Zuren zijn chemische verbindingen die waterstofatomen bevatten die kunnen worden vervangen door metaaldeeltjes en een zuurresidu. Ze kunnen ook worden gedefinieerd als stoffen die kunnen reageren met een chemische base om zout en water te vormen.
Er zijn twee hoofdtypen van deze verbindingen: sterk en zwak. Ze kunnen ook worden geclassificeerd als minerale en organische zuren, afhankelijk van hun chemische samenstelling. Het belangrijkste verschil tussen de twee is dat de eerste anorganische verbindingen zijn die bestaan uit verschillende combinaties van chemische elementen, terwijl de laatste een combinatie zijn van koolstof- en waterstofatomen.
Definitie
Mineraalzuur is een stof die wordt gesynthetiseerd uit een of meer anorganische verbindingen. Het geeft waterstofionen vrij in oplossing, waaruit op zijn beurt waterstof kan worden verdrongen door het metaal om een zout te vormen. Verschillende zuren hebben verschillende formules. Bijvoorbeeld, zwavelzuur is H2SO4, salpeterzuur is HNO3.
Zouten van minerale zuren worden gevonden in levende organismen, opgelost in water (in de vorm van ionen) of bevinden zich invaste toestand (bijvoorbeeld calcium- en fosforzouten in de samenstelling van het menselijk skelet en de meeste gewervelde dieren).
Een gemeenschappelijk kenmerk van alle zuren is dat ze altijd ten minste één waterstofatoom in hun molecuul hebben. Ze nemen allemaal deel aan de neutralisatiereactie, reageren met basen en vormen zouten en water. Andere eigenschappen van zuren zijn zure smaak en het vermogen om verkleuring van sommige kleurstoffen te veroorzaken. Een typisch voorbeeld hiervan is de kleurverandering van lakmoespapier van blauw naar rood.
Minerale zuren zijn zeer goed oplosbaar in water. Ze zijn absoluut niet mengbaar met organische oplosmiddelen. De meeste zijn erg agressief.
Lijst van anorganische zuren
Mineralen omvatten de volgende stoffen:
- Zuurzuur - HCl.
- Salpeterzuur - HNO3.
- Fosforzuur - H3PO4.
- Zwavelzuur - H2SO4.
- Boorzuur - H3BO3.
- Hydrofluoric acid - HF.
- Broomzuur - HBr.
- Perchloorzuur - HClO4.
- Hydrojoodzuur - HI.
De zogenaamde referentiezuren - zoutzuur, zwavelzuur en salpeterzuur - worden het meest gebruikt. Laten we hierna eens nader kijken.
Hydrochloorzuur
Een geconcentreerde stof is een waterige oplossing die ongeveer 38% waterstofchloride (HCl) bevat. Het heeft een penetrante geur en veroorzaakt brandwonden aan de luchtwegen en de ogen. Zoutzuur is niet geclassificeerd als een oxidatie- of reductiemiddel. Als je het echter vermengt met bijv.natriumhypochloriet (bleekmiddel) of kaliumpermanganaat, er komt giftig chloorgas vrij.
Als niet-oxiderend zuur lost HCl de meeste onedele metalen op, waarbij ontvlambaar waterstofgas vrijkomt.
Salpeterzuur (HNO3)
Salpeterzuur is verkrijgbaar als een geconcentreerde oplossing (68-70%, 16 M) en in watervrije vorm (100%). Het is een sterk oxidatiemiddel. Eigenschappen blijven behouden, zelfs als het voldoende is verdund en op kamertemperatuur is. Deze stof oxideert de meeste organische verbindingen en verandert in lachgas. Het kan explosieve mengsels vormen met bijna elke organische verbinding.
Geconcentreerd salpeterzuur reageert heftig met organisch materiaal, wat resulteert in ontgassing en mogelijke drukopbouw, gevolgd door breuk van het vat als het vat niet goed wordt geventileerd. Oxidatiereacties met sommige organische oplosmiddelen kunnen explosieve nitraten vormen.
Salpeterzuur reageert met de meeste metalen, waarbij gasvormige waterstof of stikstofoxiden vrijkomen, afhankelijk van de concentratie en het type reagens. Het lost goud en platina niet op.
Het mengen van salpeterzuur en zoutzuur zal bruine dampen produceren die bestaan uit giftige stikstofoxiden.
Stof veroorzaakt gele vlekken op de huid.
Zwavelzuur (H2SO4)
Geconcentreerde stofvaak geleverd in 98% oplossing (18M). Het is een sterk oxidatiemiddel, hygroscopisch en sterk dehydraterend middel.
De verdunde stof reageert met metalen zoals andere minerale zuren, waarbij waterstofgas vrijkomt. De geconcentreerde verbinding kan ook enkele edele metalen zoals koper, zilver en kwik oplossen, waarbij zwaveldioxide (SO2) vrijkomt. Lood en wolfraam reageren niet met zwavelzuur.
Vanwege zijn sterk oxiderende en dehydraterende vermogen, reageert het heftig met veel organische chemicaliën, wat resulteert in gasontwikkeling.
Fosforzuur (H3PO4)
Pure orthofosforverbinding is een in water oplosbare kristallijne vaste stof. Het zuur, meestal verkocht als een 85% waterige oplossing, is stroperig, niet-vluchtig en geurloos. Het is minder reactief dan de andere hierboven besproken minerale zuren.
Oplossend in water, maakt de stof de vloeistof viskeus en stroperig.
Gebruik van minerale zuren
Anorganische zuren variëren van sterke zuren (zwavelzuur) tot zeer zwakke zuren (boorzuur). Ze zijn meestal oplosbaar in water en niet mengbaar met organische oplosmiddelen.
Minerale zuren worden in veel sectoren van de chemische industrie gebruikt als grondstof voor de synthese van andere chemicaliën, zowel organische als anorganische. Een groot aantal daarvan, vooral zwavel-, stikstof- en zoutzuur,geproduceerd voor commercieel gebruik in grote fabrieken.
Ze worden ook veel gebruikt vanwege hun corrosieve eigenschappen. Een verdunde zoutzuuroplossing wordt bijvoorbeeld gebruikt om afzettingen in ketels te verwijderen. Dit proces staat bekend als ontkalken.
In het dagelijks leven kan zwavelzuur worden gebruikt voor autoaccu's en oppervlaktereiniging. Nog maar een paar decennia geleden kochten mensen regelmatig flessen van deze stof om hun autoaccu op te laden.
Salpeterzuur (HNO3) wordt gebruikt in de stomerij. Fosforzuur (H3PO4) wordt gebruikt bij de vervaardiging van lucifers.
Gelijkenis
Tussen anorganische en organische zuren zijn er kenmerken die ze in één groep combineren. Hun lijst is als volgt:
- Kan protonen (H-ionen) afgeven.
- Reageren met chemische basen.
- Heeft een sterke en zwakke zuurgraad.
- Dye blauw lakmoespapier rood.
- Interactie van zuren en mineralen.
Verschillen
De volgende discrepanties moeten worden benadrukt tussen anorganische en organische zuren:
- Definitie. Minerale zuren zijn stoffen die zijn afgeleid van anorganische verbindingen. Organische zuren zijn organische verbindingen met zure eigenschappen.
- Oorsprong. De meeste minerale zuren zijn niet van biologische oorsprong, zoals mineralebronnen. Bij organische verbindingen is het tegenovergestelde waar.
- Oplosbaarheid. De meeste minerale zuren zijn zeer goed oplosbaar in water. Organische verbindingen mengen niet goed met vloeistof.
- Zuurgraad. De meeste minerale zuren zijn sterk. Biologisch - meestal zwak.
- Chemische samenstelling. Minerale zuren kunnen al dan niet koolstofatomen in hun structuur hebben. Ze zijn altijd aanwezig in organische verbindingen.
Het artikel bevat gegevens over zuren en hun eigenschappen.
