Борная кислота Н3ВО3. Она является слабой кислотой, кристаллизующейся из раствора в виде белых, кажущихся жирными на ощупь чешуйчатых пластинок. Соли борной кислоты, из которых важнейшей является бура, называются боратами. Борная кислота защищает металл от окисления при пайке и отжиге. При нагревании до 100° С кислота отдает молекулу воды, вследствие чего образуется метаборная кислота, которая плавится при 160° С Н3ВО3 –>НВО2 + Н2О j Метаборная кислота при дальнейшем нагревании распадается на тетраборную кислоту и воду. 4НВО2 -> Н2В4О7 + Н2О
Если тетраборную кислоту нагреть до красного каления, то образуется борный ангидрид, т. е. окись бора.
НяВ4О7-*2ВаО3 + Н2О Окись бора образует вязкую плотную глазурь, которая в холодном состоянии расслаивается в виде твердого хрупкого стекла. Окись бора является химически активной формой борной кислоты, так как превращает окись металла в метабораты, например окись меди — в метаборат меди. В2О3 + СиО-> Си (ВО2)2 При температуре ниже 900° С метаборат выделяется как инертный, неподвижный шлаковый слой в окиси бора, обволакивающий поверхность металла и не позволяющий активным веществам проникать в металл. Эта несмешиваемость обеих фаз препятствует активности защищенного слоя. При температурах выше 900° С окись бора становится настолько подвижной, что она смешивается - образующимися боратами, которые от поверхности металла переходят во внешний слой глазури и этим содействуют доступу новых частиц окиси бора к поверхности металла. Химическая активность и вместе с этим растворимость окиси э°ра возрастает настолько, что борная кислота при высоких температурах может быть использована при пайке.
Азотная кислота HNO3. Чистая азотная кислота представляет собой бесцветную жидкость с плотностью 1,52 г/см3, концентрированная 70% азотная кислота имеет плотность 1,41 г/см3 и кипит при 122° С. Красная дымящаяся азотная кислота содержит растворенный NO2, который улетучивается в виде красно-коричневого ядовитого газа. Азотная кислота является сильным окислителем; органические вещества разрушаются ею с окрашиванием в желтый цвет. Опасно попадание кислоты на кожу. Металлы растворяются в азотной кислоте с образованием нитратов. Вначале идет окисление по реакции: 3Cu + 2HNO3 -> ЗCuО + Н2О + 2NO
Для окисления расходуется две молекулы кислоты, при этом образуются вода и окись азота; последняя в соединении с кислородом воздуха образует двуокись азота (NO2) и улетучивается в виде красно-коричневых ядовитых паров. Затем окись металла взаимодействует с кислотой.
ЗСиО + 6HNO3 - > ЗСи (NO3)2 + ЗН2О При этом еще шесть молекул кислоты расходуются на образование соли, также с выделением воды. В целом процесс растворения выглядит так:
ЗСи + 8HNO3 -. ЗСи (NO3)2 + 4Н2О + 2NO В азотной кислоте не растворяются только золото и платина, поэтому с помощью азотной кислоты можно отличить золото от серебра. Азотная кислота содержится в пробирных кислотах, в кислом травильном растворе и в царской водке.
Азотистая кислота HNO2. Эта кислота существует только в разбавленном растворе, ее соли называют нитритами.
Соляная кислота НС1. Образуется при растворении хлористого водорода в воде. Последний представляет собой весьма гигроскопичный бесцветный газ с резким запахом. Концентрированная соляная кислота содержит 38% хлористого водорода; чаще всего применяют разбавленную кислоту с содержанием от 12 до 20% хлористого водорода. Дымящаяся соляная кислота выделяет хлористоводородный газ. Из-за наличия хлоридов железа техническая кислота имеет слегка желтоватую окраску. Многие недрагоценные металлы, растворяясь в кислоте, образуют хлориды, например, цинк.
Zn + 2НС1 -. ZnCl2 + Н2 Соляную кислоту используют для изготовления паяльной жидкости, при осаждении серебра и как составную часть царской водки.
Царская водка. Она представляет собой смесь трех объемных частей соляной и одной объемной части азотной кислот. Правильное изготовление ее имеет большое значение для ювелира. При длительном хранении эта смесь разлагается и, вследствие этого, перед употреблением следует изготовлять свежую царскую водку. В связи с этим область применения царской водки ограничивают растворением таких металлов, как золото и платина. Этот процесс можно продемонстрировать на примере растворения золота. Сначала азотная кислота окисляюще действует на соляную. HNO3 + ЗНС1 -. NOC1 + С12 + 2Н2О
При этом возникают два активных вещества: хлор и нитрозилхлорид, которые в состоянии растворить золото. Аи + NOC1 + С12 — АиС13 + N0
Образовавшийся хлорид золота немедленно присоединяет еще молекулу НС1, образуя тетрахлорозолотую кислоту, которая известна в обиходе как «хлорное золото».
АиС13 + НС3-> Н [AuCl4]Эта комплексная кислота кристаллизуется с четырьмя молекулами воды в виде Н [АиС14] -4Н2О. Кристаллы ее светло-желтые, водный раствор также окрашен в желтоватый цвет. С платиной реакция протекает аналогично. Как конечный продукт образуется платинохлористоводородная кислота Н2 [PtCl6], которая кристаллизуется вместе с шестью молекулами воды.
Серная кислота H2SO4. Эта кислота является маслянистой (в очищенном состоянии) бесцветной жидкостью с высокой плотностью 1,84 г/см3. Вследствие органических загрязнений техническая серная кислота имеет темный цвет; дымящаяся серная кислота содержит избыточную трехокись серы SO3 и поэтому особенно активна. Серная кислота очень гигроскопична, она отнимает у многих веществ даже химически связанную воду, вследствие чего органические вещества обугливаются. Серную кислоту можно разбавлять в любом соотношении, причем ее тонкой струей льют в воду и ни в коем случае — наоборот! При разбавлении выделяется такое большое количество тепла, что капли воды вскипают, разбрызгиваются и уносят с собой частицы кислоты, которые могут причинить опасные ожоги.
Все металлы, кроме золота и платины, растворяясь в серной кислоте, образуют сульфаты, например, цинк. Zn + H2SO4 — ZnSO4 + H2 Металлы, которые являются электрохимически благородными, могут быть растворены в серной кислоте посредством окисления, например, медь. Си + H2SO4 -> CuО + SO2 + Н2О Это возможно потому, что серная кислота при окислении меди становится сернистой кислотой, которая тотчас распадается на двуокись серы и воду. Затем окись меди также растворяется в травильном растворе разбавленной серной кислоты по реакции:
CuO + H2SO4-> CuSO4 + Н2О
Суммарная реакция выглядит так: Си + 2H2SO4 -> CuSO4 + SO2 + H2О
Медь и серебро в травильном растворе не растворяются, так как образование их окиси возможно только в концентрированной кислоте. Ювелир применяет серную кислоту для травления, для определения пробы серебра, как добавку для желтой протравы и при кислотном меднении.