Условие задачи

Чем отличаются выражения «сильная кислота» и «кислота – сильный окислитель»? Ответ проиллюстрируйте примерами.

Решение

Данная задача относится к химии, в частности к разделу физической и неорганической химии, где изучаются свойства кислот и окислителей. В ней требуется различить два разных понятия: одно связано с протолизом (способностью кислоты отдавать протон), а другое – с окислительно-восстановительными свойствами вещества.

1. Сильная кислота

• Определение. Сильная кислота – это кислота, которая практически полностью диссоциирует (распадается) в водном растворе на ионы. Это означает, что её константа диссоциации (Кₐ) очень велика, а равновесие реакции переходит в сторону образования ионов.

• Пример. Хлороводород (HCl) в воде диссоциирует по уравнению:
HCl + Н₂O → H₃O⁺ + Cl⁻
В данном случае практически все молекулы HCl превращаются в ионы H₃O⁺ и Cl⁻, что и характеризует его как сильную кислоту.

• Другой пример – серная кислота (H₂SO₄). Первая стадия диссоциации протона происходит практически полностью:
H₂SO₄ + Н₂O → H₃O⁺ + HSO₄⁻
(Вторая стадия диссоциации HSO₄⁻ является слабее, но сама кислота всё равно классифицируется как сильная).

2. Кислота – сильный окислитель

• Определение. Когда говорят, что кислота является сильным окислителем, имеется в виду, что она способна принимать электроны от других веществ, вызывая их окисление. Это свойство не связано с её способностью отдавать протон. Окислительные свойства зависят от структуры кислоты и степени окисления центрального атома.

• Пример. Азотная кислота (HNO₃) – классический пример вещества, которое является и сильной кислотой (то есть диссоциирует в водном растворе с образованием H₃O⁺ и NO₃⁻), и сильным окислителем. При взаимодействии с металлами, например, с медью, происходит реакция, в ходе которой медь окисляется, а азотная кислота восстанавливается с образованием диоксида азота (NO₂) или других азотсодержащих соединений:
Cu + 4 HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2 NO₂ + 2 H₂O
Здесь важна именно окислительная способность HNO₃, а не только её кислотность.

• Другой пример – перхлорсульфорная кислота (HClO₄) также обладает сильными окислительными свойствами, однако практически чаще обсуждают именно HNO₃ в данном контексте.

3. Сравнение понятий

• Сильная кислота характеризуется степенью диссоциации в водном растворе. Основное свойство – высокая концентрация ионов H₃O⁺, что определяет её кислотность.

• Сильный окислитель характеризуется способностью принимать электроны в реакциях окисления-восстановления, что приводит к превращению других веществ в окисленные формы.

Важно понимать, что кислота может быть сильной по кислотности, но не обладать выраженными окислительными свойствами (например, HCl является сильной кислотой, но не оказывает сильного окислительного действия при обычных условиях). И наоборот, кислота может быть как сильной кислотой, так и сильным окислителем (как в случае с HNO₃), либо иметь слабое окислительное действие, несмотря на высокую степень диссоциации.

Таким образом, различие между выражениями состоит в следующем:

– «Сильная кислота» означает вещество, которое почти полностью диссоциирует в водном растворе, обеспечивая высокую концентрацию ионов водорода, например, HCl или первая стадия диссоциации H₂SO₄.

– «Кислота – сильный окислитель» означает вещество, способное окислять другие соединения, принимая у них электроны – характерное свойство, например, HNO₃, которое помимо своей кислотности обладает высокой окислительной способностью.

Надеюсь, приведённое решение с примерами внесло ясность в различие между этими понятиями.