Een van die mees algemene chemiese elemente wat by die oorgrote meerderheid van chemikalieë ingesluit is, is suurstof. Oksiede, sure, basisse, alkohole, fenole en ander suurstofbevattende verbindings word in die loop van anorganiese en organiese chemie bestudeer. In ons artikel gaan ons die eienskappe bestudeer, asook voorbeelde gee van hul toepassing in die industrie, landbou en medisyne.
Oxides
Die eenvoudigste in struktuur is binêre verbindings van metale en nie-metale met suurstof. Die klassifikasie van oksiede sluit die volgende groepe in: suur, basies, amfoteries en onverskillig. Die hoofkriterium vir die verdeling van al hierdie stowwe is watter element met suurstof kombineer. As dit metaal is, dan is hulle basies. Byvoorbeeld: CuO, MgO, Na2O - oksiede van koper, magnesium, natrium. Hul belangrikste chemiese eienskap is die reaksie met sure. Dus, koperoksied reageer met chloriedsuur:
CuO + 2HCl -> CuCl2 + H2O +63,3 kJ.
Die teenwoordigheid van atome van nie-metaalelemente in die molekules van binêre verbindings dui aan dat hulle aan suuroksiede behoort, byvoorbeeld waterstofoksied H2O, koolstofdioksied CO 2, fosforpentoksied P2O5. Die vermoë van sulke stowwe om met alkalieë te reageer is hul belangrikste chemiese eienskap.
As gevolg van die reaksie kan soute van twee tipes gevorm word: suur of medium. Dit sal afhang van hoeveel mol alkali reageer:
- CO2 + KOH=> KHCO3;
- CO2+ 2KOH=> K2CO3 + H2O.
Nog 'n groep suurstofbevattende verbindings, wat chemiese elemente soos sink of aluminium insluit, word na verwys as amfoteriese oksiede. In hul eienskappe is daar 'n neiging tot chemiese interaksie met beide sure en alkalieë. Die produkte van die interaksie van suuroksiede met water is sure. Byvoorbeeld, in die reaksie van swaelsuuranhidried en water word sulfaatsuur gevorm. Sure is een van die belangrikste klasse suurstofbevattende verbindings.
sure en hul eienskappe
Verbindings wat bestaan uit waterstofatome wat met komplekse ione van suurreste geassosieer word, is sure. Konvensioneel kan hulle verdeel word in anorganiese, byvoorbeeld, koolsuur, sulfaat, nitraat en organiese verbindings. Laasgenoemde sluit in asynsuur, miere, oliesure. Beide groepe stowwe het soortgelyke eienskappe. Dus, hulle tree in 'n neutralisasie reaksie met basisse, reageer met soute enbasiese oksiede. Byna alle suurstofbevattende sure in waterige oplossings dissosieer in ione, wat geleiers van die tweede soort is. Dit is moontlik om die suur aard van hul omgewing te bepaal, as gevolg van die oormatige teenwoordigheid van waterstofione, met behulp van aanwysers. Pers lakmoes word byvoorbeeld rooi wanneer dit by 'n suuroplossing gevoeg word. 'n Tipiese verteenwoordiger van organiese verbindings is asynsuur wat 'n karboksielgroep bevat. Dit sluit 'n waterstofatoom in, wat die suur eienskappe van die stof bepaal. Dit is 'n kleurlose vloeistof met 'n spesifieke skerp reuk wat by temperature onder 17 °C kristalliseer. CH3COOH, soos ander suurstofbevattende sure, is perfek oplosbaar in water in enige verhoudings. Sy 3 - 5% oplossing is bekend in die alledaagse lewe onder die naam van asyn, wat in kook gebruik word as 'n geurmiddel. Die stof het ook sy gebruik gevind in die vervaardiging van asetaatsy, kleurstowwe, plastiek en sommige medisyne.
Organiese verbindings wat suurstof bevat
In chemie kan 'n mens 'n groot groep stowwe onderskei wat, benewens koolstof en waterstof, ook suurstofdeeltjies bevat. Dit is karboksielsure, esters, aldehiede, alkohole en fenole. Al hul chemiese eienskappe word bepaal deur die teenwoordigheid in die molekules van spesiale komplekse - funksionele groepe. Byvoorbeeld, die algemene chemiese formule van 'n alkohol wat slegs beperkende bindings tussen atome bevat, is ROH, waar R 'n koolwaterstofradikaal is. Hierdie verbindings word gewoonlik beskou as afgeleides van alkane, waarin eendie waterstofatoom word deur 'n hidroksogroep vervang.
Fisiese en chemiese eienskappe van alkohole
Aggregeerde toestand van alkohole is vloeistowwe of vaste verbindings. Daar is geen gasvormige stowwe onder alkohole nie, wat verklaar kan word deur die vorming van assosiate - groepe wat bestaan uit verskeie molekules wat deur swak waterstofbindings verbind word. Hierdie feit bepaal ook die goeie oplosbaarheid van laer alkohole in water. Maar in waterige oplossings, suurstofbevattende organiese stowwe - alkohole, dissosieer nie in ione nie, verander nie die kleur van aanwysers nie, dit wil sê, hulle het 'n neutrale reaksie. Die waterstofatoom van die funksionele groep is swak aan ander deeltjies gebind, daarom kan dit in chemiese interaksies die molekule verlaat. Op dieselfde plek van vrye valensie word dit vervang deur ander atome, byvoorbeeld in reaksies met aktiewe metale of met alkalieë - deur metaalatome. In die teenwoordigheid van katalisators soos platinummaas of koper, word alkohole deur kragtige oksideermiddels, kaliumbichromaat of kaliumpermanganaat, tot aldehiede geoksideer.
Veresteringsreaksie
Een van die belangrikste chemiese eienskappe van suurstofbevattende organiese stowwe: alkohole en sure is 'n reaksie wat lei tot die produksie van esters. Dit is van groot praktiese belang en word in die industrie gebruik vir die ekstraksie van esters wat as oplosmiddels in die voedselbedryf gebruik word (in die vorm van vrugteessens). In die geneeskunde word sommige van die esters as krampstillende middels gebruik, byvoorbeeld etielnitriet verwyd perifere bloedvate, enisoamylnitriet is 'n beskermer van kransslagader spasmas. Die veresteringsreaksievergelyking is soos volg:
CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
Daarin is CH3COOH asynsuur, en C2H5OH is die chemiese formule van alkohol etanol.
Aldehiede
As 'n verbinding 'n –COH funksionele groep bevat, dan behoort dit aan aldehiede. Hulle word aangebied as produkte van verdere oksidasie van alkohole, byvoorbeeld, met oksideermiddels soos koperoksied.
Die teenwoordigheid van 'n karbonielkompleks in die molekules van miere of asetaldehied bepaal hul vermoë om atome van ander chemiese elemente te polimeer en te heg. Kwalitatiewe reaksies wat gebruik kan word om die teenwoordigheid van 'n karbonielgroep en die behoort van 'n stof tot aldehiede te bewys, is die silwer spieëlreaksie en die interaksie met koperhidroksied wanneer dit verhit word:
Asetaldehied, wat in die industrie gebruik word om asynsuur te vervaardig, het die grootste gebruik gekry - 'n groot tonnemaat produk van organiese sintese.
Eienskappe van suurstofbevattende organiese verbindings - karboksielsure
Die teenwoordigheid van 'n karboksielgroep - een of meer - is 'n kenmerk van karboksielsure. As gevolg van die struktuur van die funksionele groep kan dimere in suuroplossings vorm. Hulle is aan mekaar gekoppel deur waterstofbindings. Die verbindings dissosieer in waterstofkatione en suurresidu-anione en is swak elektroliete. 'n Uitsondering is die eerste verteenwoordiger van 'n reeks beperkingsmonobasiese sure - miere, of metaan, wat 'n geleier van die tweede soort mediumsterkte is. Die teenwoordigheid van slegs eenvoudige sigma-bindings in molekules dui die limiet aan, maar as stowwe dubbele pi-bindings in hul samestelling het, is dit onversadigde stowwe. Die eerste groep sluit sure soos metaan, asyn, botter in. Die tweede word voorgestel deur verbindings wat deel uitmaak van vloeibare vette - olies, byvoorbeeld oliesuur. Die chemiese eienskappe van suurstofbevattende verbindings: organiese en anorganiese sure stem grootliks ooreen. Hulle kan dus in wisselwerking tree met aktiewe metale, hul oksiede, met alkalië, en ook met alkohole. Byvoorbeeld, asynsuur reageer met natrium, oksied en bytsoda om 'n sout te vorm - natriumasetaat:
NaOH + CH3COOH→NaCH3COO + H2O
'n Spesiale plek word ingeneem deur verbindings van hoër karboksiel suurstof-bevattende sure: stearienzuur en palmitiet, met 'n driehidriese versadigde alkohol - gliserien. Hulle behoort aan esters en word vette genoem. Dieselfde sure is deel van die natrium- en kaliumsoute as 'n suur oorskot, wat seep vorm.
Vette en seep
Belangrike organiese verbindings wat wydverspreid in wild voorkom en 'n leidende rol speel as die mees energie-intensiewe stof, is vette. Hulle is nie 'n individuele verbinding nie, maar 'n mengsel van heterogene gliseriede. Dit is verbindings van die beperkende polihidriese alkohol - gliserien, wat, soos metanol en fenol, hidroksiel funksionele groepe bevat. Vette kan gehidroliseer wordverhitting met water in die teenwoordigheid van katalisators: alkalieë, sure, sinkoksiede, magnesium. Die produkte van die reaksie sal gliserol en verskeie karboksielsure wees, wat verder vir die produksie van seep gebruik word. Om nie duur natuurlike eetbare vette in hierdie proses te gebruik nie, word die nodige karboksielsure verkry deur paraffien te oksideer.
Fenole
Om die klasse van suurstofbevattende verbindings vorendag te kom, kom ons fokus op fenole. Hulle word voorgestel deur die fenielradikaal -C6H5, gekoppel aan een of meer funksionele hidroksielgroepe. Die eenvoudigste verteenwoordiger van hierdie klas is karbolsuur, of fenol. As 'n baie swak suur kan dit interaksie hê met alkalieë en aktiewe metale - natrium, kalium. 'n Stof met uitgesproke bakteriedodende eienskappe - fenol word in medisyne gebruik, sowel as in die produksie van kleurstowwe en fenol-formaldehiedharse.
In ons artikel het ons die hoofklasse suurstofbevattende verbindings bestudeer, en ook hul chemiese eienskappe oorweeg.
