Hapot ovat kemiallisia yhdisteitä, jotka sisältävät vetyatomeja, jotka voidaan korvata metallihiukkasilla ja happojäännöksellä. Ne voidaan myös määritellä aineiksi, jotka voivat reagoida kemiallisen emäksen kanssa muodostaen suolaa ja vettä.
Näitä yhteyksiä on kahta päätyyppiä: vahva ja heikko. Ne voidaan myös luokitella mineraali- ja orgaanisiksi hapoiksi kemiallisen koostumuksensa mukaan. Suurin ero näiden kahden välillä on, että ensimmäiset ovat epäorgaanisia yhdisteitä, jotka koostuvat erilaisista kemiallisten alkuaineiden yhdistelmistä, kun taas jälkimmäiset ovat hiili- ja vetyatomien yhdistelmä.
Määritelmä
Mineraalihappo on aine, joka on syntetisoitu yhdestä tai useammasta epäorgaanisesta yhdisteestä. Se vapauttaa liuoksessa vetyioneja, joista metalli voi puolestaan syrjäyttää vetyä suolan muodostamiseksi. Eri hapoilla on erilaiset kaavat. Esimerkiksi rikkihappo on H2SO4, typpihappo on HNO3.
Mineraalihappojen suoloja löytyy elävistä organismeista, liuenneena veteen (ionien muodossa) taikiinteässä olomuodossa (esimerkiksi kalsium- ja fosforisuolat ihmisen luuston ja useimpien selkärankaisten koostumuksessa).
Yksi yhteinen ominaisuus kaikille hapoille on, että niiden molekyylissä on aina vähintään yksi vetyatomi. Ne kaikki osallistuvat neutralointireaktioon, reagoivat emästen kanssa ja muodostavat suoloja ja vettä. Muita happojen ominaisuuksia ovat hapan maku ja kyky aiheuttaa joidenkin väriaineiden värimuutoksia. Tyypillinen esimerkki tästä on lakmuspaperin värinmuutos sinisestä punaiseksi.
Mineraalihapot liukenevat hyvin veteen. Ne ovat täysin sekoittumattomia orgaanisten liuottimien kanssa. Useimmat heistä ovat erittäin aggressiivisia.
Luettelo epäorgaanisista hapoista
Mineraalit sisältävät seuraavat aineet:
- Muriaattihappo - HCl.
- Typpihappo - HNO3.
- Fosforihappo - H3PO4.
- Rikkihappo - H2SO4.
- Boorihappo - H3BO3.
- Fluorivetyhappo - HF.
- Bromivetyhappo - HBr.
- Perkloorihappo - HClO4.
- Jodivetyhappo - HI.
Nin sanotut vertailuhapot - kloorivety-, rikki- ja typpihappo - ovat yleisimmin käytettyjä. Katsotaanpa seuraavaksi tarkemmin.
Kloorivetyhappo
Konsentroitu aine on vesiliuos, joka sisältää noin 38 % kloorivetyä (HCl). Sillä on pistävä haju ja se aiheuttaa palovammoja hengityselimiin ja silmiin. Kloorivetyhappoa ei ole luokiteltu hapettavaksi tai pelkistäväksi aineeksi. Sekoitettuna kuitenkin esim.natriumhypokloriittia (valkaisuainetta) tai kaliumpermanganaattia, se vapauttaa myrkyllistä kloorikaasua.
Hapemattomana happona HCl liuottaa useimmat perusmetallit ja vapauttaa syttyvää vetykaasua.
Typpihappo (HNO3)
Typpihappoa on saatavana väkevänä liuoksena (68-70 %, 16 M) ja vedettömänä muodossa (100 %). Se on voimakas hapetin. Ominaisuudet säilyvät, vaikka se olisi riittävästi laimennettu ja olisi huoneenlämmössä. Tämä aine hapettaa useimmat orgaaniset yhdisteet muuttuen dityppioksidiksi. Se voi muodostaa räjähtäviä seoksia melkein minkä tahansa orgaanisen yhdisteen kanssa.
Typpihappo reagoi kiivaasti orgaanisen materiaalin kanssa, mikä johtaa kaasun vapautumiseen ja mahdolliseen paineen muodostumiseen, minkä jälkeen astia repeytyy, jos astiaa ei tuuleteta kunnolla. Hapetusreaktiot joidenkin orgaanisten liuottimien kanssa voivat muodostaa räjähtäviä nitraatteja.
Typpihappo reagoi useimpien metallien kanssa vapauttaen joko kaasumaista vetyä tai typen oksideja pitoisuudesta ja reagenssin tyypistä riippuen. Se ei liukene kultaa ja platinaa.
Typpihapon ja suolahapon sekoittaminen tuottaa ruskeita höyryjä, jotka koostuvat myrkyllisistä typen oksideista.
Aine aiheuttaa keltaisia täpliä iholle.
Rikkihappo (H2SO4)
Tiivistetty ainetoimitetaan usein 98 % liuoksena (18M). Se on vahva hapetin, hygroskooppinen ja voimakas kuivausaine.
Laimennettu aine reagoi metallien kanssa kuten muutkin mineraalihapot vapauttaen vetykaasua. Konsentroitu yhdiste voi myös liuottaa joitain jalometalleja, kuten kuparia, hopeaa ja elohopeaa, vapauttaen rikkidioksidia (SO2). Lyijy ja volframi eivät reagoi rikkihapon kanssa.
Voimakkaan hapetus- ja vedenpoistokykynsä ansiosta se reagoi kiivaasti monien orgaanisten kemikaalien kanssa, mikä johtaa kaasun kehittymiseen.
Fosforihappo (H3PO4)
Puhdas ortofosforiyhdiste on vesiliukoinen kiteinen kiinteä aine. Happo, jota myydään yleisimmin 85-prosenttisena vesiliuoksena, on viskoosia, haihtumatonta ja hajutonta. Se on vähemmän reaktiivinen kuin muut edellä käsitellyt mineraalihapot.
Veteen liukeneessaan aine tekee nesteestä viskoosia ja viskoosia.
Mineraalihappojen käyttö
Epäorgaaniset hapot vaihtelevat vahvoista hapoista (rikki) erittäin heikkoihin happoihin (boorihappo). Ne ovat yleensä vesiliukoisia ja sekoittumattomia orgaanisten liuottimien kanssa.
Mineraalihappoja käytetään monilla kemianteollisuuden aloilla raaka-aineina muiden, sekä orgaanisten että epäorgaanisten, kemikaalien synteesiin. Suuri määrä niistä, erityisesti rikki-, typpi- ja kloorivetyhappo,valmistettu kaupalliseen käyttöön suurissa tehtaissa.
Ne ovat myös laaj alti käytössä niiden syövyttävien ominaisuuksien vuoksi. Esimerkiksi laimeaa suolahappoliuosta käytetään kattiloiden sisältämien kerrostumien poistamiseen. Tätä prosessia kutsutaan kalkinpoistoksi.
Arjessa rikkihappoa voidaan käyttää auton akkuihin ja pintojen puhdistukseen. Vain muutama vuosikymmen sitten ihmiset ostivat säännöllisesti pulloja tätä ainetta ladatakseen autonsa akkuja.
Typpihappoa (HNO3) käytetään kuivapesussa. Fosforihappoa (H3PO4) käytetään tulitikkujen valmistuksessa.
Samank altaisuus
Epäorgaanisten ja orgaanisten happojen välillä on ominaisuuksia, jotka yhdistävät ne yhdeksi ryhmäksi. Heidän luettelonsa on seuraava:
- Voi vapauttaa protoneja (H-ioneja).
- Reagoi kemiallisten emästen kanssa.
- On vahva ja heikko happamuus.
- Väritä sininen lakmuspaperi punaiseksi.
- Happojen ja mineraalien vuorovaikutus.
Erot
Seuraavia eroja epäorgaanisten ja orgaanisten happojen välillä tulee korostaa:
- Määritelmä. Mineraalihapot ovat aineita, jotka on johdettu epäorgaanisista yhdisteistä. Orgaaniset hapot ovat orgaanisia yhdisteitä, joilla on happamia ominaisuuksia.
- Alkuperä. Useimmat mineraalihapot eivät ole biologista alkuperää, kuten mineraalilähteet. Orgaanisten yhdisteiden kohdalla tilanne on päinvastainen.
- Liukoisuus. Useimmat mineraalihapot liukenevat hyvin veteen. Orgaaniset yhdisteet eivät sekoitu hyvin nesteeseen.
- Happamuus. Useimmat mineraalihapot ovat vahvoja. Luomu - yleensä heikko.
- Kemiallinen koostumus. Mineraalihappojen rakenteessa voi olla hiiliatomeja tai ei. Niitä on aina orgaanisissa yhdisteissä.
Artikkelissa on tietoja hapoista ja niiden ominaisuuksista.
