Общие физические свойства кислот

Если коротко и по делу, у кислот есть несколько типичных физических «привычек», которые легко заметить ещё до того, как мы начинаем обсуждать их химические реакции.

1. Агрегатное состояние и внешний вид
   • Большинство неорганических кислот — бесцветные жидкости в водных растворах (соляная, азотная, серная).
   • Есть летучие газы, хорошо растворимые в воде (HCl, HCN), и твёрдые кристаллические кислоты (щавелевая H₂C₂O₄, лимонная).
   • Чистые безводные кислоты часто бесцветны, но встречаются и окрашенные (например, «хромовые» кислоты дают оранжево-красные растворы).
   • Многие концентрированные кислоты «дымят» на воздухе из-за образования аэрозоля с парами воды (конц. HCl, HNO₃).

2. Запах и вкус
   • Для слабых органических кислот характерен запах (уксусная — «уксусный»), многие минеральные — резкие, удушливые (HCl).
   • Кислый вкус — характерная черта растворов кислот, но это лабораторно не проверяют по соображениям безопасности.

3. Растворимость в воде и сольватация
   • Большинство неорганических кислот очень хорошо растворимы в воде. Органические растворимы по-разному: чем больше углеводородный «хвост», тем хуже растворимость.
   • При растворении идёт сильная сольватация/гидратация и выделение тепла (экзотермично), поэтому концентрированные кислоты всегда приливают в воду, а не наоборот.

4. Электропроводность растворов
   • Водные растворы кислот проводят электрический ток, т.к. содержат ионы (в первую очередь H₃O⁺).
   • Сильные кислоты (HCl, HNO₃, HClO₄) при одинаковых концентрациях дают более высокую проводимость, чем слабые (HF, H₃PO₄, органические).
   • При очень высоких концентрациях проводимость может падать из-за роста вязкости.

5. Плотность и вязкость
   • Плотность кислотных растворов обычно выше, чем у воды; у концентрированной H₂SO₄ ~1,84 г/см³.
   • Вязкость сильно варьирует: концентрированная серная — очень вязкая, фосфорная гуще воды, разбавленные — близки к воде.

6. Температуры плавления и кипения
   • Сильные межмолекулярные водородные связи повышают Ткип и Тпл (HF кипит заметно выше, чем HCl/HBr по массе).
   • Безводные кислоты часто кипят/плавятся при более высоких температурах, чем их галогенидные аналоги; соли-образующие оксокислоты нередко разлагаются до кипения.
   • Многие кислоты при нагревании разлагаются (H₂CO₃ почти не существует в безводном виде; HNO₃ постепенно даёт NO₂, воду и O₂).

7. Гигроскопичность и дегидратирующие свойства
   • Ряд кислот сильно гигроскопичны (H₂SO₄, H₃PO₄) — активно поглощают влагу из воздуха.
   • Концентрированная серная проявляет выраженные обезвоживающие свойства (чисто физически это видно как потемнение органики за счёт удаления воды).

8. Коррозионность и раздражающее действие
   • Большинство кислот коррозионны: разъедают металлы, ткани, кожу; пары раздражают дыхательные пути и глаза.
   • Концентрированные кислоты могут вызывать химические ожоги; слабые органические обычно менее агрессивны, но тоже небезопасны.

9. Оптические и индикаторные проявления
   • Большинство растворов кислот бесцветны и прозрачны.
   • В присутствии индикаторов дают характерные изменения цвета (лакмус → красный, метилоранж → красный и т.д.) — это физическое наблюдение среды с низким pH.

10. Поведение в неводных средах
    • В полярных протонных растворителях (спирты) кислоты частично диссоциируют и меняют летучесть/вязкость; в неполярных — часто плохо растворимы.
    • Существуют «суперкислоты» (например, смеси HF–SbF₅), которые в безводной среде остаются жидкими и крайне коррозионными с очень высокой ионной проводимостью.

Итог: физически кислоты — чаще бесцветные, нередко летучие или гигроскопичные вещества с повышенной плотностью (для концентрированных), характерным запахом (особенно органические и HCl), хорошей растворимостью в воде, заметной электропроводностью их водных растворов и выраженной коррозионностью; их температуры кипения/плавления и вязкость сильно зависят от силы межмолекулярных водородных связей и концентрации.