Happed on keemilised ühendid, mis sisaldavad vesinikuaatomeid, mida saab asendada metalliosakeste ja happejäägiga. Neid võib määratleda ka kui aineid, mis võivad reageerida keemilise alusega, moodustades soola ja vett.
Neid ühendusi on kahte peamist tüüpi: tugev ja nõrk. Sõltuv alt nende keemilisest koostisest võib neid klassifitseerida ka mineraal- ja orgaanilisteks hapeteks. Peamine erinevus nende kahe vahel seisneb selles, et esimesed on anorgaanilised ühendid, mis koosnevad erinevatest keemiliste elementide kombinatsioonidest, samas kui teised on süsiniku- ja vesinikuaatomite kombinatsioonid.
Definitsioon
Mineraalhape on ühest või mitmest anorgaanilisest ühendist sünteesitud aine. See vabastab lahuses vesinikioone, millest omakorda võib metall välja tõrjuda vesiniku, moodustades soola. Erinevatel hapetel on erinevad valemid. Näiteks väävelhape on H2SO4, lämmastikhape on HNO3.
Mineraalhapete soolasid leidub elusorganismides, vees lahustatuna (ioonidena) võitahkes olekus (näiteks k altsiumi- ja fosforisoolad inimese luustiku ja enamiku selgroogsete koostises).
Üks kõigi hapete ühine omadus on see, et nende molekulis on alati vähem alt üks vesinikuaatom. Kõik nad osalevad neutraliseerimisreaktsioonis, reageerides alustega ning moodustades soolasid ja vett. Hapete muud omadused on hapu maitse ja võime põhjustada mõnede värvainete värvimuutust. Selle tüüpiline näide on lakmuspaberi värvimuutus sinisest punaseks.
Mineraalhapped lahustuvad vees hästi. Need on orgaaniliste lahustitega absoluutselt segunematud. Enamik neist on väga agressiivsed.
Anorgaaniliste hapete loend
Mineraalide hulka kuuluvad järgmised ained:
- Muriaathape – HCl.
- Lämmastikhape – HNO3.
- Fosforhape – H3PO4.
- Väävelhape – H2SO4.
- Boorhape – H3BO3.
- vesinikfluoriidhape – HF.
- Süsivesinikhape – HBr.
- Perkloorhape – HClO4.
- Joodivesinikhape – HI.
Kõige sagedamini kasutatakse niinimetatud võrdlushappeid – vesinikkloriid-, väävel- ja lämmastikhapet. Vaatame järgmisena lähem alt.
Soolhape
Kontsentreeritud aine on vesilahus, mis sisaldab umbes 38% vesinikkloriidi (HCl). Sellel on terav lõhn ja see põhjustab hingamisteede ja silmade põletusi. Vesinikkloriidhapet ei klassifitseerita oksüdeerivaks ega redutseerivaks aineks. Kui aga segada nt.naatriumhüpoklorit (pleegitaja) või kaaliumpermanganaat, eraldab mürgist kloorigaasi.
Mitteoksüdeeriva happena lahustab HCl enamikku mitteväärismetalle, vabastades tuleohtliku vesinikgaasi.
Lämmastikhape (HNO3)
Lämmastikhape on saadaval kontsentreeritud lahusena (68–70%, 16 M) ja veevabas vormis (100%). See on tugev oksüdeerija. Omadused säilivad ka siis, kui see on piisav alt lahjendatud ja on toatemperatuuril. See aine oksüdeerib enamiku orgaanilisi ühendeid, muutudes dilämmastikoksiidiks. See võib moodustada plahvatusohtlikke segusid peaaegu kõigi orgaaniliste ühenditega.
Kontsentreeritud lämmastikhape reageerib äged alt orgaanilise materjaliga, mille tulemuseks on gaaside väljutamine ja võimalik rõhu suurenemine, millele järgneb anuma purunemine, kui anum ei ole korralikult õhutatud. Oksüdatsioonireaktsioonid mõnede orgaaniliste lahustitega võivad moodustada plahvatusohtlikke nitraate.
Lämmastikhape reageerib enamiku metallidega, vabastades sõltuv alt reaktiivi kontsentratsioonist ja tüübist kas gaasilise vesiniku või lämmastikoksiidide. See ei lahusta kulda ja plaatinat.
Lämmastikhappe ja vesinikkloriidhappe segamisel tekivad pruunid aurud, mis koosnevad mürgistest lämmastikoksiididest.
Aine põhjustab nahale kollaseid laike.
Väävelhape (H2SO4)
Kontsentreeritud ainesageli tarnitakse 98% lahusena (18M). See on tugev oksüdeerija, hügroskoopne ja tugev alt dehüdreeriv aine.
Lahjendatud aine reageerib metallidega nagu teisedki mineraalhapped, vabastades gaasilise vesiniku. Kontsentreeritud ühend võib lahustada ka mõningaid väärismetalle, nagu vask, hõbe ja elavhõbe, vabastades vääveldioksiidi (SO2). Plii ja volfram ei reageeri väävelhappega.
Tugeva oksüdeerimis- ja veetustamisvõime tõttu reageerib see äged alt paljude orgaaniliste kemikaalidega, mille tulemuseks on gaasi eraldumine.
Fosforhape (H3PO4)
Puhas ortofosforiühend on vees lahustuv kristalne tahke aine. Hape, mida müüakse kõige sagedamini 85% vesilahusena, on viskoosne, mittelenduv ja lõhnatu. See on vähem reaktiivne kui teised ülalpool käsitletud mineraalhapped.
Vees lahustades muudab aine vedeliku viskoosseks ja viskoosseks.
Mineraalhapete kasutamine
Anorgaanilised happed ulatuvad tugevatest hapetest (väävel) kuni väga nõrkade hapeteni (boor). Need kipuvad olema vees lahustuvad ja orgaaniliste lahustitega segunematud.
Mineraalhappeid kasutatakse paljudes keemiatööstuse sektorites toorainena teiste, nii orgaaniliste kui ka anorgaaniliste kemikaalide sünteesimisel. Suur hulk neist, eriti väävel-, lämmastik- ja vesinikkloriidhape,toodetud kommertskasutuseks suurtes tehastes.
Neid kasutatakse laialdaselt ka nende söövitavate omaduste tõttu. Näiteks kasutatakse lahjendatud vesinikkloriidhappe lahust katelde sees olevate sademete eemaldamiseks. Seda protsessi nimetatakse katlakivi eemaldamiseks.
Igapäevaelus saab väävelhapet kasutada autoakude ja pindade puhastamiseks. Veel mõnikümmend aastat tagasi ostsid inimesed seda ainet regulaarselt pudeleid, et oma autoakusid laadida.
Lämmastikhapet (HNO3) kasutatakse keemilises puhastuses. Fosforhapet (H3PO4) kasutatakse tikkude valmistamisel.
Sarnasus
Anorgaaniliste ja orgaaniliste hapete vahel on omadusi, mis ühendavad need üheks rühmaks. Nende nimekiri on järgmine:
- Võib vabastada prootoneid (H-ioone).
- Reageerige keemiliste alustega.
- Tugeva ja nõrga happesusega.
- Värvige sinine lakmuspaber punaseks.
- Hapete ja mineraalide koostoime.
Erinevused
Anorgaaniliste ja orgaaniliste hapete vahel tuleks esile tõsta järgmisi lahknevusi:
- Definitsioon. Mineraalhapped on anorgaanilistest ühenditest saadud ained. Orgaanilised happed on orgaanilised ühendid, millel on happelised omadused.
- Päritolu. Enamik mineraalhappeid ei ole bioloogilist päritolu, näiteks mineraalsedallikatest. Orgaaniliste ühendite puhul on olukord vastupidine.
- Lahustuvus. Enamik mineraalhappeid lahustuvad vees hästi. Orgaanilised ühendid ei segune vedelikuga hästi.
- Happesus. Enamik mineraalhappeid on tugevad. Orgaaniline – tavaliselt nõrk.
- Keemiline koostis. Mineraalhapete struktuuris võivad olla süsinikuaatomid, aga ka mitte. Neid leidub alati orgaanilistes ühendites.
Artikkel esitab andmeid hapete ja nende omaduste kohta.
