Что такое двухосновная кислота?
В кислотно-щелочной химии двухосновная кислота представляет собой кислоту, которая может давать два положительно заряженных иона водорода или протона при реакции с основанием. Более современный термин для этого типа кислоты - дипротоновая кислота. Кислота и основание обычно реагируют с образованием соли и воды. Вода образуется в результате положительно заряженного иона водорода из кислоты, реагирующей с отрицательно заряженным гидроксид-ионом из основания: H + + OH - → H 2 O. В молекуле двухосновной кислоты есть два атома водорода, доступных для реакции, и поэтому два типы солей могут быть сформированы, один из которых будет кислотной солью, содержащей атом водорода.
Кислота, которая может обеспечить только один протон, известна как одноосновная или одноосновная кислота. Примерами являются соляная кислота (HCl) и азотная кислота (HNO 3 ). Также существуют полипротонные кислоты, которые могут обеспечить более двух протонов - например, фосфорная кислота H 3 PO 4 , которая является трипротонной. Не существует связи между числом атомов водорода в молекуле кислоты и силой кислоты - это зависит от степени, в которой водород в молекуле расщепляется в растворе на ионы водорода. Кислота с одним атомом водорода, которая легко отщепляется, будет сильнее, чем кислота с двумя атомами водорода, которые этого не делают; например, соляная кислота (HCl) - одноосновная кислота - является гораздо более сильной кислотой, чем двухосновная углекислота (H 2 CO 3 ).
Термины одноосновный и двухосновный в настоящее время редко применяются к кислотам, но в более старых учебниках по химии их можно использовать. Кислоты в настоящее время обычно описываются как монопротонные, дипротические, трипротонные и так далее. Термин двухосновный может все еще рассматриваться в контексте оснований, например, гидроксид кальция (Ca (OH) 2 ) может быть описан как двухосновный, так как он имеет две гидроксидные группы, которые могут соединяться с ионом H + из кислоты с образованием воды.
Серная кислота, одна из самых известных и широко используемых кислот, является хорошим примером двухосновной кислоты. Он может образовывать соли двух типов, известные как сульфаты и гидросульфаты, иногда называемые бисульфатами. Углекислота является еще одной распространенной двухосновной кислотой, которая также может образовывать карбонаты и гидрокарбонаты. Последние часто называют бикарбонатами; бикарбонат натрия, или пищевая сода, является самым известным из них. Эти кислые соли могут быть кислыми, как в гидросульфате натрия, или основными, как в гидрокарбонате натрия; этот термин просто указывает на то, что соль содержит атом водорода, полученный из кислоты.
Не все атомы водорода в молекуле кислоты обязательно доступны для образования ионов H + и реакции с основаниями. Таким образом, невозможно подсчитать, является ли кислота монопротонной, дипротичной или полипротонной, просто подсчитав атомы водорода в молекуле. Это особенно верно для органических кислот, которые могут иметь относительно сложные структуры с участием водорода в других ролях. Примером является винная кислота (C 4 H 6 O 6 ). В молекуле есть шесть атомов водорода, но она настолько структурирована, что только два из них могут расщепиться на ионы водорода в растворе; следовательно, это двухосновная кислота.