Ett av de vanligaste kemiska grundämnena som ingår i de allra flesta kemikalier är syre. Oxider, syror, baser, alkoholer, fenoler och andra syreh altiga föreningar studeras inom loppet av oorganisk och organisk kemi. I vår artikel kommer vi att studera egenskaperna, samt ge exempel på deras tillämpning inom industri, jordbruk och medicin.
Oxider
De enklaste i strukturen är binära föreningar av metaller och icke-metaller med syre. Klassificeringen av oxider inkluderar följande grupper: sura, basiska, amfotera och likgiltiga. Huvudkriteriet för uppdelningen av alla dessa ämnen är vilket element som kombinerar med syre. Om det är metall, så är de grundläggande. Till exempel: CuO, MgO, Na2O - oxider av koppar, magnesium, natrium. Deras huvudsakliga kemiska egenskap är reaktionen med syror. Så, kopparoxid reagerar med kloridsyra:
CuO + 2HCl -> CuCl2 + H2O +63,3 kJ.
Närvaron av atomer av icke-metalliska grundämnen i molekylerna av binära föreningar indikerar att de tillhör sura oxider, till exempel väteoxid H2O, koldioxid CO 2, fosforpentoxid P2O5. Förmågan hos sådana ämnen att reagera med alkalier är deras huvudsakliga kemiska egenskap.
Som ett resultat av reaktionen kan s alter av två typer bildas: sura eller medium. Detta beror på hur många mol alkali som reagerar:
- CO2 + KOH=> KHCO3;
- CO2+ 2KOH=> K2CO3 + H2O.
En annan grupp av syreh altiga föreningar, som inkluderar sådana kemiska grundämnen som zink eller aluminium, kallas amfotära oxider. I deras egenskaper finns det en tendens till kemisk interaktion med både syror och alkalier. Produkterna av växelverkan mellan sura oxider och vatten är syror. Till exempel, vid reaktionen av svavelsyraanhydrid och vatten, bildas sulfatsyra. Syror är en av de viktigaste klasserna av syreh altiga föreningar.
Syror och deras egenskaper
Föreningar som består av väteatomer associerade med komplexa joner av syrarester är syror. Konventionellt kan de delas in i oorganiska, till exempel kolsyra, sulfat, nitrat och organiska föreningar. De senare inkluderar ättiksyra, myrsyra, oljesyror. Båda ämnesgrupperna har liknande egenskaper. Så de går in i en neutraliseringsreaktion med baser, reagerar med s alter ochbasiska oxider. Nästan alla syreh altiga syror i vattenlösningar dissocierar till joner, som är ledare av det andra slaget. Det är möjligt att bestämma den sura naturen hos deras miljö, på grund av den överdrivna närvaron av vätejoner, med hjälp av indikatorer. Till exempel blir lila lackmus röd när den läggs till en sur lösning. En typisk representant för organiska föreningar är ättiksyra som innehåller en karboxylgrupp. Den innehåller en väteatom, som bestämmer ämnets sura egenskaper. Det är en färglös vätska med en specifik stickande lukt som kristalliserar vid temperaturer under 17 °C. CH3COOH, liksom andra syreh altiga syror, är perfekt löslig i vatten i alla proportioner. Dess 3 - 5% lösning är känd i vardagen under namnet vinäger, som används i matlagning som smaksättare. Ämnet har även funnit sin användning vid tillverkning av acetatsilke, färgämnen, plast och vissa läkemedel.
Organiska föreningar som innehåller syre
Inom kemin kan man urskilja en stor grupp ämnen som förutom kol och väte även innehåller syrepartiklar. Dessa är karboxylsyror, estrar, aldehyder, alkoholer och fenoler. Alla deras kemiska egenskaper bestäms av närvaron i molekylerna av speciella komplex - funktionella grupper. Till exempel är den allmänna kemiska formeln för en alkohol som endast innehåller begränsande bindningar mellan atomer ROH, där R är en kolväteradikal. Dessa föreningar anses vanligtvis som derivat av alkaner, i vilka enväteatomen är ersatt av en hydroxogrupp.
Fysiska och kemiska egenskaper hos alkoholer
Det samlade tillståndet för alkoholer är vätskor eller fasta föreningar. Det finns inga gasformiga ämnen bland alkoholer, vilket kan förklaras av bildandet av associerade föreningar - grupper som består av flera molekyler förbundna med svaga vätebindningar. Detta faktum bestämmer också den goda lösligheten av lägre alkoholer i vatten. Men i vattenlösningar, syreh altiga organiska ämnen - alkoholer, dissocierar inte i joner, ändrar inte färgen på indikatorer, det vill säga de har en neutral reaktion. Väteatomen i den funktionella gruppen är svagt bunden till andra partiklar, därför kan den i kemiska interaktioner lämna molekylen. På samma plats med fri valens ersätts den av andra atomer, till exempel i reaktioner med aktiva metaller eller med alkalier - av metallatomer. I närvaro av katalysatorer som platinanät eller koppar oxideras alkoholer av kraftiga oxidationsmedel, kaliumbikromat eller kaliumpermanganat, till aldehyder.
Förestringsreaktion
En av de viktigaste kemiska egenskaperna hos syreh altiga organiska ämnen: alkoholer och syror är en reaktion som leder till produktion av estrar. Det är av stor praktisk betydelse och används inom industrin för utvinning av estrar som används som lösningsmedel i livsmedelsindustrin (i form av fruktessenser). Inom medicinen används en del av estrarna som kramplösande medel, till exempel vidgar etylnitrit perifera blodkärl, ochisoamylnitrit är ett skydd mot kranskärlsspasmer. Förestringsreaktionsekvationen är som följer:
CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
I den är CH3COOH ättiksyra, och C2H5OH är den kemiska formeln för alkohol etanol.
aldehyder
Om en förening innehåller en funktionell –COH-grupp, så tillhör den aldehyder. De presenteras som produkter av ytterligare oxidation av alkoholer, till exempel med oxidationsmedel som kopparoxid.
Närvaron av ett karbonylkomplex i molekylerna av myrsyra eller acetaldehyd bestämmer deras förmåga att polymerisera och fästa atomer av andra kemiska grundämnen. Kvalitativa reaktioner som kan användas för att bevisa närvaron av en karbonylgrupp och ett ämnes tillhörighet till aldehyder är silverspegelreaktionen och interaktionen med kopparhydroxid vid upphettning:
Acetaldehyd, som används i industrin för att framställa ättiksyra, har fått den största användningen - en stor mängd produkt av organisk syntes.
Egenskaper hos syreh altiga organiska föreningar - karboxylsyror
Närvaron av en karboxylgrupp - en eller flera - är ett kännetecken för karboxylsyror. På grund av strukturen hos den funktionella gruppen kan dimerer bildas i sura lösningar. De är sammanlänkade genom vätebindningar. Föreningarna dissocierar till vätekatjoner och syraresteranjoner och är svaga elektrolyter. Ett undantag är den första representanten för en serie begränsandemonobasiska syror - myrsyra, eller metan, som är en ledare av den andra typen av medelstyrka. Förekomsten av endast enkla sigma-bindningar i molekyler indikerar gränsen, men om ämnen har dubbla pi-bindningar i sin sammansättning är dessa omättade ämnen. Den första gruppen inkluderar sådana syror som metan, ättiksyra, smörsyra. Den andra representeras av föreningar som är en del av flytande fetter - oljor, till exempel oljesyra. De kemiska egenskaperna hos syreh altiga föreningar: organiska och oorganiska syror är i stort sett lika. Så de kan interagera med aktiva metaller, deras oxider, med alkalier och även med alkoholer. Till exempel reagerar ättiksyra med natrium, oxid och kaustiksoda och bildar ett s alt - natriumacetat:
NaOH + CH3COOH→NaCH3COO + H2O
En speciell plats upptas av föreningar av högre karboxylsyreinnehållande syror: stearin och palmitin, med en trevärd mättad alkohol - glycerin. De tillhör estrar och kallas fetter. Samma syror ingår i natrium- och kaliums alterna som en sur rest, som bildar tvålar.
Fett och tvål
Viktiga organiska föreningar som är brett spridda i vilda djur och spelar en ledande roll som det mest energikrävande ämnet är fetter. De är inte en individuell förening, utan en blandning av heterogena glycerider. Dessa är föreningar av den begränsande flervärda alkoholen - glycerin, som liksom metanol och fenol innehåller hydroxylfunktionella grupper. Fetter kan hydrolyserasuppvärmning med vatten i närvaro av katalysatorer: alkalier, syror, zinkoxider, magnesium. Produkterna från reaktionen kommer att vara glycerol och olika karboxylsyror, som vidare används för framställning av tvål. För att inte använda dyra naturliga ätbara fetter i denna process erhålls de nödvändiga karboxylsyrorna genom att oxidera paraffin.
Fenoler
När vi kommer på klasserna av syreh altiga föreningar, låt oss fokusera på fenoler. De representeras av fenylradikalen -C6H5, kopplade till en eller flera funktionella hydroxylgrupper. Den enklaste representanten för denna klass är karbolsyra, eller fenol. Som en mycket svag syra kan den interagera med alkalier och aktiva metaller - natrium, kalium. Ett ämne med uttalade bakteriedödande egenskaper - fenol används inom medicin, såväl som vid framställning av färgämnen och fenol-formaldehydhartser.
I vår artikel studerade vi huvudklasserna av syreh altiga föreningar och beaktade även deras kemiska egenskaper.
