Kyseliny

Slovo kyselina pochádza od kyslej chuti. Kyslý je citrón, ocot aj kyslé mlieko. Ochutnávanie však nie je spôsob, ako kyselinu spoznať: v laboratóriu nikdy nič neochutnávaj, ani kvapalinu, ktorá vyzerá ako voda. Chemik spozná kyselinu bezpečne, napríklad podľa farby indikátora.

Kyseliny sú látky, ktoré vo vode uvoľňujú vodíkové katióny H⁺. Práve tie robia roztok kyslým. Vzorce anorganických kyselín sa preto začínajú vodíkom: HCl, H₂SO₄, HNO₃. Za vodíkom nasleduje zvyšok kyseliny, ktorý po odštiepení H⁺ zostane ako anión, napríklad chloridový anión Cl⁻ z kyseliny chlorovodíkovej.

Anorganické kyseliny delíme na dve skupiny:

• Bezkyslíkaté kyseliny obsahujú vodík a nekov, kyslík nie: kyselina chlorovodíková HCl, kyselina sírovodíková H₂S. Ako ich pomenovať, ukazuje lekcia Bezkyslíkaté kyseliny.
• Kyslíkaté kyseliny obsahujú vodík, ďalší prvok, zvyčajne nekov, a kyslík: kyselina sírová H₂SO₄, dusičná HNO₃, fosforečná H₃PO₄ a uhličitá H₂CO₃. Názvy a vzorce precvičíš v lekcii Kyslíkaté kyseliny.

Kyseliny z potravín, napríklad octová alebo citrónová, sú organické. Ich vzorce sú zložitejšie, kyselina octová je CH₃COOH, a vodík, ktorý odovzdávajú, je až na konci vzorca.

Kyseliny nie sú len v laboratóriu. Stretneš ich v kuchyni, v prírode aj vo vlastnom tele:

kde	kyselina	čo robí
ocot	kyselina octová	kuchynský ocot je asi 8 % roztok, okysľuje šaláty a konzervuje nakladanú zeleninu
citrón, pomaranč	kyselina citrónová, kyselina askorbová (vitamín C)	dávajú kyslú chuť, kyselina citrónová odstraňuje aj vodný kameň z kanvice
kola	kyselina fosforečná H₃PO₄	dáva ostrú kyslú chuť, na obale je ako E338
sódovka, minerálka	kyselina uhličitá H₂CO₃	vzniká z oxidu uhličitého vo vode, ten uniká v bublinkách
jogurt, kyslé mlieko, kyslá kapusta	kyselina mliečna	vytvárajú ju mliečne baktérie z cukru, chráni potravinu pred skazením
žalúdok	kyselina chlorovodíková HCl	pomáha tráviť bielkoviny a ničí baktérie z potravy
mravce, žihľava	kyselina mravčia	páli na koži po uhryznutí mravca alebo dotyku žihľavy

Kyseliny v jedle a nápojoch sú zriedené a väčšinou slabé, preto nám v bežnom množstve neublížia a mnohé dokonca potrebujeme. Vitamín C musí telo dostávať každý deň. Kyslé prostredie zas zastaví baktérie, ktoré by potravinu pokazili, preto kyslá kapusta vydrží celú zimu. Žalúdočná šťava je oveľa kyslejšia, stenu žalúdka pred ňou chráni vrstva hlienu. Keď sa kyselina z žalúdka dostane do pažeráka, cítiš pálenie záhy.

Odpoveď na úvodnú otázku je teda dvojaká: kyslými robia látky katióny H⁺, a či kyselina škodí, rozhoduje druh kyseliny a jej koncentrácia.

V priemysle a v laboratóriu sú najdôležitejšie štyri kyseliny. V koncentrovanom stave sú všetky žieravé: poleptajú kožu, oči aj sliznice a zničia oblečenie. Na fľaši ich spoznáš podľa výstražného piktogramu, na ktorom kvapky z dvoch skúmaviek leptajú ruku a kov, a podľa signálneho slova Nebezpečenstvo.

Kyselina chlorovodíková HCl. Chlorovodík HCl je bezfarebný plyn so štipľavým zápachom, ktorý sa veľmi dobre rozpúšťa vo vode. Kyselina chlorovodíková je jeho vodný roztok. Koncentrovaná obsahuje asi 36 % chlorovodíka a na vzduchu dymí, lebo z nej uniká plynný HCl a so vzdušnou vlhkosťou vytvára hmlu. Technickej, menej čistej kyseline sa hovorí kyselina soľná. Používa sa na čistenie povrchu kovov, pri výrobe plastov a farbív a zriedená je aj v žalúdku. Chlór patrí medzi halogény.

Kyselina sírová H₂SO₄. Bezfarebná, olejovitá a ťažká kvapalina. Koncentrovaná má asi 96 % a hustotu asi 1,84 g/cm³, je teda takmer dvakrát ťažšia ako voda. Je to najvyrábanejšia chemikália na svete. Najviac sa jej spotrebuje na výrobu hnojív, ďalej na farby, plasty a pracie prostriedky a zriedená je elektrolytom v olovených autobatériách. Koncentrovaná kyselina sírová silno odoberá vodu: pohlcuje vlhkosť zo vzduchu a vodu vyťahuje aj z látok, napríklad z cukru, dreva alebo papiera, ktoré pritom sčernejú. Pozri si pokus Cukor a kyselina sírová. Viac o síre a jej zlúčeninách nájdeš v lekcii Síra.

Kyselina dusičná HNO₃. Bezfarebná kvapalina, koncentrovaná má asi 65 %. Na svetle sa pomaly rozkladá a žltne, preto sa uchováva v tmavých fľašiach. Je silne žieravá a na koži zanechá žlté škvrny, lebo reaguje s bielkovinami. Na rozdiel od kyseliny chlorovodíkovej oxiduje aj kovy ako meď alebo striebro, ukáže to pokus Meď s kyselinou dusičnou. Vyrábajú sa z nej dusíkaté hnojivá, napríklad dusičnan amónny, výbušniny aj farbivá. Viac v lekcii Dusík.

Kyselina fosforečná H₃PO₄. Čistá je bezfarebná kryštalická látka, predáva sa ako hustý sirupovitý roztok s obsahom asi 85 %. Je menej nebezpečná ako predošlé tri, ale koncentrovaná je tiež žieravá. Väčšina sa spotrebuje na výrobu fosforečných hnojív. V potravinárstve okysľuje kolové nápoje a v prípravkoch na odstraňovanie hrdze mení hrdzu na pevnú vrstvu fosforečnanu železitého. Viac v lekcii Fosfor.

vyskúšaj si

Kyselina a kde ju stretneš

Ku každej kyseline priraď, kde sa s ňou stretneš doma, v prírode alebo v priemysle.

0 / 0

kyselina

kde ju stretneš

Mnohé kyseliny vznikajú reakciou oxidu nekovu s vodou. Takým oxidom hovoríme kyselinotvorné oxidy:

• oxid uhličitý: CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃, preto je sódovka kyslá,
• oxid siričitý: SO₂ + H₂O ⇌ H₂SO₃, kyselina siričitá,
• oxid sírový: SO₃ + H₂O → H₂SO₄, kyselina sírová,
• oxid dusičitý s vodou a kyslíkom: 4 NO₂ + O₂ + 2 H₂O → 4 HNO₃, kyselina dusičná.

Ako tieto oxidy pomenovať, ukazuje lekcia Oxidy.

Aj čistý dážď je mierne kyslý, lebo sa v ňom rozpúšťa oxid uhličitý zo vzduchu, a má pH asi 5,6. Kyslé dažde sú kyslejšie. Spôsobujú ich oxidy síry a dusíka, ktoré sa dostávajú do ovzdušia:

• pri spaľovaní uhlia v elektrárňach a teplárňach, lebo uhlie obsahuje síru a tá horí na oxid siričitý, ako v pokuse Horenie síry v kyslíku,
• z výfukov áut, lebo v horúcom motore sa dusík zo vzduchu zlučuje s kyslíkom na oxidy dusíka.

V ovzduší reagujú s vodou a kyslíkom na kyselinu sírovú, siričitú a dusičnú a tie padajú na zem s dažďom, snehom aj hmlou. Následky:

• lesy: kyslá voda vyplavuje z pôdy živiny, ihličie žltne a opadáva a oslabené stromy ľahšie podľahnú škodcom. V 70. a 80. rokoch 20. storočia tak odumreli rozsiahle smrekové lesy v horách strednej Európy.
• jazerá a rieky: voda sa okysľuje, ikry a mladé ryby hynú a z najkyslejších jazier ryby zmiznú úplne.
• budovy a sochy: vápenec a mramor sú uhličitan vápenatý a ten sa v kyseline rozpúšťa: CaCO₃ + H₂SO₄ → CaSO₄ + H₂O + CO₂. Kamenné sochy tak postupne strácajú tvár a kovové konštrukcie rýchlejšie hrdzavejú.

Odkedy elektrárne zachytávajú oxid siričitý v odsírovacích zariadeniach a autá majú katalyzátory, kyslých dažďov v Európe výrazne ubudlo.

rozšírenie Piť či nepiť Coca-Colu?

Kola patrí medzi najkyslejšie nápoje, ktoré bežne pijeme. Jej pH je asi 2,5, podobne kyslá je citrónová šťava alebo ocot. Kyslosť jej dáva kyselina fosforečná (E338) a oxid uhličitý, ktorý je v nej rozpustený ako kyselina uhličitá. Žalúdku to neublíži, ten je zvyknutý na oveľa kyslejšiu šťavu. Citlivé sú však zuby.

Povrch zubov kryje sklovina, najtvrdšia látka v ľudskom tele. Tvorí ju hlavne hydroxyapatit Ca₅(PO₄)₃OH, zlúčenina vápenatých, fosforečnanových a hydroxidových iónov. Keď pH v ústach klesne asi pod 5,5, hydroxyapatit sa začne rozpúšťať a sklovina mäkne. Ústa sa bránia slinami: hydrogenuhličitany v slinách kyselinu neutralizujú a vápenaté a fosforečnanové ióny zo slín narušenú sklovinu čiastočne obnovia. Asi za pol hodiny je pH v ústach znova v poriadku.

Kola má ešte jednu nevýhodu, plechovka obsahuje asi 35 g cukru. Cukrom sa živia baktérie v zubnom povlaku a menia ho na ďalšie kyseliny, hlavne mliečnu. Kyslé prostredie potom trvá dlhšie a vzniká zubný kaz. Kola bez cukru zuby pred kazom ušetrí, kyslá však zostáva.

Takže piť či nepiť? Pohár koly z času na čas zubom neublíži. Škodí hlavne popíjanie po dúškoch celý deň, lebo sliny vtedy nestihnú kyselinu zneutralizovať. Pomôže pár jednoduchých pravidiel:

• kolu radšej pi k jedlu, nie po dúškoch celý deň,
• po kyslom nápoji si vypláchni ústa vodou,
• zuby si hneď po kyslom nápoji nečisti, kefka by zmäknutú sklovinu odierala, počkaj aspoň pol hodiny,
• smäd najlepšie zaháňa obyčajná voda.

• „Každá kyselina je žieravá.“ Kyselina citrónová, mliečna aj askorbová sú v jedle a zješ ich každý deň. Nebezpečná je kyselina vtedy, keď je silná alebo koncentrovaná. Ocot je zriedená kyselina octová, koncentrovaná kyselina octová je už žieravá.
• „Kyselina páli, teda horí.“ Keď hovoríme, že kyselina páli alebo spáli kožu, myslíme poleptanie. Kyselina kožu chemicky rozkladá, plameň ani oheň pri tom nevzniká.
• „Pri riedení je jedno, čo leješ do čoho.“ Nie je. Vždy kyselina do vody, pomaly a za miešania. Voda naliata do koncentrovanej kyseliny zovrie na hladine a vystrekne kyselinu.
• „Chlorovodík a kyselina chlorovodíková sú to isté.“ Chlorovodík HCl je plyn, kyselina chlorovodíková je jeho roztok vo vode. Vzorec píšeme rovnaký, roztok presnejšie ako HCl(aq).
• „Kyseliny sú len v laboratóriu.“ Kyseliny sú v potravinách, v sódovke, v žalúdku, v žihľave aj v autobatérii.

Opakom kyselín sú zásady, ktoré kyselinu dokážu zneutralizovať. Spoznáš ich v ďalšej lekcii Hydroxidy a zásady. Ako zistiť, či je roztok kyslý alebo zásaditý, a čo znamená pH 2,5 v kole, ukáže lekcia Indikátory a pH. Názvy a vzorce kyselín si precvičíš v lekciách Bezkyslíkaté kyseliny a Kyslíkaté kyseliny.