные окислительные свойства. В сернистой ($H_2SO_3$) сера имеет степень окисления $+4$, поэтому она может быть и окислителем, и восстановителем, но сама кислота менее стабильна и слабее.