Syrehydroksider er uorganiske forbindelser av hydroksylgruppen –OH og et metall eller ikke-metall med en oksidasjonstilstand på +5, +6. Et annet navn er oksygenholdige uorganiske syrer. Funksjonen deres er eliminering av et proton under dissosiasjon.
Klassifisering av hydroksyder
Hydroksider kalles også hydroksyder og vodoksider. Nesten alle kjemiske grunnstoffer har dem, noen er vidt utbredt i naturen, for eksempel er mineralene hydrargillitt og brucite henholdsvis aluminium- og magnesiumhydroksider.
Følgende typer hydroksyder skilles:
- basic;
- amfoterisk;
- syre.
Klassifisering er basert på om oksidet som danner hydroksydet er basisk, surt eller amfotert.
General Properties
Det mest interessante er syre-base-egenskapene til oksider og hydroksider, siden muligheten for reaksjoner avhenger av dem. Hvorvidt hydroksydet vil ha sure, basiske eller amfotere egenskaper avhenger av styrken til bindingen mellom oksygen, hydrogen og grunnstoffet.
Ionestyrke påvirkespotensial, med en økning der de grunnleggende egenskapene til hydroksyder svekkes og de sure egenskapene til hydroksyder øker.
Høyere hydroksyder
Høyere hydroksyder er forbindelser der det dannende elementet er i høyeste oksidasjonstilstand. Disse er blant alle typer i klassen. Et eksempel på en base er magnesiumhydroksid. Aluminiumhydroksid er amfotert, mens perklorsyre kan klassifiseres som et surt hydroksid.
Endring i egenskapene til disse stoffene avhengig av det dannende elementet kan spores i henhold til det periodiske systemet til D. I. Mendeleev. De sure egenskapene til høyere hydroksyder øker fra venstre til høyre, mens de metalliske egenskapene henholdsvis svekkes i denne retningen.
Basic hydroxides
I snever forstand kalles denne typen en base, siden OH-anion sp altes av under dissosiasjonen. De mest kjente av disse forbindelsene er alkalier, for eksempel:
- Lekket kalk Ca(OH)2 brukt i kalkingrom, garving av skinn, tilberedning av soppdrepende væsker, mørtel og betong, mykgjøring av vann, produksjon av sukker, blekemiddel og gjødsel, kaustisering av natrium- og kaliumkarbonater, nøytralisering av sure løsninger, påvisning av karbondioksid, desinfeksjon, reduksjon av jordresistivitet, som mattilsetning.
- KOH kaustisk potaske brukt i fotografi, oljeraffinering, mat, papir og metallurgisk industri, samt et alkalisk batteri, syrenøytralisator, katalysator, gassrenser, pH-regulator, elektrolytt,komponenter av vaskemidler, borevæsker, fargestoffer, gjødsel, organiske og uorganiske kaliumstoffer, plantevernmidler, farmasøytiske preparater for behandling av vorter, såper, syntetisk gummi.
- Kaustisk soda NaOH, nødvendig for tremasse- og papirindustrien, forsåpning av fett ved produksjon av vaskemidler, syrenøytralisering, biodieselproduksjon, blokkeringsoppløsning, avgassing av giftige stoffer, bomull og ullbehandling, muggvask, matproduksjon, kosmetikk, fotografi.
Basishydroksider dannes som et resultat av interaksjon med vann av de tilsvarende metalloksidene, i de aller fleste tilfeller med en oksidasjonstilstand på +1 eller +2. Disse inkluderer alkaliske, jordalkali- og overgangselementer.
I tillegg kan baser skaffes på følgende måter:
- interaksjon av alkali med et s alt av et lavaktivt metall;
- reaksjon mellom et alkalisk eller jordalkalielement og vann;
- ved elektrolyse av en vandig løsning av s alt.
Sure og basiske hydroksyder interagerer med hverandre og danner s alt og vann. Denne reaksjonen kalles nøytralisering og er av stor betydning for titrimetrisk analyse. I tillegg brukes den i hverdagen. Når syre søles, kan en farlig reagens nøytraliseres med brus, og eddik brukes til alkali.
I tillegg forskyver basiske hydroksyder ionelikevekten under dissosiasjon i løsning, noe som viser seg i en endring i fargene på indikatorene, og inngår utvekslingsreaksjoner.
Ved oppvarming sp altes uløselige forbindelser til oksid og vann, og alkalier smelter. Et basisk hydroksid og et surt oksid danner et s alt.
Amfotere hydroksyder
Noen elementer, avhengig av forholdene, viser enten basiske eller sure egenskaper. Hydroksider basert på dem kalles amfotere. De er enkle å identifisere ved metallet som er inkludert i sammensetningen, som har en oksidasjonstilstand på +3, +4. For eksempel en hvit gelatinøs substans - aluminiumhydroksid Al(OH)3, brukt i vannrensing på grunn av sin høye adsorberende kapasitet, ved fremstilling av vaksiner som et stoff som forsterker immunresponsen, i medisin for behandling av syreavhengige sykdommer mage-tarmkanalen. Det er også ofte inkorporert i flammehemmende plast og fungerer som en bærer for katalysatorer.
Men det finnes unntak når verdien av oksidasjonstilstanden til grunnstoffet er +2. Dette er typisk for beryllium, tinn, bly og sink. Hydroksyd av det siste metallet Zn(OH)2 er mye brukt i kjemisk industri, først og fremst for syntese av forskjellige forbindelser.
Du kan få amfotert hydroksyd ved å reagere en løsning av et overgangsmetalls alt med fortynnet alkali.
Amfotært hydroksid og syreoksid, alkali eller syre danner et s alt når de samhandler. Oppvarming av hydroksid fører til nedbrytning til vann og metahydroksid, som ved ytterligere oppvarming omdannes til oksid.
Amfoterisk ogsure hydroksider oppfører seg på samme måte i et alkalisk medium. Ved interaksjon med syrer fungerer amfotere hydroksyder som baser.
Acid hydroxides
Denne typen er karakterisert ved tilstedeværelsen av et grunnstoff i oksidasjonstilstanden fra +4 til +7. I løsning er de i stand til å donere et hydrogenkation eller akseptere et elektronpar og danne en kovalent binding. Oftest har de en aggregeringstilstand av en væske, men det er også faste stoffer blant dem.
Danner et surt hydroksid som er i stand til s altdannelse og inneholder et ikke-metall eller overgangsmetall. Oksydet oppnås som et resultat av oksidasjon av et ikke-metall, dekomponering av en syre eller et s alt.
De sure egenskapene til hydroksyder viser seg i deres evne til å farge indikatorer, løse opp aktive metaller med hydrogenutvikling, reagere med baser og basiske oksider. Deres særtrekk er deltakelse i redoksreaksjoner. Under den kjemiske prosessen fester de negativt ladede elementærpartikler til seg selv. Evnen til å fungere som elektronakseptor svekkes ved fortynning og omdannelse til s alter.
Dermed er det mulig å skille ikke bare syre-base-egenskapene til hydroksyder, men også de oksiderende.
salpetersyre
HNO3 regnes som en sterk monobasisk syre. Det er veldig giftig, etterlater sår på huden med gulfarging av integumentet, og dampene irriterer øyeblikkelig luftveisslimhinnen. Det gamle navnet er sterk vodka. Det refererer til sure hydroksyder, i vandige løsningerdissosieres fullstendig til ioner. Utad ser det ut som en fargeløs væske som ryker i luften. En konsentrert vandig løsning anses å utgjøre 60 - 70 % av stoffet, og dersom innholdet overstiger 95 %, kalles det rykende salpetersyre.
Jo høyere konsentrasjon, desto mørkere blir væsken. Den kan til og med ha en brun farge på grunn av nedbrytning til oksid, oksygen og vann i lys eller ved lett oppvarming, så den bør oppbevares i en mørk glassbeholder på et kjølig sted.
De kjemiske egenskapene til syrehydroksid er slik at det bare kan destilleres uten nedbrytning under redusert trykk. Alle metaller reagerer med det unntatt gull, noen representanter for platinagruppen og tantal, men sluttproduktet avhenger av konsentrasjonen av syren.
For eksempel gir et 60 % stoff, når det interagerer med sink, nitrogendioksid som det dominerende biproduktet, 30 % – monoksid, 20 % – dinitrogenoksid (lattergass). Enda lavere konsentrasjoner på 10 % og 3 % gir et enkelt stoff nitrogen i form av henholdsvis gass og ammoniumnitrat. Således kan forskjellige nitroforbindelser oppnås fra syren. Som man kan se av eksemplet, jo lavere konsentrasjon, desto dypere reduksjon av nitrogen. Aktiviteten til metallet påvirker også dette.
Et stoff kan bare løse opp gull eller platina i sammensetningen av vannvann - en blanding av tre deler s altsyre og en salpetersyre. Glass og PTFE er motstandsdyktig mot det.
I tillegg til metaller reagerer stoffet medbasiske og amfotere oksider, baser, svake syrer. I alle tilfeller er resultatet s alter, med ikke-metaller - syrer. Ikke alle reaksjoner skjer trygt, for eksempel antennes aminer og terpentin spontant når de kommer i kontakt med hydroksid i konsentrert tilstand.
S alter kalles nitrater. Ved oppvarming brytes de ned eller viser oksiderende egenskaper. I praksis brukes de som gjødsel. De forekommer praktisk t alt ikke i naturen på grunn av høy løselighet, derfor oppnås alle s alter unntatt kalium og natrium kunstig.
Selve syren er hentet fra syntetisert ammoniakk og om nødvendig konsentrert på flere måter:
- skifte balanse ved å øke presset;
- ved oppvarming i nærvær av svovelsyre;
- destillasjon.
Videre brukes det i produksjon av mineralgjødsel, fargestoffer og medisiner, militærindustrien, staffeligrafikk, smykker, organisk syntese. Noen ganger brukes fortynnet syre i fotografering for å surgjøre fargetoneløsninger.
Svovelsyre
Н2SO4 er en sterk dibasisk syre. Det ser ut som en fargeløs tung oljeaktig væske, luktfri. Det foreldede navnet er vitriol (vandig løsning) eller vitriol olje (en blanding med svoveldioksid). Dette navnet ble gitt på grunn av det faktum at svovel på begynnelsen av 1800-tallet ble produsert på vitriolanlegg. I hyllest til tradisjonen kalles sulfathydrater fortsatt vitriol den dag i dag.
Produksjonen av syre er etablert i industriell skala oger om lag 200 millioner tonn per år. Det oppnås ved å oksidere svoveldioksid med oksygen eller nitrogendioksid i nærvær av vann, eller ved å reagere hydrogensulfid med kobber, sølv, bly eller kvikksølvsulfat. Det resulterende konsentrerte stoffet er et sterkt oksidasjonsmiddel: det fortrenger halogener fra de tilsvarende syrene, omdanner karbon og svovel til sure oksider. Hydroksydet reduseres deretter til svoveldioksid, hydrogensulfid eller svovel. En fortynnet syre viser vanligvis ikke oksiderende egenskaper og danner medium og sure s alter eller estere.
Stoffet kan påvises og identifiseres ved reaksjon med løselige bariums alter, som et resultat av at et hvitt bunnfall av sulfat faller ut.
Syren brukes videre i bearbeiding av malm, produksjon av mineralgjødsel, kjemiske fibre, fargestoffer, røyk og eksplosiver, ulike industrier, organisk syntese, som en elektrolytt, for å oppnå minerals alter.
Men bruken er beheftet med visse farer. Etsende stoff forårsaker kjemiske brannskader ved kontakt med hud eller slimhinner. Ved innånding vises først en hoste, og deretter - inflammatoriske sykdommer i strupehodet, luftrøret og bronkiene. Å overskride den maksim alt tillatte konsentrasjonen på 1 mg per kubikkmeter er dødelig.
Du kan møte svovelsyredamp ikke bare i spesialiserte industrier, men også i atmosfæren i byen. Dette skjer når kjemisk og metallurgiskbedrifter slipper ut svoveloksider, som deretter faller som sur nedbør.
Alle disse farene har ført til at sirkulasjonen av svovelsyre som inneholder mer enn 45 % massekonsentrasjon i Russland er begrenset.
Svovelsyre
Н2SO3 - svakere syre enn svovelsyre. Formelen er forskjellig med bare ett oksygenatom, men dette gjør den ustabil. Det har ikke blitt isolert i fri tilstand; det eksisterer bare i fortynnede vandige løsninger. De kan identifiseres ved en spesifikk skarp lukt, som minner om en brent fyrstikk. Og for å bekrefte tilstedeværelsen av et sulfittion - ved reaksjon med kaliumpermanganat, som et resultat av at den rødfiolette løsningen blir fargeløs.
Et stoff under forskjellige forhold kan virke som et reduksjonsmiddel og et oksidasjonsmiddel, danne sure og middels s alter. Den brukes til matkonservering, til å hente cellulose fra tre, samt til delikat bleking av ull, silke og andre materialer.
ortofosforsyre
H3PO4 er en middels sterk syre som ser ut som fargeløse krystaller. Ortofosforsyre kalles også en 85% løsning av disse krystallene i vann. Det fremstår som en luktfri, sirupsaktig væske som er utsatt for hypotermi. Oppvarming over 210 grader celsius fører til at det blir til pyrofosforsyre.
Fosforsyre løser seg godt i vann, nøytraliserer med alkalier og ammoniakkhydrat, reagerer med metaller,danner polymerforbindelser.
Du kan få stoffet på forskjellige måter:
- oppløse rødt fosfor i vann under trykk, ved en temperatur på 700-900 grader, ved bruk av platina, kobber, titan eller zirkonium;
- kokende rødt fosfor i konsentrert salpetersyre;
- ved å tilsette varm konsentrert salpetersyre til fosfin;
- oksidasjon av fosfinoksygen ved 150 grader;
- eksponering av tetrafosfor-dekaooksid for en temperatur på 0 grader, og deretter gradvis øke den til 20 grader og en jevn overgang til koking (vann er nødvendig i alle stadier);
- oppløsning av pentaklorid eller fosfortrikloridoksid i vann.
Bruken av det resulterende produktet er bred. Med dens hjelp reduseres overflatespenningen og oksider fjernes fra overflater som forbereder lodding, metaller renses for rust og det dannes en beskyttende film på overflaten som forhindrer ytterligere korrosjon. I tillegg brukes ortofosforsyre i industrielle frysere og til forskning innen molekylærbiologi.
Sammensetningen er også en del av flyhydraulikkvæsker, mattilsetningsstoffer og surhetsregulatorer. Den brukes i husdyrhold for å forebygge urolithiasis hos mink og i tannbehandling for manipulasjoner før fylling.
Pyrofosforsyre
H4R2O7 - en syre karakterisert som sterk i den første scene og svak i andre. Hun smelter utendekomponering, siden denne prosessen krever oppvarming i vakuum eller nærvær av sterke syrer. Det nøytraliseres av alkalier og reagerer med hydrogenperoksid. Få den på en av følgende måter:
- sp altning av tetrafosfor-dekaoksid i vann ved null temperatur og deretter oppvarming til 20 grader;
- ved å varme opp fosforsyre til 150 grader;
- reaksjon av konsentrert fosforsyre med tetrafosfordekaoksid ved 80-100 grader.
Brukes hovedsakelig til gjødselproduksjon.
I tillegg til disse er det mange andre representanter for sure hydroksyder. Hver av dem har sine egne egenskaper og egenskaper, men generelt ligger de sure egenskapene til oksider og hydroksider i deres evne til å sp alte hydrogen, sp alte, samhandle med alkalier, s alter og metaller.
