Syrahydroxider är oorganiska föreningar av hydroxylgruppen –OH och en metall eller icke-metall med ett oxidationstillstånd på +5, +6. Ett annat namn är syreh altiga oorganiska syror. Deras egenskap är elimineringen av en proton under dissociation.
Klassificering av hydroxider
Hydroxider kallas även hydroxider och vodoxider. Nästan alla kemiska grundämnen har dem, vissa är brett spridda i naturen, till exempel är mineralerna hydrargillit och brucit aluminium- respektive magnesiumhydroxider.
Följande typer av hydroxider särskiljs:
- basic;
- amfoterisk;
- syra.
Klassificering baseras på om oxiden som bildar hydroxiden är basisk, sur eller amfoter.
Allmänna egenskaper
Det mest intressanta är syra-basegenskaperna hos oxider och hydroxider, eftersom möjligheten till reaktioner beror på dem. Huruvida hydroxiden kommer att uppvisa sura, basiska eller amfotära egenskaper beror på styrkan hos bindningen mellan syre, väte och grundämnet.
Jonstyrkan påverkaspotential, med en ökning där de grundläggande egenskaperna hos hydroxider försvagas och de sura egenskaperna hos hydroxider ökar.
Högre hydroxider
Högre hydroxider är föreningar där det bildande elementet är i det högsta oxidationstillståndet. Dessa är bland alla typer i klassen. Ett exempel på en bas är magnesiumhydroxid. Aluminiumhydroxid är amfoter, medan perklorsyra kan klassificeras som en sur hydroxid.
Förändring i egenskaperna hos dessa ämnen beroende på det bildande elementet kan spåras enligt D. I. Mendeleevs periodiska system. De sura egenskaperna hos högre hydroxider ökar från vänster till höger, medan de metalliska egenskaperna försvagas i denna riktning.
Basic hydroxides
I en snäv mening kallas denna typ en bas, eftersom OH-anjonen spjälkas av under dess dissociation. De mest kända av dessa föreningar är alkalier, till exempel:
- Släckt kalk Ca(OH)2 används i kalkrum, garvning av läder, framställning av svampdödande vätskor, murbruk och betong, mjukgörande vatten, framställning av socker, blekmedel och gödningsmedel, kausticering av natrium- och kaliumkarbonater, neutralisering av sura lösningar, detektion av koldioxid, desinfektion, minskning av jordens resistivitet, som livsmedelstillsats.
- KOH kaustik kaliumklorid som används inom fotografi, oljeraffinering, livsmedels-, pappers- och metallurgisk industri, samt ett alkaliskt batteri, syraneutraliserare, katalysator, gasrenare, pH-regulator, elektrolyt,komponenter av rengöringsmedel, borrvätskor, färgämnen, gödningsmedel, organiska och oorganiska ämnen av kaliumklorid, bekämpningsmedel, farmaceutiska preparat för behandling av vårtor, tvål, syntetiskt gummi.
- Kaustisk soda NaOH, som krävs för massa- och pappersindustrin, förtvålning av fetter vid tillverkning av tvättmedel, syraneutralisering, biodieselproduktion, blockeringsupplösning, avgasning av giftiga ämnen, bearbetning av bomull och ull, mögeltvätt, livsmedelsproduktion, kosmetologi, fotografi.
Basishydroxider bildas som ett resultat av interaktion med vatten av motsvarande metalloxider, i de allra flesta fall med ett oxidationstillstånd på +1 eller +2. Dessa inkluderar alkaliska, alkaliska jordartsmetaller och övergångselement.
Dessutom kan baser erhållas på följande sätt:
- interaktion av alkali med ett s alt av en lågaktiv metall;
- reaktion mellan ett alkaliskt eller alkaliskt jordartselement och vatten;
- genom elektrolys av en vattenlösning av s alt.
Sura och basiska hydroxider interagerar med varandra och bildar s alt och vatten. Denna reaktion kallas neutralisering och är av stor betydelse för titrimetrisk analys. Dessutom används den i vardagen. När syra spills kan ett farligt reagens neutraliseras med soda och vinäger används för alkali.
Dessutom förskjuter basiska hydroxider jonjämvikten under dissociation i lösning, vilket manifesteras i en förändring i färgerna på indikatorerna, och inträder i utbytesreaktioner.
När de värms upp sönderdelas olösliga föreningar till oxid och vatten, och alkalier smälter. En basisk hydroxid och en sur oxid bildar ett s alt.
Amfotera hydroxider
Vissa grundämnen, beroende på förhållandena, uppvisar antingen basiska eller sura egenskaper. Hydroxider baserade på dem kallas amfotera. De är lätta att identifiera genom metallen som ingår i kompositionen, som har ett oxidationstillstånd på +3, +4. Till exempel en vit gelatinös substans - aluminiumhydroxid Al(OH)3, som används vid vattenrening på grund av sin höga adsorberande förmåga, vid tillverkning av vacciner som ett ämne som förstärker immunsvaret, inom medicin för behandling av syraberoende sjukdomar mag-tarmkanalen. Det är också ofta inkorporerat i flamskyddad plast och fungerar som en bärare för katalysatorer.
Men det finns undantag när värdet på grundämnets oxidationstillstånd är +2. Detta är typiskt för beryllium, tenn, bly och zink. Hydroxid av den sista metallen Zn(OH)2 används i stor utsträckning inom kemisk industri, främst för syntes av olika föreningar.
Du kan få amfoter hydroxid genom att reagera en lösning av ett övergångsmetalls alt med utspädd alkali.
Amfoter hydroxid och syraoxid, alkali eller syra bildar ett s alt när de interagerar. Uppvärmning av hydroxid leder till dess nedbrytning till vatten och metahydroxid, som vid ytterligare uppvärmning omvandlas till oxid.
Amfoterisk ochsura hydroxider beter sig på samma sätt i ett alkaliskt medium. När de interagerar med syror fungerar amfotära hydroxider som baser.
Acid hydroxides
Denna typ kännetecknas av närvaron av ett element i oxidationstillståndet från +4 till +7. I lösning kan de donera en vätekatjon eller acceptera ett elektronpar och bilda en kovalent bindning. Oftast har de ett tillstånd av aggregering av en vätska, men det finns också fasta ämnen bland dem.
Bildar en sur hydroxidoxid som kan bilda s alt och som innehåller en icke-metall eller övergångsmetall. Oxiden erhålls som ett resultat av oxidation av en icke-metall, sönderdelning av en syra eller ett s alt.
Hydroxiders sura egenskaper manifesteras i deras förmåga att färga indikatorer, lösa upp aktiva metaller med väteutveckling, reagera med baser och basiska oxider. Deras särdrag är deltagande i redoxreaktioner. Under den kemiska processen fäster de negativt laddade elementarpartiklar till sig själva. Förmågan att fungera som elektronacceptor försvagas av utspädning och omvandling till s alter.
Därmed är det möjligt att särskilja inte bara syra-basegenskaperna hos hydroxider, utan även de oxiderande.
salpetersyra
HNO3 anses vara en stark monobasisk syra. Det är mycket giftigt, lämnar sår på huden med gul färgning av integumentet, och dess ångor irriterar omedelbart luftvägarnas slemhinna. Det gamla namnet är stark vodka. Det hänvisar till sura hydroxider, i vattenlösningardissocierar helt till joner. Utåt ser det ut som en färglös vätska som ryker i luften. En koncentrerad vattenlösning anses vara 60 - 70 % av ämnet, och om h alten överstiger 95 % kallas det rykande salpetersyra.
Ju högre koncentration, desto mörkare blir vätskan. Den kan till och med ha en brun färg på grund av sönderdelning till oxid, syre och vatten i ljus eller med lätt uppvärmning, så den bör förvaras i en mörk glasbehållare på en sval plats.
De kemiska egenskaperna hos sur hydroxid är sådana att den endast kan destilleras utan sönderdelning under reducerat tryck. Alla metaller reagerar med det utom guld, vissa representanter för platinagruppen och tantal, men slutprodukten beror på koncentrationen av syran.
Till exempel ger en 60 % substans, när den interagerar med zink, kvävedioxid som den dominerande biprodukten, 30 % - monooxid, 20% - dikväveoxid (skrattgas). Ännu lägre koncentrationer på 10 % och 3 % ger ett enkelt ämne kväve i form av gas respektive ammoniumnitrat. Sålunda kan olika nitroföreningar erhållas från syran. Som framgår av exemplet, ju lägre koncentration, desto djupare reduktion av kväve. Även metallens aktivitet påverkar detta.
Ett ämne kan lösa guld eller platina endast i kompositionen av aqua regia - en blandning av tre delar s altsyra och en salpetersyra. Glas och PTFE är resistenta mot det.
Förutom metaller reagerar ämnet medbasiska och amfotära oxider, baser, svaga syror. I alla fall är resultatet s alter, med icke-metaller - syror. Alla reaktioner inträffar inte säkert, till exempel antänds aminer och terpentin spontant när de kommer i kontakt med hydroxid i koncentrerat tillstånd.
S alt kallas nitrater. Vid upphettning sönderdelas de eller uppvisar oxiderande egenskaper. I praktiken används de som gödningsmedel. De förekommer praktiskt taget inte i naturen på grund av hög löslighet, därför erhålls alla s alter utom kalium och natrium på konstgjord väg.
Själva syran erhålls från syntetiserad ammoniak och koncentreras vid behov på flera sätt:
- skifta balans genom att öka trycket;
- genom uppvärmning i närvaro av svavelsyra;
- destillation.
Vidare används det i produktionen av mineralgödsel, färgämnen och mediciner, militärindustrin, grafik av staffli, smycken, organisk syntes. Ibland används utspädd syra vid fotografering för att surgöra färgningslösningar.
Svavelsyra
Н2SO4 är en stark tvåbasisk syra. Det ser ut som en färglös tung oljig vätska, luktfri. Det förlegade namnet är vitriol (vattenlösning) eller vitriololja (en blandning med svaveldioxid). Detta namn gavs på grund av det faktum att svavel i början av 1800-talet producerades vid vitriolväxter. Som hyllning till traditionen kallas sulfathydrater fortfarande för vitriol än i dag.
Tillverkningen av syra är etablerad i industriell skala ochär cirka 200 miljoner ton per år. Det erhålls genom att oxidera svaveldioxid med syre eller kvävedioxid i närvaro av vatten, eller genom att reagera vätesulfid med koppar, silver, bly eller kvicksilversulfat. Det resulterande koncentrerade ämnet är ett starkt oxidationsmedel: det tränger undan halogener från motsvarande syror, omvandlar kol och svavel till sura oxider. Hydroxiden reduceras sedan till svaveldioxid, vätesulfid eller svavel. En utspädd syra uppvisar vanligtvis inte oxiderande egenskaper och bildar medium och sura s alter eller estrar.
Ämnet kan detekteras och identifieras genom reaktion med lösliga bariums alter, som ett resultat av vilket en vit fällning av sulfat fälls ut.
Syran används vidare vid bearbetning av malmer, produktion av mineralgödsel, kemiska fibrer, färgämnen, rök och sprängämnen, olika industrier, organisk syntes, som en elektrolyt, för att erhålla minerals alter.
Men användningen är fylld med vissa faror. Frätande ämne orsakar kemiska brännskador vid kontakt med hud eller slemhinnor. Vid inandning uppträder först en hosta, och därefter - inflammatoriska sjukdomar i struphuvudet, luftstrupen och bronkierna. Att överskrida den högsta tillåtna koncentrationen på 1 mg per kubikmeter är dödligt.
Du kan stöta på svavelsyraångor inte bara i specialiserade industrier utan också i stadens atmosfär. Detta händer när kemiska och metallurgiskaföretag släpper ut svaveloxider som sedan faller som surt regn.
Alla dessa faror har lett till att cirkulationen av svavelsyra som innehåller mer än 45 % masskoncentration i Ryssland är begränsad.
Svavelsyra
Н2SO3 - svagare syra än svavelsyra. Dess formel skiljer sig bara med en syreatom, men detta gör den instabil. Det har inte isolerats i fritt tillstånd, det finns endast i utspädda vattenlösningar. De kan identifieras av en specifik stickande lukt, som påminner om en bränd tändsticka. Och för att bekräfta närvaron av en sulfitjon - genom reaktion med kaliumpermanganat, som ett resultat av vilket den rödvioletta lösningen blir färglös.
Ett ämne under olika förhållanden kan fungera som ett reduktionsmedel och ett oxidationsmedel, bilda sura och medelstora s alter. Den används för konservering av livsmedel, framställning av cellulosa från trä, samt för delikat blekning av ull, siden och andra material.
Ortofosforsyra
H3PO4 är en medelstark syra som ser ut som färglösa kristaller. Ortofosforsyra kallas också en 85% lösning av dessa kristaller i vatten. Det verkar som en luktfri, sirapsliknande vätska som är benägen att få hypotermi. Uppvärmning över 210 grader Celsius gör att den förvandlas till pyrofosforsyra.
Fosforsyra löser sig väl i vatten, neutraliserar med alkalier och ammoniakhydrat, reagerar med metaller,bildar polymerföreningar.
Du kan få ämnet på olika sätt:
- upplösning av röd fosfor i vatten under tryck, vid en temperatur på 700-900 grader, med platina, koppar, titan eller zirkonium;
- kokande röd fosfor i koncentrerad salpetersyra;
- genom att tillsätta varm koncentrerad salpetersyra till fosfin;
- oxidation av fosfinsyre vid 150 grader;
- exponera tetrafosfordekaooxid för en temperatur på 0 grader, sedan gradvis öka den till 20 grader och en mjuk övergång till kokning (vatten behövs i alla stadier);
- löser pentaklorid eller fosfortrikloridoxid i vatten.
Användningen av den resulterande produkten är bred. Med dess hjälp reduceras ytspänningen och oxider avlägsnas från ytor som förbereder för lödning, metaller rengörs från rost och en skyddande film skapas på deras yta som förhindrar ytterligare korrosion. Dessutom används ortofosforsyra i industriella frysar och för forskning inom molekylärbiologi.
Blandningen ingår också i flyghydraulikvätskor, livsmedelstillsatser och surhetsreglerande medel. Det används i djurhållning för att förebygga urolithiasis hos minkar och i tandvård för manipulationer innan fyllning.
Pyrofosforsyra
H4R2O7 - en syra som karakteriserades som stark i den första scen och svag i andra. Hon smälter utansönderdelning, eftersom denna process kräver uppvärmning i vakuum eller närvaro av starka syror. Det neutraliseras av alkalier och reagerar med väteperoxid. Skaffa det på något av följande sätt:
- nedbrytning av tetrafosfordekaoxid i vatten vid noll temperatur och sedan uppvärmning till 20 grader;
- genom att värma fosforsyra till 150 grader;
- reaktion av koncentrerad fosforsyra med tetrafosfordekaoxid vid 80-100 grader.
Används främst för gödseltillverkning.
Förutom dessa finns det många andra representanter för sura hydroxider. Var och en av dem har sina egna egenskaper och egenskaper, men i allmänhet ligger de sura egenskaperna hos oxider och hydroxider i deras förmåga att spjälka av väte, sönderdela, interagera med alkalier, s alter och metaller.
