kwasy
Kwasy — to związki chemiczne zbudowane z wodoru i reszty kwasowej, o wzorze ogólnym HnR. W ogólnym rozumieniu kwasy to związki, które zawierają łatwo dysocjujące atomy wodoru. Po rozpuszczeniu w wodzie dysocjują zawsze na kation wodorowy i anion reszty kwasowej.
W zależności od teorii czy definicji, kwasy można uznać także za substancje:
- zdolne zakwaszać dane środowisko (klasyczna definicja kwasu według Arrheniusa),
- będące donorami, a więc dostarczycielami jonów wodorowych (teoria kwasów i zasad Brønsteda-Lowry’ego),
- będące akceptorami par elektronowych (definicja kwasów według Lewisa).
Wzór ogólny kwasów to HnR, gdzie H oznacza wodór i jest elementem stałym, n to liczba atomów wodoru, R oznacza zaś resztę kwasową i jest elementem zmiennym. Substancjami chemicznymi wykazującymi odwrotne właściwości do kwasowych są zasady. W reakcjach kwasów z zasadami powstają sole. Wówczas labilne atomy wodoru w kwasie zostają zastąpione przez inne atomy lub grupy o ładunkach dodatnich.
Cechy charakterystyczne kwasów:
- kwaśny smak;
- substancje o budowie kowalencyjnej;
- rozpuszczają metale
- zobojętniają zasady;
- tworzą sole,
- papierek lakmusowy barwią na czerwono;
- w roztworze wodnym ulegają dysocjacji, tworząc kationy wodorowe i aniony reszty kwasowej;
- wodne roztwory kwasów przewodzą prąd elektryczny.
Kwasy tlenowe i beztlenowe
Kwasy możemy podzielić ze względu na obecność atomów tlenu w cząsteczce. W ten sposób wyróżniamy kwasy tlenowe i beztlenowe.
Kwasy tlenowe – zawierają w swojej cząsteczce atom tlenu (co najmniej 1, najwięcej 6). Reszta kwasowa kwasu tlenowego zawiera ponadto atom pierwiastka kwasotwórczego, którym jest zwykle niemetal, np. siarka lub fosforwartościowości – np. kwas siarkowy (IV). Najważniejsze kwasy tlenowe to kwas siarkowy, chlorowy, fosforowy, azotowy, węglowy. Otrzymujemy je poprzez rozpuszczenie wybranego tlenku kwasowego w wodzie. Moc kwasów tlenowych rośnie razem ze wzrostem elektroujemności pierwiastka centralnego. Do mocnych kwasów tlenowych zaliczamy m.in. kwas azotowy i siarkowy.
Kwasy beztlenowe – są to roztwory wodne wodorków niemetali znajdujących się w szesnastej i siedemnastej grupie układu okresowego. Ich cząsteczki nie posiadają atomów tlenu. Najczęściej występujące kwasy beztlenowe to kwas siarkowodorowy (H2S), chlorowodorowy (HCl) i cyjanowodorowy (HCN – zwany kwasem pruskim, zalicza się do nieco bardziej złożonych związków tego typu). Kwasy te są zazwyczaj bardzo mocne. Można je otrzymać przeprowadzając reakcję gazowego wodoru z wybranym niemetalem, a następnie poprzez rozpuszczenie powstałego wodorku w wodzie.
Kwasy tlenowe oraz beztlenowe to kwasy nieorganiczne. W zależności od stopnia dysocjacji dzielą się na mocne, średnie i słabe. Moc kwasu zależy od stężenie kationów wodorowych w roztworze kwasu. Występują powszechnie w naturze, np. w ludzkim organizmie (obecność kwasu solnego w żołądku) czy w pożywieniu (kwas pruski w pestkowcach).
Kwasy organiczne
Poza kwasami nieorganicznymi, wyróżniamy również kwasy organiczne, czyli organiczne związki chemiczne, wykazujące właściwości typowo kwasowe. Najpowszechniej występujące kwasy organiczne to kwasy karboksylowe, zawierające grupę karboksylową. Zawarty w niej atom wodoru może się łatwo odszczepiać w formie jonu wodorowego. Kwasy karboksylowe zawierające mniej niż 10 atomów węgla (substancje organiczne różnią się od nieorganicznych tym, że zbudowane są z atomów węgla, których związki nieorganiczne z kolei nie posiadają) w temperaturze pokojowej są cieczami, natomiast wyposażone w więcej niż 10 atomów węgla to ciała stałe. Przykłady: kwas mrówkowy, kwas mlekowy, kwas octowy.
Kwasy karboksylowe otrzymuje się zwykle poprzez utlenianie alkoholi lub aldehydów. Z kolei reakcje kwasów karboksylowych z alkoholami dają estry.
Kwasy karboksylowe ulegają takim samym reakcjom jak kwasy organiczne. W reakcjach z zasadami również tworzą sole.
Poza kwasami karboksylowi wyróżniamy także kwasy organiczne niezawierające grupy karboksylowej, np. kwas moczowy.
Kwasy tłuszczowe
Kwasy monokarboksylowe o prostym łańcuchu, zawierające 4-28 atomów węgla, to tzw. kwasy tłuszczowe o wzorze ogólnym R-COOH. Kwasy te mogą występować w postaci wolnej (są to tzw. wolne kwasy tłuszczowe) lub w postaci naturalnej tworzyć tłuszcze. Łańcuch węglowodorowy kwasów tłuszczowych jest zwykle prosty i zawiera kilka wiązań podwójnych. Kwasy tłuszczowe z tłuszczów otrzymuje się poprzez hydrolizę. Pełnią one istotną funkcję biologiczną, stanowiąc materiał energetyczny i zapasowy.
Energia z kwasów tłuszczowych uwalniana jest poprzez utlenianie. Kwasy tłuszczowe dzielą się na nasycone oraz nienasycone. Połączenie trzech cząsteczek kwasów tłuszczowych w połączeniu z cząsteczką gliceryny tworzy triglicerydy. Przykłady: kwas oleinowy, palmitynowy, erukowy, linolowy.
stronka może być