Nauka za djecu: kiseline (tekst i video)

Pogledajte video u HD 720p:

Iz svakodnevnog života znamo da postoje tvari koje imaju kiseo okus i koje zovemo kiseline. Vinsko sirće koje se koristi kao začin za salatu je razblažena sirćetna kiselina. Solna kiselina je jaka, korozivna i opasna kiselina koja služi za čišćenje kamenca u domaćinstvu. Postoji i limunska kiselina, koja daje kiseo okus limunu i drugom voću, a prodaje se u kesicama pod nazivom limuntos i služi sa pravljenje zimnice. Jogurt je kiseo zahvaljujući tome što sadrži mliječnu kiselinu. Mravi u svom organizmu stvaraju mravlju kiselinu, koja je prisutna i u koprivi. Upravo je mravlja kiselina ono što izaziva osjećaj žarenje ako dodirnemo koprivu ili nas ugrize mrav.

Zapravo, većina kiselina su opasne i razjedaju tkiva. Što je kiselina koncentrovanija, to je i opasnija i sa kiselinima moramo rukovati pažljivo. Međutim, šta hemija kaže o kiselinama?

Kiseline su jedinjenja koja nastaju u reakciji oksida nemetala sa vodom. Zapravo, oksidi nemetala se još zovu i kiseli oksidi. Postoji još jedan naziv za ove okside – anhidridi kiselina. Naime,, riječ „hidrid“ bi značila da je to jedinjenje koje sadrži vodu. Hidro- na grčkom znači nešto što se odnosi na vodu i odatle nam riječ hidrocentrala. „An“ znači „bez“ . Dakle, anhidridi su spojevi iz koji smo oduzeli vodu. Ako oksidi nemetala sa vodom daju kiseline, onda ako kažemo da su oksidi nemetala anhidridi kiselina, rekli smo isto, samo na drugačiji način.

Jedan od oksida sumpora, sumpor trioksid, koji sadrži tri atoma oksigena u molekuli, sa vodom daje sumpornu kiselinu, H₂SO₄. Ovu kiselinu zovemo i sulfatna kiselina.

Neke od najpoznatijih kiselina su hloridna, HCl, koja se zove još i hlorovodonična ili klorovodična kiselina, 

-azotna tj. nitratna kiselina HNO₃

-sulfatna, H₂SO₄

-sulfitna, H₂SO₃

-ugljična kiselina ili karbonatna kiselina, H₂CO₃

-fosforna, H₃PO₄

-nitritna, HNO₂

-sulfidna kiselina, H2S, poznata još i kao vodonik sulfid ili sumporovodik

Ove kiseline nazivamo i mineralne kiseline  jer se dobijaju iz minerala. Hloridna kiselina se dobija najčešče iz natrijum-hlorida, pa se zato zove i solna kiselina. Međutim, neke kiseline su specifična jedinjenja ugljika, koja zovemo organska jedinjenja i te kiseline, poput limunske, mravlje i jabučne kiseline zovemo organske kiseline.

Primijetimo da sve navedene kiseline imaju nešto zajedničko: imaju dio koji sadrži hidrogen i dio koji sadrži nemetal, recimo, Cl, NO3, SO3, SO2, CO3, PO4 NO2, S.

Taj drugi dio u molekuli kiseline nazivamo kiselinski ostatak.

Dakle, kiseline su jedinjenja koja se sastoje od hidrogena i kiselinskog ostatka. Kiseline se otapaju u vodi i zato možemo imati blaže ili koncentrovanije kiseline. Zapravo, već spomenuta hloridna tj. solna kiselina je otopina hidrogen hlorida u vodi. Međutim, miješanje vode i kiseline je burna reakcija te stoga nikad  ne smijemo stavljati vodu u kiselinu, jer nam može prsnuti na kožu ili u oko. Voda u kiselinu je VUK.

Međutim, zašto kiseline imaju kiseo okus?

Kada rastvorimo kiseline u vodi, one se razlažu na jone hidrogena (vodika) i kiselinski ostatak. Kažemo da kiseline u vodi disociraju na jone vodika i kiselinski ostatak, a to je, u biti jonizacija jer nastaju pozitivni joni vodika – kationi i negativni joni kiselinskog ostatka. Sam vodik, hidrogen, u vodi ne ostaje kao takav, nego se jedini sa molekulom vode gradeći hidronijum-jone. Hidronijum-joni su pozitivno naelektrisani, dakle i oni su kationi. Hidronijum-joni mogu postojati samo u otopini. Upravo hidrogen (vodonik) stvara kiseo okus.

Cijeli kiselinski ostatak se ponaša kao jedna cjelina, bez obzira koliko on različitih atoma sadrži. Dakle, PO₄ je jedna cjelina, SO₄ također jedna cjelina. Svaki kiselinski ostatak ima svoju valenciju, koju određujemo pomoću vodika. Kako je vodik uvijek pozitivno jednovalentan, onda broj atoma vodika govori i valenciju kiselinskog ostatka. Recimo, formula sumporne kiseline je H₂SO₄, vodik je pozitivno jednovalentan, ali postoje dva vodika. To znači da je kiselinski ostatak, SO₄ negativno dvovalentan.

Kiselinski ostatak u hloridnoj kiselini je negativno jednovalentan, kao i u azotnoj kiselini, dok je kiselinski ostatak PO4 u fosfornoj kiselini negativno trovalentan jer je formula fosforne kiseline H₃PO₄.

Veoma je važno zapamtiti formule bar osnovnih kiselina, kako bismo znali vrijednosti valencija kiselinskih ostataka.

Osobina kiselina je da plavi lakmus papir boje u crveno. Plavi lakmus papir je vrsta indikatora i predstavlja papir natopljen jednom tvari koja u prisustvu kiselina mijenja boju.