О том, какая кислота самая сильная, спорили не одно поколение химиков. В разные времена это звание получала азотная, серная, соляная кислота. Некоторые считали, что сильнее плавиковой кислоты соединения быть не может. В последнее время получены новые соединения с сильными кислотными свойствами. Может быть, именно среди них имеется самая сильная кислота в мире? В этой статье рассмотрены характеристики наиболее сильных стойких кислот нашего времени и даны их краткие химические характеристики.
Свойства кислот
Все кислоты обладают некоторыми химическими свойствами, которые можно назвать общими для данного класса химических соединений.
- Способность взаимодействовать с металлами, выделяя при этом водород.
- Способность взаимодействовать с основаниями, выделяя при этом соли.
- Способность менять цвет индикаторов – например, вызывать покраснение лакмусовой бумаги.
Во всех вышеназванных свойствах проявляется еще одно «умение» любой известной кислоты – это способность отдавать атом водорода, заменяя его на атом другого химического вещества или молекулу какого-либо соединения. Именно эта способность характеризует «силу» кислоты и степень ее взаимодействия с остальными химическими элементами.
Суперкислота
Слово «суперкислота» введен в химический словарь в 1927 году, с легкой руки знаменитого химика Джеймса Конанта.
Эталоном крепости этого химического соединения является концентрированная серная кислота. Химическое вещество или какая-либо смесь, превышающая показатель кислотности концентрированной серной кислоты, называется суперкислотой. Значение сверхкислоты определяется ее способностью придавать положительный электрический заряд любому основанию. За базовый параметр для определения кислотности принят соответствующий показатель H2SO4 . Среди кислот сильного действия наблюдаются вещества с довольно необычными названиями и свойствами.
Концентрация вещества
Одной из насущных задач химиков является определение количественного состава жидких химических веществ – их концентрацию. Особенно важно в практической химии правильно определить концентрацию той или иной кислоты, находящейся в том или ином растворе.
Как определить концентрацию кислоты, например для того, чтобы понять какое количество чистой серной кислоты находится в неком растворе? Для этого необходимо определенное количество раствора налить в специальный мерный стакан, взвесить полученную массу и на основании полученных данных можно определить концентрацию кислоты по таблице плотности, так как плотность веществ неразрывно связана с их концентрацией.
Известные сильные кислоты
Самые известные кислоты из курса неорганической химии — это йодоводородная (HI), бромоводородная (HBr), соляная (HCl), серная (H2SO4) и азотная (HNO3) кислоты. Все они обладают большим показателем кислотности и способны реагировать с большинством металлов и оснований. В этом ряду самой сильной кислотой является смесь азотной и соляной кислоты, получившая название «царская водка». Формула самой сильной кислоты этого ряда — HNO3+3 HCl. Это соединение способно растворять даже драгоценные металлы – такие, как золото и платину.
Как ни странно, плавиковая кислота, которая представляет собой соединение водорода самым сильным галогеном – фтором, в претенденты на звание «Самая сильная кислота в химии» так и не попала. Единственной особенностью этого вещества является способность растворять стекло. Поэтому хранят такую кислоту в полиэтиленовой таре.
Применение, польза и вред
Кислоты в наше время находят широкое применение в самых разных областях человеческой деятельности, они являются компонентами некоторых лекарств, а также сельскохозяйственных удобрений, их используют для очистки нефтепродуктов, при производстве красителей, моющих веществ, а также взрывчатки.
К слову о взрывчатке, ее ведь не только в военных целях делают, но и мирных, например Альфред Нобель, создатель динамита изначально свое изобретение делал для того, чтобы строителям было легче прокладывать туннели в горах. Ну а потом уже военные нашли этому изобретению свое разрушительное применение. А в основе устройства динамита напомним, лежит взрывчатое вещество нитроглицерин, состоящий из глицерина и азотной кислоты.
Уксусная и лимонная кислоты активно используются в кулинарии, при помощи щавелевой кислоты можно легко выводить пятна и ржавчины, разбавленная соляная кислота в небольшой концентрации полезна при лечении некоторых заболеваний желудочно-кишечного тракта, а борная кислота будет незаменимой, если необходимо избавится от тараканов и домовых муравьев.
Одним словом кислоты могут быть весьма полезными для человека, но с другой стороны не стоит забывать и о той опасности, которую они таят. Некоторые кислоты, например серная и азотная при попадании на кожу человека могут вызвать химические ожоги. Также некоторые особенно сильные кислоты, использующиеся в производстве (особенно металлургии), например плавиковая кислота, способная растворять даже стекло, опасна для человека даже своими ядовитыми парами. Поэтому при работе с такими кислотами очень важно соблюдать необходимую технику безопасности.
Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка
При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту [email protected] или в Фейсбук, с уважением автор.
Страница про автора
Сильные органические кислоты
Претенденты на титул «Самая сильная кислота в органической химии» — муравьиная и уксусная кислоты. Муравьиная кислота является самой сильной в гомологическом ряду предельных кислот. Свое название она получила из-за того, что некоторая часть ее содержится в выделениях муравьев.
Уксусная кислота чуть слабее муравьиной, но спектр ее распространения гораздо шире. Она часто встречается в соках растений и образуется при окислении различной органики.
Последние разработки в области химии позволили синтезировать новое вещество, способное конкурировать с традиционными органическими веществами. Трифторметансульфокислота имеет показатель кислотности выше, чем у серной. При этом CF3SO3H является стабильной гигроскопичной жидкостью с установленными физико-химическими свойствами при нормальных условиях. На сегодня титул «Самая сильная органическая кислота» может быть присвоен этому соединению.
Многие могут подумать, что степень кислотности не может быть значительно выше показателя серной кислоты. Но в последнее время ученые синтезировали ряд веществ, у которых параметры кислотности в несколько тысяч раз превышают значения серной кислоты. Аномально высокими значениями кислотности обладают соединения, получаемые при взаимодействии протонных кислот с кислотами Льюиса. В научном мире они называются: комплексные протонные кислоты.
Магическая кислота
Да. Все правильно. Магическая кислота. Так и называется. Магическая кислота является смесью фтороводорода или фтор сульфороновой кислоты с пентафлоридом сурьмы. Химическая формула этого соединения представлена на рисунке:
Такое странное название магическая кислота получила на рождественской вечеринке химиков, которая произошла в начале 1960 годов. Один из сотрудников исследовательской группы Дж. Олаха показал забавный фокус, растворив восковую свечу в этой удивительной жидкости. Эта одна из самых сильных кислот нового поколения, но вещество, которое превзойдет ее по силе и кислотности, уже синтезировано.
Самая сильная кислота в мире
Carborane acid – карборановая кислота, которая является на сегодняшний день самой сильным соединением в мире. Формула самой сильной кислоты выглядит таким образом: H(CHB11Cl11).
Этот монстр был создан в 2005 году в Калифорнийском университете при тесном сотрудничестве с Новосибирским институтом катализа СО РАН.
Сама идея синтеза возникла в головах ученых вместе с мечтой о новых, невиданных доселе молекулах и атомах. Новая кислота в миллион раз сильнее серной, при этом она совершенно не агрессивна, и самая сильная кислота легко может храниться в стеклянной бутылке. Правда, со временем стекло все-таки растворяется, а при повышении температуры скорость такой реакции значительно увеличивается.
Такая удивительная мягкость обусловлена высокой стабильностью нового соединения. Как и все химические вещества, относящиеся к кислотам, карборановая кислота легко вступает в реакцию, отдавая свой единственный протон. При этом основание кислоты является настолько стабильным, что химическая реакция дальше не идет.
Химические свойства карборановой кислоты
Новая кислота – отличный донор протона Н+. Именно это и определяет силу этого вещества. Раствор карборановой кислоты содержит больше ионов водорода, чем любая другая кислота в мире. В химической реакции SbF5 — пентафторид сурьмы, связывает илон фтора. При этом высвобождаются новые и новые атомы водорода. Поэтому карборановая кислота и является сильнейшей в мире – взвесь протонов в ее растворе больше аналогичного показателя серной кислоты в 2×1019 раз.
Однако кислотное основание этого соединения потрясающе стабильно. Молекула этого вещества состоит из одиннадцати атомов брома и такого же количества атомов хлора. В пространстве эти частицы образуют сложную, геометрически правильную фигуру, которую называют икосаэдром. Такое расположение атомов является наиболее устойчивым, и это объясняет стабильность карборановой кислоты.
Водородный показатель
При проведении диссоциирующих реакций важно правильно определить уровень кислотности воды. Для его количественного выражения применяется величина pH, называющаяся силой, весом или потенциалом водорода. Она позволяет измерить активность ионов водорода. Если уровень pH превышает 7, то у вещества присутствуют кислотные свойства, если же этот показатель меньше 7, то свойства являются основными.
Способы определения
Результаты химических реакций, в которых участвует любое вещество, напрямую зависят от уровня его кислотности. А потому химики всегда измеряют этот показатель.
Значение карборановой кислоты
Самая сильная кислота в мире принесла своим создателям заслуженные награды и признание в научном мире. Хотя все свойства нового вещества до конца не изучены, уже становится ясным, что значение этого открытия выходит за рамки лабораторий и научно-исследовательских институтов. Карборановую кислоту можно использовать в качестве мощного катализатора при различных промышленных реакциях. Кроме этого, новая кислота может взаимодействовать с наиболее упрямыми химическими веществами – инертными газами. В настоящее время ведутся работы, допускающие возможность вступления в реакцию ксенона.
Несомненно, удивительные свойства новых кислот найдут свое применение в самых различных областях науки и техники.
Лечение при отравлении ядом
До приезда врачей пострадавшему допустимо оказать первую помощь. При отравлении не обойтись без квалифицированной помощи, но некоторые действия способны облегчить состояние пациента.
Рекомендуем: Что такое консервант е220 в сухофруктах?
Что делать:
- Если причиной отравления стал газ, то пациента выводят либо выносят на свежий воздух;
- Человека кладут на горизонтальную поверхность, обеспечивают ему полный покой;
- Запрещено промывать желудок, это способно привести к повторному ожогу пищевода;
- На область живота кладут лед, подобное действие поможет остановить внутреннее кровотечение;
- Нельзя давать человеку таблетки и питье, чтобы не спровоцировать негативные последствия.
