Syrehydroxider er uorganiske forbindelser af hydroxylgruppen –OH og et metal eller ikke-metal med en oxidationstilstand på +5, +6. Et andet navn er iltholdige uorganiske syrer. Deres egenskab er eliminering af en proton under dissociation.
Klassificering af hydroxider
Hydroxider kaldes også hydroxider og vodoxider. Næsten alle kemiske grundstoffer har dem, nogle er vidt udbredt i naturen, for eksempel er mineralerne hydrargillit og brucit henholdsvis aluminium- og magnesiumhydroxider.
Der skelnes mellem følgende typer hydroxider:
- basic;
- amfoterisk;
- syre.
Klassificering er baseret på, om oxidet, der danner hydroxidet, er basisk, surt eller amfotert.
Generelle egenskaber
Det mest interessante er syre-base-egenskaberne af oxider og hydroxider, da muligheden for reaktioner afhænger af dem. Hvorvidt hydroxidet vil udvise sure, basiske eller amfotere egenskaber afhænger af styrken af bindingen mellem oxygen, hydrogen og grundstoffet.
Ionstyrken er påvirketpotentiale, med en stigning, hvor hydroxidernes grundlæggende egenskaber svækkes, og hydroxidernes sure egenskaber øges.
Højere hydroxider
Højere hydroxider er forbindelser, hvor det dannende grundstof er i den højeste oxidationstilstand. Disse er blandt alle typer i klassen. Et eksempel på en base er magnesiumhydroxid. Aluminiumhydroxid er amfotert, mens perchlorsyre kan klassificeres som et surt hydroxid.
Ændring i disse stoffers karakteristika afhængigt af det dannende grundstof kan spores i henhold til D. I. Mendeleevs periodiske system. De sure egenskaber af højere hydroxider øges fra venstre mod højre, mens de metalliske egenskaber henholdsvis svækkes i denne retning.
Basishydroxider
I snæver forstand kaldes denne type en base, da OH-anionen sp altes af under dens dissociation. De mest berømte af disse forbindelser er alkalier, for eksempel:
- Læsket kalk Ca(OH)2 brugt i kalkrum, garvning af læder, tilberedning af svampedræbende væsker, mørtler og beton, blødgøring af vand, fremstilling af sukker, blegemiddel og gødning, kaustisering af natrium- og kaliumkarbonater, neutralisering af sure opløsninger, påvisning af kuldioxid, desinfektion, reduktion af jordresistivitet, som fødevaretilsætning.
- KOH kaustisk kaliumchlorid brugt i fotografi, olieraffinering, fødevare-, papir- og metallurgiske industrier, samt et alkalisk batteri, syreneutralisator, katalysator, gasrenser, pH-regulator, elektrolyt,bestanddele af rengøringsmidler, borevæsker, farvestoffer, gødning, organiske og uorganiske kaliumchloridstoffer, pesticider, farmaceutiske præparater til behandling af vorter, sæber, syntetisk gummi.
- Kaustisk soda NaOH, påkrævet til papirmasse- og papirindustrien, forsæbning af fedtstoffer i produktionen af rengøringsmidler, syreneutralisering, biodieselproduktion, blokeringsopløsning, afgasning af giftige stoffer, forarbejdning af bomuld og uld, vask af skimmel, fødevareproduktion, kosmetologi, fotografi.
Basishydroxider dannes som følge af interaktion med vand af de tilsvarende metaloxider, i langt de fleste tilfælde med en oxidationstilstand på +1 eller +2. Disse omfatter alkaliske, jordalkali- og overgangselementer.
Desuden kan baser opnås på følgende måder:
- interaktion af alkali med et s alt af et lavaktivt metal;
- reaktion mellem et alkalisk eller jordalkaligrundstof og vand;
- ved elektrolyse af en vandig opløsning af s alt.
Sure og basiske hydroxider interagerer med hinanden og danner s alt og vand. Denne reaktion kaldes neutralisering og er af stor betydning for titrimetrisk analyse. Derudover bruges det i hverdagen. Når syre spildes, kan et farligt reagens neutraliseres med sodavand, og eddike bruges til alkali.
Derudover ændrer basiske hydroxider ionligevægten under dissociation i opløsning, hvilket kommer til udtryk i en ændring i indikatorernes farver, og indgår i udvekslingsreaktioner.
Når de opvarmes, nedbrydes uopløselige forbindelser til oxid og vand, og alkalier smelter. Et basisk hydroxid og et surt oxid danner et s alt.
Amfotere hydroxider
Nogle elementer, afhængigt af forholdene, udviser enten basiske eller sure egenskaber. Hydroxider baseret på dem kaldes amfotere. De er nemme at identificere ved det metal, der er inkluderet i sammensætningen, som har en oxidationstilstand på +3, +4. For eksempel et hvidt gelatinøst stof - aluminiumhydroxid Al(OH)3, der bruges til vandrensning på grund af dets høje adsorberende kapacitet, til fremstilling af vacciner som et stof, der forstærker immunresponset, i medicin til behandling af syreafhængige sygdomme mave-tarmkanalen. Det er også ofte inkorporeret i flammehæmmende plast og fungerer som en bærer for katalysatorer.
Men der er undtagelser, når værdien af grundstoffets oxidationstilstand er +2. Dette er typisk for beryllium, tin, bly og zink. Hydroxid af det sidste metal Zn(OH)2 er meget udbredt i kemiske industrier, primært til syntese af forskellige forbindelser.
Du kan få amfotert hydroxid ved at reagere en opløsning af et overgangsmetals alt med fortyndet alkali.
Amfotert hydroxid og syreoxid, alkali eller syre danner et s alt, når de interagerer. Opvarmning af hydroxid fører til dets nedbrydning til vand og metahydroxid, som ved yderligere opvarmning omdannes til oxid.
Amfoterisk ogsure hydroxider opfører sig på samme måde i et alkalisk medium. Når de interagerer med syrer, fungerer amfotere hydroxider som baser.
syrehydroxider
Denne type er karakteriseret ved tilstedeværelsen af et grundstof i oxidationstilstanden fra +4 til +7. I opløsning er de i stand til at donere en brintkation eller acceptere et elektronpar og danne en kovalent binding. Oftest har de en aggregeringstilstand af en væske, men der er også faste stoffer blandt dem.
Danner et surt hydroxidoxid, der er i stand til at danne s alt, og som indeholder et ikke-metal eller et overgangsmetal. Oxidet opnås som et resultat af oxidation af et ikke-metal, nedbrydning af en syre eller et s alt.
Hydroxidernes sure egenskaber viser sig i deres evne til at farve indikatorer, opløse aktive metaller med hydrogenudvikling, reagere med baser og basiske oxider. Deres karakteristiske træk er deltagelse i redoxreaktioner. Under den kemiske proces binder de negativt ladede elementarpartikler til sig selv. Evnen til at fungere som elektronacceptor svækkes af fortynding og omdannelse til s alte.
Det er således muligt at skelne ikke kun hydroxidernes syre-base egenskaber, men også de oxiderende.
salpetersyre
HNO3 betragtes som en stærk monobasisk syre. Det er meget giftigt, efterlader sår på huden med gul farvning af integumentet, og dets dampe irriterer øjeblikkeligt luftvejsslimhinden. Det gamle navn er stærk vodka. Det refererer til syrehydroxider i vandige opløsningeropløses fuldstændigt til ioner. Udadtil ligner det en farveløs væske, der ryger i luften. En koncentreret vandig opløsning anses for at være 60 - 70 % af stoffet, og hvis indholdet overstiger 95 %, kaldes det rygende salpetersyre.
Jo højere koncentrationen er, jo mørkere ser væsken ud. Det kan endda have en brun farve på grund af nedbrydning til oxid, ilt og vand i lys eller ved let opvarmning, så det skal opbevares i en mørk glasbeholder på et køligt sted.
De kemiske egenskaber ved syrehydroxid er sådan, at det kun kan destilleres uden nedbrydning under reduceret tryk. Alle metaller reagerer med det undtagen guld, nogle repræsentanter for platingruppen og tantal, men slutproduktet afhænger af koncentrationen af syren.
For eksempel giver et 60 % stof, når det interagerer med zink, nitrogendioxid som det overvejende biprodukt, 30 % - monoxid, 20 % - dinitrogenoxid (lattergas). Endnu lavere koncentrationer på 10 % og 3 % giver et simpelt stof nitrogen i form af henholdsvis gas og ammoniumnitrat. Der kan således opnås forskellige nitroforbindelser fra syren. Som det fremgår af eksemplet, jo lavere koncentrationen er, jo dybere reduktion af kvælstof. Metallets aktivitet påvirker også dette.
Et stof kan kun opløse guld eller platin i sammensætningen af aqua regia - en blanding af tre dele s altsyre og en salpetersyre. Glas og PTFE er modstandsdygtige over for det.
Udover metaller reagerer stoffet medbasiske og amfotere oxider, baser, svage syrer. I alle tilfælde er resultatet s alte, med ikke-metaller - syrer. Ikke alle reaktioner forekommer sikkert, f.eks. antændes aminer og terpentin spontant, når de kommer i kontakt med hydroxid i koncentreret tilstand.
S alte kaldes nitrater. Når de opvarmes, nedbrydes de eller udviser oxiderende egenskaber. I praksis bruges de som gødning. De forekommer praktisk t alt ikke i naturen på grund af høj opløselighed, derfor opnås alle s alte undtagen kalium og natrium kunstigt.
Selve syren er fremstillet af syntetiseret ammoniak og om nødvendigt koncentreret på flere måder:
- skifte balance ved at øge presset;
- ved opvarmning i nærvær af svovlsyre;
- destillation.
Yderligere bruges det i produktionen af mineralsk gødning, farvestoffer og medicin, militærindustrien, staffeligrafik, smykker, organisk syntese. Lejlighedsvis bruges fortyndet syre til fotografering til at syrne farveopløsninger.
Svovlsyre
Н2SO4 er en stærk dibasisk syre. Det ligner en farveløs tung olieagtig væske, lugtfri. Det forældede navn er vitriol (vandig opløsning) eller vitriololie (en blanding med svovldioxid). Dette navn blev givet på grund af det faktum, at svovl i begyndelsen af det 19. århundrede blev produceret på vitriolanlæg. Som en hyldest til traditionen kaldes sulfathydrater stadig for vitriol den dag i dag.
Produktionen af syre er etableret i industriel skala oger omkring 200 millioner tons om året. Det opnås ved at oxidere svovldioxid med oxygen eller nitrogendioxid i nærværelse af vand eller ved at omsætte svovlbrinte med kobber, sølv, bly eller kviksølvsulfat. Det resulterende koncentrerede stof er et stærkt oxidationsmiddel: det fortrænger halogener fra de tilsvarende syrer, omdanner kulstof og svovl til sure oxider. Hydroxidet reduceres derefter til svovldioxid, svovlbrinte eller svovl. En fortyndet syre udviser norm alt ikke oxiderende egenskaber og danner mellemstore og sure s alte eller estere.
Stoffet kan påvises og identificeres ved reaktion med opløselige bariums alte, hvorved der udfældes et hvidt bundfald af sulfat.
Syren bruges yderligere i forarbejdning af malme, produktion af mineralsk gødning, kemiske fibre, farvestoffer, røg og sprængstoffer, forskellige industrier, organisk syntese, som en elektrolyt, for at opnå minerals alte.
Men brugen er fyldt med visse farer. Ætsende stof forårsager kemiske forbrændinger ved kontakt med hud eller slimhinder. Ved indånding opstår først en hoste, og efterfølgende - inflammatoriske sygdomme i strubehovedet, luftrøret og bronkierne. At overskride den maksim alt tilladte koncentration på 1 mg pr. kubikmeter er dødbringende.
Du kan støde på svovlsyredampe ikke kun i specialiserede industrier, men også i atmosfæren i byen. Dette sker, når det er kemisk og metallurgiskvirksomheder udleder svovloxider, som derefter falder som sur regn.
Alle disse farer har ført til, at cirkulationen af svovlsyre indeholdende mere end 45 % massekoncentration i Rusland er begrænset.
Svovlsyre
Н2SO3 - svagere syre end svovlsyre. Dens formel adskiller sig kun med ét oxygenatom, men det gør den ustabil. Det er ikke blevet isoleret i fri tilstand; det findes kun i fortyndede vandige opløsninger. De kan identificeres ved en specifik skarp lugt, der minder om en brændt tændstik. Og for at bekræfte tilstedeværelsen af en sulfition - ved reaktion med kaliumpermanganat, som et resultat af hvilket den rødviolette opløsning bliver farveløs.
Et stof under forskellige forhold kan fungere som et reduktionsmiddel og et oxidationsmiddel, danne sure og mellemstore s alte. Det bruges til konservering af fødevarer, til fremstilling af cellulose fra træ, samt til delikat blegning af uld, silke og andre materialer.
Orthophosphorsyre
H3PO4 er en middelstærk syre, der ligner farveløse krystaller. Orthophosphorsyre kaldes også en 85% opløsning af disse krystaller i vand. Det fremstår som en lugtfri, sirupsagtig væske, der er tilbøjelig til hypotermi. Opvarmning over 210 grader Celsius får det til at blive til pyrophosphorsyre.
Fosforsyre opløses godt i vand, neutraliserer med alkalier og ammoniakhydrat, reagerer med metaller,danner polymerforbindelser.
Du kan få stoffet på forskellige måder:
- opløsning af rødt fosfor i vand under tryk, ved en temperatur på 700-900 grader, ved hjælp af platin, kobber, titanium eller zirconium;
- kogende rødt fosfor i koncentreret salpetersyre;
- ved at tilsætte varm koncentreret salpetersyre til phosphin;
- oxidation af fosphinilt ved 150 grader;
- udsættelse af tetraphosphordecaooxid for en temperatur på 0 grader, hvorefter den gradvist øges til 20 grader og en jævn overgang til kogning (vand er nødvendigt i alle stadier);
- opløsning af pentachlorid eller phosphortrichloridoxid i vand.
Brugen af det resulterende produkt er bred. Med dens hjælp reduceres overfladespændingen, og oxider fjernes fra overflader, der forbereder sig til lodning, metaller renses for rust, og der skabes en beskyttende film på deres overflade, der forhindrer yderligere korrosion. Derudover bruges orthophosphorsyre i industrielle frysere og til forskning i molekylærbiologi.
Sammensætningen er også en del af flyhydraulikvæsker, fødevaretilsætningsstoffer og surhedsregulerende midler. Det bruges i dyrehold til forebyggelse af urolithiasis hos mink og i tandplejen til manipulationer før påfyldning.
Pyrophosphorsyre
H4R2O7 - en syre karakteriseret som stærk i den første scene og svag i andre. Hun smelter udennedbrydning, da denne proces kræver opvarmning i vakuum eller tilstedeværelse af stærke syrer. Det neutraliseres af alkalier og reagerer med hydrogenperoxid. Få det på en af følgende måder:
- nedbrydning af tetraphosphor decaoxid i vand ved nul temperatur og derefter opvarmning til 20 grader;
- ved at opvarme fosforsyre til 150 grader;
- reaktion af koncentreret phosphorsyre med tetraphosphordecaoxid ved 80-100 grader.
Bruges hovedsageligt til gødningsproduktion.
Udover disse er der mange andre repræsentanter for sure hydroxider. Hver af dem har sine egne karakteristika og karakteristika, men generelt ligger de sure egenskaber ved oxider og hydroxider i deres evne til at sp alte brint, nedbrydes, interagere med alkalier, s alte og metaller.
