Кислотами называются сложные вещества, молекулы которых состоят из кислотного остатка и связанных с ним атомов водорода, способных замещаться атомами металла с образованием солей, например серная кислота Н2504, азотная — Н1М03, кремниевая — НгЗЮз, соляная — НС1 и т. д. Часть молекулы кислоты без водорода называется кислотным остатком, например ЫОз, $04 — остатки азотной и серной кислот. Кислоты обладают следующими общими свойствами: легко вступают в реакцию со щелочами, образуя при этом воду и новое вещество, называемое солью. Все кислоты окрашивают синюю лакмусовую бумажку в красный цвет, т. е. имеют кислую реакцию.
Кислоты бывают неорганические, или минеральные (соляная, серная, азотная), и органические (щавелевая, уксусная, муравьиная, лимонная, виннокаменная). Органические кислоты значительно слабее минеральных.
Большинство кислот растворяют металл и даже в слабых концентрациях разрушают поверхность его, или, как говорят, вызывают коррозию.
Так как кислоты разъедают металл, то для хранения их применяют тару из стекла или других силикатных материалов.
Кроме того, в некоторых случаях для уменьшения коррозионного действия в кислоту вводят небольшое количество специальных веществ, так называемых ингибиторов, которые устраняют или уменьшают корродирующее действие кислот. Выпускается, например, ингибированная соляная кислота.
Кислоты вызывают раздражение и разрушение тканей кожи. Обжигающее действие кислот зависит от их вида и концентрации раствора. При работе с кислотами должны быть соблюдены меры предосторожности.
Неорганические кислоты
Азотная кислота. Чистая азотная кислота при обычной температуре представляет собой бесцветную жидкость, замерзающую при—41°С с образованием белоснежных кристаллов. Техническая кислота имеет желтоватый оттенок. Азотную кислоту выпускают с различным содержанием основного вещества.
Азотная кислота применяется для чистки изделий. Кроме того, ее используют при никелировании, хромировании металлических деталей, для гравирования.
Серная кислота (купоросное масло). Тяжелая, едкая маслянистая жидкость почти без запаха, бесцветная или с желтоватым оттенком. Крепкая серная кислота поглощает воду, поэтому ее используют для осушения окон, помещая стаканчики с кислотой между рамами.
Разбавленная серная кислота применяется в домашнем хозяйстве для различных целей.
При соприкосновении с органическими веществами (сахар, крахмал, дерево, растительные и животные волокна — хлопок, шерсть и т. д.) крепкая серная кислота отнимает от них воду. Эти вещества разрушаются и обугливаются. Ткани она разрушает, поэтому при попадании на ткань-ее надо быстро нейтрализовать содой.
При ожогах серную кислоту нейтрализуют известью, мелом или содой.
Соляная кислота. Представляет собой раствор хлористого водорода в воде.
Содержание хлористого водорода в соляной кислоте колеблется от 25% до 31%. Очищенная кислота бесцветна, техническая кислота имеет светло-желтый цвет. Кислота легко смешивается с водой. Растворяет металлы (железо, цинк, медь и др.) разрушает ткани, особенно хлопчатобумажные, льняные и искусственный шелк.
Соляная кислота применяется в производстве органических красителей, уксусной кислоты, активированного угля, клея, преципитата, спирта (из древесины), при дублении и крашении кожи, в текстильной промышленности, для пайки, лужения, очистки котлов и аппаратуры, при оцинковке кровельной стали и др.
Для придания кислоте антикоррозийных свойств в нее вводят специальный продукт — ингибитор. Ингибированная кислота для травления цинка непригодна.
Слабую кислоту используют для чистки фаянсовых и эмалированных раковин, ванн, умывальников.
При работе с соляной кислотой необходимо соблюдать осторожность — при попадании на кожу она вызывает ожоги.
Попавшую на руки или одежду кислоту смывают водой и нейтрализуют раствором нашатырного спирта. Разлитую соляную кислоту нейтрализуют известью, мелом, содой, золой. Соляную кислоту хранят в стеклянной посуде.
Фосфорная кислота. Различают термическую фосфорную кислоту (техническую и пищевую) и экстракционную. Техническая кислота прозрачная с желтоватым оттенком, плотность ее не менее 1,53 г/см3. Пищевая кислота бесцветная, плотность ее не менее 1,471 г/см3. Экстракционная кислота (упаренная) — густая жидкость плотностью 1,5—1,6 г/см3.
Пищевую фосфорную кислоту используют при изготовлении газированных вод и для получения солей, необходимых при выпечке печенья и питательных сухарей.
Борная кислота. Представляет собой бесцветные кристаллы или блестящие чешуйки. Содержание основного вещества в продукте не менее 99,5% (I сорт) и 98,5% (И сорт). Получают разложением природных боратов серной кислотой. Применяют в производстве стекла, эмалей, при пайке и сварке металлов, в медицине, а также для подкормки комнатных растений.
Уксусная кислота. Прозрачная, бесцветная жидкость с характерным запахом, бывает разной крепости: 80%-ная, бесцветная называется уксусной эссенцией; 60%ная, техническая (желтоватого цвета), применяется на производстве; 4—7%ная (уксус) используется чаще всего в быту.
Безводная (или ледяная) уксусная кислота представляет собой кристаллы, похожие на лед с температурой плавления 16,6° С.
Уксусная кислота бывает различных видов: биохимическая, лесохимическая и синтетическая. Биохимическая уксусная кислота (винный уксус) получается при брожении спиртовых жидкостей (вино, слабый спирт). Так производят главным образом столовый уксус.
Лесохимическую уксусную кислоту получают из продуктов сухой перегонки дерева экстракцией растворителями.
Синтетическую уксусную кислоту получают путем окисления ацетальдегида, который в свою очередь производится из ацетилена.
Уксусную кислоту применяют в различных отраслях народного хозяйства: в качестве консервирующего средства и вкусового продукта для добавки к пище, в текстильной промышленности при крашении и печатании тканей, для производства солей уксуснокислого натрия, алюминия, свинца (так называемый свинцовый сахар), уксуснокислой меди, в качестве исходного материала для синтеза сложных! уксусных эфиров (этил-ацетат, бутилацетат, амилацетат, бензилацетат и др.), уксусного ангидрида, ацетилцеллюлозы, ацетона, винилацетата, хлоруксусной кислоты, в фармацевтической промышленности и др.
Разбавленная уксусная кислота не действует (даже при нагревании) на волокна растительного и животного происхождения. Она широко применяется для выведения пятен от фруктов, нейтрализации щелочей, умягчения жесткой воды, подкисления воды при окончательной промывке вещей после стирки с целью восстановления и оживления красок, придания шелку блеска. Уксусную кислоту надо хранить в стеклянной посуде.
Лимонная кислота. Представляет собой бесцветные прозрачные кристаллы, без запаха. Хорошо растворяется в воде и спирте. Слабые растворы (1—2%ные) имеют приятный кислый вкус. Применяется в производстве лимонадов, в кондитерском деле, в текстильной промышленности в качестве протравы при ситцепечатании, а также в медицине и в быту (для выведения пятен от ржавчины, красок, чернил, ягод, вина и др.).
Пищевая лимонная кислота должна иметь основного вещества не менее 99% и не должна содержать щавелевой кислоты. В лимонной кислоте, полученной из растительного сырья, допускается примесь яблочной кислоты.
Щавелевая кислота или «сахарная соль». Представляет собой бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде. При нагревании и в крепких растворах вредно действует на волокна растительного происхождения. 5%ные растворы щавелевой кислоты применяют для удаления пятен от ржавчины, красок, чернил и др. Хранят кислоту в стеклянных банках. Обращаться с ней надо осторожно, так как она ядовита.
Муравьиная кислота. Чистая кислота — бесцветная жидкость, дымящая на воздухе, со своеобразным острым запахом. Продается в виде 80%ного раствора. Получают разложением серной кислотой формиата натрия — продукта взаимодействия окиси углерода с едким натром. Применяют в текстильной промышленности при крашении и печатании тканей, в кожевенной промышленности для отмывания извести с кож после удаления волоса, в консервной промышленности, в винокурении и пивоварении для дезинфекции винных и пивных бочек, а также в химической промышленности для получения сложных эфиров.
Муравьиная кислота становится более доступной и дешевой органической кислотой и в ряде химических производств постепенно вытесняет уксусную, а при крашении и печатании тканей — щавелевую, винную и молочную кислоты. В быту применяется для удаления некоторых видов пятен с тканей и др.
Муравьиная кислота ядовита. Попадая на кожу, она вызывает сильное раздражение и ожоги. Обращаться с ней следует осторожно.
Виннокаменная кислота (винная, диоксиянтарная). Представляет собой бесцветные крупные или мелкие кристаллы и порошок с приятным кислым вкусом, легко растворимые в воде и спирте. Получают ее из отходов виноделия. Содержание виннокаменной кислоты в продукте в пересчете на сухое вещество не менее 99%. Применяют в качестве протравы при крашении и ситцепечатании, при приготовлении фруктовых эссенций. В домашних условиях используют для удаления пятен от чернил, ягод, вина и др.
При растворении кислоты в дистиллированной воде должен получаться прозрачный раствор, не содержащий механических примесей, без запаха.