Oksygenholdige forbindelser: eksempler, egenskaper, formler

2024 Forfatter: Angel Austin | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 05:37

Et av de vanligste kjemiske elementene som inngår i de aller fleste kjemikalier er oksygen. Oksider, syrer, baser, alkoholer, fenoler og andre oksygenholdige forbindelser studeres i løpet av uorganisk og organisk kjemi. I vår artikkel vil vi studere egenskapene, samt gi eksempler på deres anvendelse innen industri, landbruk og medisin.

Oxides

De enkleste i strukturen er binære forbindelser av metaller og ikke-metaller med oksygen. Klassifiseringen av oksider inkluderer følgende grupper: sure, basiske, amfotere og likegyldige. Hovedkriteriet for deling av alle disse stoffene er hvilket element som kombineres med oksygen. Hvis det er metall, så er de grunnleggende. For eksempel: CuO, MgO, Na₂O - oksider av kobber, magnesium, natrium. Deres viktigste kjemiske egenskap er reaksjonen med syrer. Så kobberoksid reagerer med kloridsyre:

CuO + 2HCl -> CuCl2 + H2O +63,3 kJ.

Tilstedeværelsen av atomer av ikke-metalliske grunnstoffer i molekylene til binære forbindelser indikerer at de tilhører sure oksider, for eksempel hydrogenoksid H₂O, karbondioksid CO _{2, fosforpentoksid P}2_O5_{. Slike stoffers evne til å reagere med alkalier er deres viktigste kjemiske egenskap.}

Som et resultat av reaksjonen kan det dannes s alter av to typer: sure eller medium. Dette vil avhenge av hvor mange mol alkali som reagerer:

CO2 + KOH=> KHCO3;
CO2+ 2KOH=> K2CO3 + H2O.

En annen gruppe oksygenholdige forbindelser, som inkluderer slike kjemiske elementer som sink eller aluminium, omtales som amfotere oksider. I egenskapene deres er det en tendens til kjemisk interaksjon med både syrer og alkalier. Produktene av interaksjonen av sure oksider med vann er syrer. For eksempel, i reaksjonen av svovelsyreanhydrid og vann, dannes sulfatsyre. Syrer er en av de viktigste klassene av oksygenholdige forbindelser.

Syrer og deres egenskaper

Forbindelser som består av hydrogenatomer assosiert med komplekse ioner av syrerester er syrer. Konvensjonelt kan de deles inn i uorganiske, for eksempel karbonsyre, sulfat, nitrat og organiske forbindelser. Sistnevnte inkluderer eddiksyre, maursyre, oljesyrer. Begge stoffgruppene har lignende egenskaper. Så de inngår en nøytraliseringsreaksjon med baser, reagerer med s alter ogbasiske oksider. Nesten alle oksygenholdige syrer i vandige løsninger dissosieres til ioner, og er ledere av den andre typen. Det er mulig å bestemme den sure naturen til miljøet deres, på grunn av overdreven tilstedeværelse av hydrogenioner, ved å bruke indikatorer. For eksempel blir lilla lakmus rød når den tilsettes til en sur løsning. En typisk representant for organiske forbindelser er eddiksyre som inneholder en karboksylgruppe. Det inkluderer et hydrogenatom, som bestemmer de sure egenskapene til stoffet. Det er en fargeløs væske med en spesifikk skarp lukt, som krystalliserer ved temperaturer under 17 °C. CH₃COOH, som andre oksygenholdige syrer, er perfekt løselig i vann i alle proporsjoner. Dens 3 - 5% løsning er kjent i hverdagen under navnet eddik, som brukes i matlaging som krydder. Stoffet har også funnet sin bruk i produksjon av acetatsilke, fargestoffer, plast og enkelte medisiner.

Organiske forbindelser som inneholder oksygen

I kjemi kan man skille en stor gruppe stoffer som inneholder, i tillegg til karbon og hydrogen, også oksygenpartikler. Disse er karboksylsyrer, estere, aldehyder, alkoholer og fenoler. Alle deres kjemiske egenskaper bestemmes av tilstedeværelsen i molekylene av spesielle komplekser - funksjonelle grupper. For eksempel er den generelle kjemiske formelen til en alkohol som bare inneholder begrensende bindinger mellom atomer ROH, hvor R er et hydrokarbonradikal. Disse forbindelsene betraktes vanligvis som derivater av alkaner, hvor enhydrogenatomet er erstattet med en hydroxogruppe.

Fysiske og kjemiske egenskaper til alkoholer

Aggregert tilstand av alkoholer er væsker eller faste forbindelser. Det er ingen gassformige stoffer blant alkoholer, noe som kan forklares ved dannelsen av assosiater - grupper som består av flere molekyler forbundet med svake hydrogenbindinger. Dette faktum bestemmer også den gode løseligheten til lavere alkoholer i vann. Imidlertid, i vandige løsninger, dissosierer oksygenholdige organiske stoffer - alkoholer ikke til ioner, endrer ikke fargen på indikatorer, det vil si at de har en nøytral reaksjon. Hydrogenatomet til den funksjonelle gruppen er svakt bundet til andre partikler, derfor er det i kjemiske interaksjoner i stand til å forlate molekylet. På samme sted med fri valens blir den erstattet av andre atomer, for eksempel i reaksjoner med aktive metaller eller med alkalier - av metallatomer. I nærvær av katalysatorer som platinanett eller kobber oksideres alkoholer av kraftige oksidasjonsmidler, kaliumbikromat eller kaliumpermanganat, til aldehyder.

Esterifiseringsreaksjon

En av de viktigste kjemiske egenskapene til oksygenholdige organiske stoffer: alkoholer og syrer er en reaksjon som fører til produksjon av estere. Det er av stor praktisk betydning og brukes i industrien for utvinning av estere som brukes som løsemidler i næringsmiddelindustrien (i form av fruktessenser). I medisin brukes noen av esterne som krampestillende midler, for eksempel utvider etylnitritt perifere blodårer, ogisoamylnitritt er en beskytter mot kranspulsårer. Forestringsreaksjonsligningen er som følger:

CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O

I den er CH₃COOH eddiksyre, og C₂H₅OH er den kjemiske formelen til alkohol etanol.

aldehyder

Hvis en forbindelse inneholder en –COH funksjonell gruppe, så tilhører den aldehyder. De presenteres som produkter av ytterligere oksidasjon av alkoholer, for eksempel med oksidasjonsmidler som kobberoksid.

Tilstedeværelsen av et karbonylkompleks i molekylene av maursyre eller acetaldehyd bestemmer deres evne til å polymerisere og feste atomer til andre kjemiske elementer. Kvalitative reaksjoner som kan brukes for å bevise tilstedeværelsen av en karbonylgruppe og tilhørigheten av et stoff til aldehyder er sølvspeilreaksjonen og interaksjonen med kobberhydroksid ved oppvarming:

Acetaldehyd, som brukes i industrien for å produsere eddiksyre, har fått størst bruk - et stort tonnasjeprodukt av organisk syntese.

Egenskaper til oksygenholdige organiske forbindelser - karboksylsyrer

Tilstedeværelsen av en karboksylgruppe - en eller flere - er et kjennetegn på karboksylsyrer. På grunn av strukturen til den funksjonelle gruppen kan dimerer dannes i sure løsninger. De er knyttet sammen med hydrogenbindinger. Forbindelsene dissosieres til hydrogenkationer og syreresteranioner og er svake elektrolytter. Et unntak er den første representanten for en rekke begrensendemonobasiske syrer - maursyre, eller metan, som er en leder av den andre typen medium styrke. Tilstedeværelsen av bare enkle sigma-bindinger i molekyler indikerer grensen, men hvis stoffer har doble pi-bindinger i sammensetningen, er disse umettede stoffer. Den første gruppen inkluderer slike syrer som metan, eddiksyre, smørsyre. Den andre er representert av forbindelser som er en del av flytende fett - oljer, for eksempel oljesyre. De kjemiske egenskapene til oksygenholdige forbindelser: organiske og uorganiske syrer er stort sett like. Så de kan samhandle med aktive metaller, deres oksider, med alkalier og også med alkoholer. For eksempel reagerer eddiksyre med natrium, oksid og kaustisk soda og danner et s alt - natriumacetat:

NaOH + CH3COOH→NaCH3COO + H2O

En spesiell plass er okkupert av forbindelser av høyere karboksylsyre oksygenholdige syrer: stearinsyre og palmitinsyre, med en treverdig mettet alkohol - glyserin. De tilhører estere og kalles fett. De samme syrene er en del av natrium- og kaliums altene som en sur rest, og danner såper.

Fett og såper

Viktige organiske forbindelser som er vidt distribuert i dyrelivet og spiller en ledende rolle som det mest energikrevende stoffet er fett. De er ikke en individuell forbindelse, men en blanding av heterogene glyserider. Dette er forbindelser av den begrensende flerverdige alkoholen - glyserin, som i likhet med metanol og fenol inneholder hydroksylfunksjonelle grupper. Fett kan hydrolyseresoppvarming med vann i nærvær av katalysatorer: alkalier, syrer, oksider av sink, magnesium. Produktene fra reaksjonen vil være glyserol og ulike karboksylsyrer, videre brukt til produksjon av såpe. For ikke å bruke kostbart naturlig matfett i denne prosessen, oppnås de nødvendige karboksylsyrene ved å oksidere parafin.

Fenoler

Når vi kommer opp med klassene av oksygenholdige forbindelser, la oss fokusere på fenoler. De er representert av fenylradikalet -C₆H₅, koblet til en eller flere funksjonelle hydroksylgrupper. Den enkleste representanten for denne klassen er karbolsyre, eller fenol. Som en veldig svak syre kan den samhandle med alkalier og aktive metaller - natrium, kalium. Et stoff med utpregede bakteriedrepende egenskaper - fenol brukes i medisin, samt i produksjon av fargestoffer og fenol-formaldehyd-harpikser.