Почему карбоновые и неорганические кислоты проявляют сходные химические свойства?

Карбоновые (органические) и неорганические кислоты проявляют сходные химические свойства потому, что их «кислотная» сущность одна и та же: в воде они являются источниками ионов водорода (точнее — протонов), а их реакции определяются общими закономерностями кислотно-основных взаимодействий.

1) Общее определение кислоты и одинаковый «активный центр»

С точки зрения теории Аррениуса кислота в водном растворе увеличивает концентрацию $H^+$ (в реальности — образует ионы гидроксония $H_3O^+$). По Бренстеду–Лоури кислота — донор протона. И карбоновые кислоты $R–COOH$, и неорганические кислоты (например, $HCl$, $HNO_3$, $H_2SO_4$, $H_3PO_4$) способны отдавать протон, поэтому в растворе проявляют «кислотное поведение».

У карбоновых кислот кислый протон находится в карбоксильной группе $-COOH$. Именно связь $O–H$ в этой группе полярна, и водород может отщепляться в виде протона:

У неорганических кислот аналогично: полярная связь (например, $H–Cl$, $O–H$ в оксокислотах) позволяет отдать протон:

То есть «причина» химической активности кислот в обоих случаях связана с наличием отщепляемого протона и образованием иона $H_3O^+$ в воде.

2) Стабилизация сопряжённого основания

После отдачи протона образуется анион — сопряжённое основание. Чем оно устойчивее, тем легче кислота отдаёт протон.

• У карбоновых кислот анион $RCOO^-$ устойчив благодаря резонансу: отрицательный заряд делокализован между двумя атомами кислорода. Это делает карбоновые кислоты настоящими кислотами (а не «условными»).

• У многих неорганических кислот анионы также устойчивы (например, $NO_3^-$, $SO_4^{2-}$, $Cl^-$), за счёт высокой электроотрицательности, резонанса в оксоанионах и/или распределения заряда по нескольким атомам.

Механизм разный по деталям, но итог общий: образуется сравнительно устойчивое сопряжённое основание, поэтому проявляются типичные кислотные реакции.

3) Одинаковый набор типичных кислотных реакций

Поскольку в растворе главным «реагирующим» участником со стороны кислоты выступает $H^+$ (или $H_3O^+$), карбоновые и неорганические кислоты вступают в один и тот же круг реакций:

а) С основаниями (нейтрализация): образуются соли и вода

Например:

б) С основными оксидами: тоже дают соль и воду

в) С активными металлами (до водорода в ряду активности): выделяется водород и образуется соль

г) С карбонатами и гидрокарбонатами: выделяется $CO_2$

Этот «пакет» реакций как раз и воспринимается как сходство химических свойств.

4) Что может отличаться, но не отменяет сходства

Сходство — в кислотной функции (отдача протона и реакции с основаниями/металлами/карбонатами). Различия чаще касаются силы кислот, растворимости солей, окислительных свойств (например, азотная кислота — окислитель, а уксусная — нет), а также побочных реакций, связанных с органическим радикалом $R$. Но именно «кислотные» свойства у них похожи, потому что обусловлены одним и тем же: протоном и кислотно-основным взаимодействием.

Итог: карбоновые и неорганические кислоты сходны по химическим свойствам, потому что обе группы соединений проявляют кислотность за счёт способности отдавать протон в водной среде и образовывать устойчивые анионы, а их характерные реакции определяются общими кислотно-основными закономерностями.