Kyseliny Nezačaté

0. Kľúčové fakty

1. Kyseliny — Kyseliny sú látky, ktoré vo vodnom roztoku odštiepia (uvoľnia) vodíkový katión H⁺. Práve tento vodíkový katión spôsobuje kyslé vlastnosti roztoku a všetky typické reakcie kyselín. Patria medzi dôležité skupiny anorganických aj organických zlúčenín, ktoré nás obklopujú v prírode aj v domácnosti.

2. Spoločná stavba vzorca — Každá kyselina sa vo vzorci začína vodíkom H, za ktorým nasleduje zvyšok kyseliny (napríklad HCl, H₂SO₄, HNO₃). Počet atómov vodíka udáva, koľko vodíkových katiónov môže kyselina uvoľniť. Vďaka tomuto pravidlu vieš kyselinu rozpoznať už podľa zápisu vzorca.

3. Bezkyslíkaté kyseliny — Sú zložené iba z vodíka a nekovu, neobsahujú kyslík. Typickými príkladmi sú kyselina chlorovodíková HCl a kyselina sírovodíková H₂S. Ich názov sa tvorí príponou -ová od názvu zlúčeniny vodíka s nekovom (chlorovodík → kyselina chlorovodíková).

4. Kyslíkaté kyseliny — Obsahujú okrem vodíka aj kyslík a ďalší prvok, najčastejšie nekov. Medzi najznámejšie patria kyselina sírová H₂SO₄, dusičná HNO₃ a uhličitá H₂CO₃. Atóm kyslíka v nich má oxidačné číslo −II a vodík +I, čo pomáha pri určovaní oxidačného čísla centrálneho prvku.

5. Oxidačné číslo a názvoslovie — Názov kyslíkatej kyseliny tvorí prídavné meno s príponou podľa oxidačného čísla centrálneho prvku (napr. -ičná, -ová, -itá, -istá). V kyseline sírovej H₂SO₄ má síra oxidačné číslo +VI, v kyseline siričitej H₂SO₃ len +IV. Tento systém umožňuje z názvu odvodiť vzorec a naopak.

6. Kyselina sírová H₂SO₄ — Je to silná, hustá a veľmi nebezpečná žieravina, ktorá sa priemyselne vyrába vo veľkom množstve. Používa sa pri výrobe hnojív, farieb, papiera aj v autobatériách. Pri riedení sa VŽDY leje kyselina do vody, nikdy nie naopak, lebo sa uvoľňuje veľké teplo a roztok by mohol vystreknúť.

7. Kyselina chlorovodíková HCl — Vzniká rozpustením plynného chlorovodíka vo vode a je to silná kyselina. V zriedenej forme sa nachádza aj v ľudskom žalúdku, kde pomáha tráviť potravu a ničiť baktérie. Bežne sa predáva pod názvom kyselina soľná a používa sa na čistenie a v priemysle.

8. Indikátory — Indikátory sú látky, ktoré zmenou farby ukážu, či je roztok kyslý, neutrálny alebo zásaditý. V kyseline sčervenie modrý lakmus, oranžovo-červenú farbu dáva metyloranž a univerzálny indikátorový papierik sa sfarbí dočervena. Indikátory sú jednoduchý a rýchly spôsob, ako kyselinu dokázať.

9. pH stupnica — pH vyjadruje mieru kyslosti roztoku na stupnici od 0 do 14. Kyseliny majú pH menšie ako 7, neutrálny roztok (čistá voda) má pH presne 7 a zásady majú pH väčšie ako 7. Čím nižšie pH, tým je kyselina silnejšia a nebezpečnejšia.

10. Neutralizácia — Neutralizácia je reakcia kyseliny so zásadou (hydroxidom), pri ktorej vzniká soľ a voda. Napríklad HCl + NaOH → NaCl + H₂O, teda z kyseliny soľnej a hydroxidu sodného vznikne kuchynská soľ. Touto reakciou sa kyselina aj zásada navzájom „zrušia" a roztok sa stáva neutrálnym.

11. Soli kyselín — Soľ je látka, ktorá vzniká, keď sa vodík v kyseline nahradí atómom kovu. Z kyseliny sírovej vznikajú sírany, z dusičnej dusičnany a z uhličitej uhličitany. Soli sú veľmi rozšírené v prírode (napríklad vápenec je uhličitan vápenatý) aj v bežnom živote.

12. Bezpečná práca s kyselinami — Kyseliny sú často žieraviny, ktoré poškodzujú pokožku, oči aj odev, preto sa s nimi pracuje opatrne. Vždy treba používať ochranné okuliare a rukavice, nikdy neochutnávať ani priamo nečuchať a pri poliatí ihneď opláchnuť postihnuté miesto veľkým množstvom vody. Tieto zásady chránia zdravie a sú základom bezpečnej práce v chemickom laboratóriu.

1. Poučka

Kyseliny sú zlúčeniny, ktoré sa vo vode rozkladajú (disociujú) tak, že odštiepia katión vodíka H⁺. Práve tieto vodíkové katióny dávajú roztoku kyslé vlastnosti. Kyseliny majú pH menšie ako 7 a modrý lakmusový papierik sfarbujú na červeno.

2. Vysvetlenie

Predstav si kyselinu zapísanú vzorcom — vždy sa začína vodíkom H (napr. HCl, H₂SO₄). Keď ju nalejeme do vody, stane sa toto:

1. Molekula kyseliny sa vo vode rozdelí (disociuje) na dve časti.
2. Jedna časť je kladný vodíkový katión H⁺, druhá je záporný anión kyseliny (napr. Cl⁻).
3. Čím viac H⁺ je v roztoku, tým je kyselina silnejšia a tým nižšie je pH.

Kyseliny delíme na dve skupiny: - Bezkyslíkaté — neobsahujú kyslík: HCl (chlorovodíková), H₂S (sulfán). - Kyslíkaté — obsahujú kyslík O: H₂SO₄ (sírová), HNO₃ (dusičná), H₂CO₃ (uhličitá).

Kyslosť meriame stupnicou pH od 0 do 14: pod 7 = kyslé, 7 = neutrálne, nad 7 = zásadité.

3. Príklady a prečo je to dôležité

Príklad 1 — kyselina vo vode: Čo vznikne, keď kyselinu dusičnú HNO₃ rozpustíme vo vode?
Kyselina vo vode odštiepi vodíkový katión H⁺.
Zvyšok molekuly je anión kyseliny NO₃⁻ (dusičnanový anión).
HNO₃ → H⁺ + NO₃⁻ → v roztoku sú katióny H⁺ a anióny NO₃⁻, roztok je kyslý

Príklad 2 — kyslíkatá alebo bezkyslíkatá: Roztrieď kyseliny: HF, H₃PO₄, HBr, H₂SO₃.
Kyslíkaté kyseliny majú vo vzorci kyslík O, bezkyslíkaté nie.
HF a HBr kyslík nemajú, H₃PO₄ a H₂SO₃ áno.
Výsledok → bezkyslíkaté: HF, HBr; kyslíkaté: H₃PO₄, H₂SO₃

Príklad 3 — názov zo vzorca: Pomenuj kyselinu H₂SO₃.
Vodík má +I, kyslík −II, súčet oxidačných čísel v molekule je 0.
2 · (+I) + x + 3 · (−II) = 0, teda 2 + x − 6 = 0, x = +4 (IV)
Síra má IV, prípona -ičitá → kyselina siričitá

Príklad 4 — vzorec z názvu (prax): V perlivej minerálke je kyselina uhličitá. Napíš jej vzorec.
Uhličitá → prípona -ičitá znamená IV, uhlík C má +IV.
Číslo IV je párne, preto má kyselina 2 atómy vodíka.
Počet atómov kyslíka: (2 + 4) : 2 = 3
Kontrola: 2 · (+I) + IV + 3 · (−II) = 2 + 4 − 6 = 0 → H₂CO₃

Príklad 5 — riedenie kyseliny (prax): Prečo sa koncentrovaná kyselina sírová riedi tak, že ju lejeme do vody, a nie naopak?
Pri miešaní kyseliny s vodou sa uvoľní veľa tepla.
Keby sme liali vodu do kyseliny, malé množstvo vody na hladine by sa prudko zohrialo až zovrelo a vystreklo aj s kyselinou.
Keď lejeme kyselinu do veľa vody, teplo sa rozloží → vždy lejeme kyselinu do vody, pomaly a za miešania

Prečo je to dôležité: kyseliny sú všade okolo nás — v tele, v potravinách, v technike aj v prírode (kyslý dážď). Niektoré sú neškodné (citrón), iné silne žieravé a môžu spôsobiť poleptanie. Preto musíš poznať ich vlastnosti aj zásady bezpečnej práce: pracovať v rukaviciach a okuliaroch, nikdy neochutnávať, a pri riedení vždy lejeme kyselinu do vody, nie naopak (inak môže prudko vystreknúť).

Precvič si

1. Je kyselina H₂S kyslíkatá, alebo bezkyslíkatá?
2. Napíš, na aké ióny sa vo vode rozpadá kyselina HBr.
3. Akú farbu bude mať modrý lakmusový papierik v octe?
4. Urči oxidačné číslo síry v H₂SO₄.
5. Napíš vzorec kyseliny dusitej (dusík má III).
6. Kyselina chlorovodíková HCl a kyselina sírová H₂SO₄ majú iné zloženie. Čo majú spoločné, že ich obe voláme kyseliny?