Χημικές λειτουργίες: οξέα, βάσεις, άλατα και οξείδια

Η χημική λειτουργία είναι μια ομάδα ουσιών που έχουν παρόμοιες ιδιότητες. Αυτές οι ιδιότητες ονομάζονται λειτουργικές, καθώς καθορίζουν τη συμπεριφορά των ουσιών.

Οι κύριες ανόργανες χημικές λειτουργίες είναι: οξέα, βάσεις, άλατα και οξείδια.

Οξέα

Τα οξέα είναι ενώσεις που σχηματίζονται από ομοιοπολικούς δεσμούς, όπου τα ηλεκτρόνια μοιράζονται. Σύμφωνα με τον χημικό Svante Arrhenius (1859-1927) αυτές οι ενώσεις απελευθερώνουν ιόντα Η⁺ όταν έρχονται σε επαφή με νερό.

Πώς να αναγνωρίσετε ένα οξύ;

Ο γενικός τύπος για ένα οξύ είναι Η_ΧΑ, όπου το Α αντιπροσωπεύει το ανιόν, το Η είναι υδρογόνο και το χ είναι ο αριθμός ατόμων αυτού του στοιχείου που υπάρχει στο μόριο.

Σήμερα, γνωρίζουμε ότι σε επαφή με το νερό ένα οξύ απελευθερώνει το Η ως το μόνο κατιόν.⁺ και σχηματίζει το ιόν υδρονίου κατά τον ιονισμό. Επιπλέον, όταν τα οξέα ιονίζονται σε ένα υδατικό διάλυμα, είναι ικανά να μεταφέρουν ηλεκτρισμό.

Η ισχύς ενός οξέος μετράται από την ικανότητά του να ιονίζεται σε επαφή με νερό. Όσο περισσότερα μόρια οξέων ιονίζονται στο νερό, τόσο ισχυρότερο είναι το οξύ.

Παράδειγμα: Το HCl είναι ένα ισχυρό οξύ, καθώς έχει βαθμό ιονισμού 92%. το Η₂CO₃ είναι ένα ασθενές οξύ, καθώς μόνο 0,18% των μορίων οξέος ιονίζονται σε διάλυμα.

Ταξινόμηση των οξέων

Μπορούμε να ταξινομήσουμε τα οξέα σύμφωνα με τον αριθμό των ιονιζόμενων υδρογόνων σε:

• Μονοξύ: έχει μόνο ένα ιονίζον υδρογόνο, όπως το HCN.
• Diacid: έχει δύο ιονίζοντα υδρογόνα, όπως το Η₂ΜΟΝΟ₃;
• Triacid: έχει τρία ιονίζοντα υδρογόνα, όπως H₃ΣΚΟΝΗ₄;
• Tetracid: έχει τέσσερα ιονίζοντα υδρογόνα, όπως το Η₄Π₂Ο₇.

Τα οξέα ταξινομούνται επίσης από την απουσία οξυγόνου ενυδατώνει, όπως HCl και HCN, και όταν υπάρχει το στοιχείο οξυγόνου, καλούνται οξυοξέα, όπως ο Η₂ΜΟΝΟ₄ και HNO₃.

Παραδείγματα οξέων

• θειικό οξύ, Η₂ΜΟΝΟ₄
• Υδροχλωρικό οξύ, HCl
• Υδροφθορικό οξύ, HF
• Νιτρικό οξύ, HNO₃
• Φωσφορικό οξύ, Η₃ΣΚΟΝΗ₄
• Ανθρακικό οξύ, Η₂CO₃

Μάθε περισσότερα για οξέα.

Βάσεις

Οι βάσεις είναι ενώσεις που σχηματίζονται από ιοντικούς δεσμούς, όπου υπάρχει η δωρεά ηλεκτρονίων. Σύμφωνα με τον χημικό Svante Arrhenius (1859-1927) αυτές οι ενώσεις απελευθερώνουν ιόντα ΟΗ^- όταν έρχονται σε επαφή με νερό, καθώς η ένωση διαχωρίζεται.

Πώς να προσδιορίσετε μια βάση;

Ο γενικός τύπος για μια βάση είναι , όπου το B αντιπροσωπεύει το κατιόν (θετική ρίζα) που αποτελεί τη βάση και το y είναι το φορτίο που καθορίζει τον αριθμό των υδροξυλίων (OH^-).

Οι βάσεις έχουν στυπτική, καυστική και πικρή γεύση. Όταν αποσυνδέονται σε υδατικό μέσο, ​​οι βάσεις επίσης παρέχουν ηλεκτρισμό.

Οι βάσεις είναι ενώσεις που διαχωρίζονται σε υδατικό διάλυμα και η ισχύς μιας βάσης μετράται από το βαθμό διαχωρισμού. Επομένως, όσο περισσότερο διαχωρίζονται οι δομές στο νερό, τόσο ισχυρότερη είναι η βάση.

Παράδειγμα: Το ΝαΟΗ είναι μια ισχυρή βάση, καθώς έχει βαθμό ιονισμού 95%. ΝΗ₄Το ΟΗ είναι μια ασθενής βάση καθώς μόνο το 1,5% της ένωσης υφίσταται ιοντική διάσπαση.

Βασική ταξινόμηση

Οι βάσεις μπορούν να ταξινομηθούν ανάλογα με τον αριθμό των υδροξυλίων που απελευθερώνουν σε διάλυμα σε:

• Μονοβάση: έχει μόνο ένα υδροξύλιο, όπως το ΝαΟΗ.
• Dibase: έχει δύο υδροξύλια, όπως το Ca (OH)₂;
• Tribase: έχει τρία υδροξύλια, όπως το Al (OH)₃;
• Tetrabase: έχει τέσσερα υδροξύλια, όπως Pb (OH)₄.

Οι βάσεις μετάλλων αλκαλίου και μετάλλων αλκαλικών γαιών, με εξαίρεση το βηρύλλιο και το μαγνήσιο, θεωρούνται ισχυρές βάσεις λόγω του υψηλού βαθμού αποσύνδεσης. Οι αδύναμες βάσεις, από την άλλη πλευρά, έχουν βαθμό διαχωρισμού μικρότερο από 5%, όπως το NH₄OH και Zn (OH)₂.

Παραδείγματα βάσεων

• Υδροξείδιο του νατρίου, NaOH
• Υδροξείδιο αμμωνίου, NH₄Ω
• Υδροξείδιο του καλίου, KOH
• Υδροξείδιο του μαγνησίου, Mg (OH)₂
• Υδροξείδιο του σιδήρου, Fe (OH)₃
• Υδροξείδιο του ασβεστίου, Ca (OH)₂

Μάθε περισσότερα για βάσεις.

άλατα

Τα άλατα είναι ενώσεις που παράγονται από την αντίδραση που λαμβάνει χώρα μεταξύ οξέος και βάσης, που ονομάζεται αντίδραση εξουδετέρωσης.

Επομένως, ένα άλας σχηματίζεται από ένα κατιόν που προέρχεται από μια βάση και ένα ανιόν που προέρχεται από το οξύ.

Πώς να αναγνωρίσετε ένα αλάτι;

Τα άλατα είναι ιοντικές ενώσεις των οποίων η δομή είναι C_ΧΟ_ε σχηματίζεται από ένα κατιόν C^{γ +} (θετικό ιόν), εκτός του Η⁺, και ένα ανιόν Α^Χ- (αρνητικό ιόν), το οποίο διαφέρει από το OH^-.

Τα άλατα σε συνθήκες περιβάλλοντος εμφανίζονται ως κρυσταλλικά στερεά, με υψηλό σημείο τήξης και βρασμού. Επιπλέον, πολλοί έχουν χαρακτηριστική αλμυρή γεύση.

Αν και ορισμένα άλατα είναι πολύ γνωστά και χρησιμοποιούνται σε τρόφιμα, όπως το χλωριούχο νάτριο (επιτραπέζιο αλάτι), υπάρχουν άλατα που είναι εξαιρετικά τοξικά.

Όταν βρίσκονται σε υδατικό διάλυμα, τα άλατα είναι ικανά να διοχετεύουν ηλεκτρισμό. Πολλά άλατα μπορούν εύκολα να απορροφήσουν υγρασία από το περιβάλλον και επομένως ονομάζονται υγροσκοπικά.

Ταξινόμηση των αλάτων

Τα άλατα ταξινομούνται σύμφωνα με το χαρακτήρα τους σε υδατικό διάλυμα.

ουδέτερο αλάτι: σχηματίζεται από ισχυρό κατιόν βάσης και ανιόν ισχυρού οξέος ή ασθενές κατιόν βάσης και ανιόν αδύναμου οξέος.

Παράδειγμα: HCl (ισχυρό οξύ) + NaOH (ισχυρή βάση) → NaCl (ουδέτερο άλας) + Η₂O (νερό)

όξινο αλάτι: Σχηματίζεται από αδύναμο βασικό κατιόν και ισχυρό οξύ ανιόν.

Παράδειγμα: HNO₃ (ισχυρό οξύ) + AgOH (ασθενής βάση) → AgNO₃ (όξινο άλας) + Η₂O (νερό)

βασικό αλάτι: σχηματίζεται από ισχυρό κατιόν βάσης και ανιόν ασθενών οξέων.

Παράδειγμα: Η₂CO₃ (ασθενές οξύ) + NaOH (ισχυρή βάση) → NaHCO₃ (βασικό αλάτι) + Η₂O (νερό)

Παραδείγματα αλάτων

• Νιτρικό κάλιο, KNO₃
• Υποχλωριώδες νάτριο, NaClO
• Φθοριούχο νάτριο, NaF
• Ανθρακικό νάτριο, Na₂CO₃
• Θειικό ασβέστιο, CaSO₄
• Φωσφορικό αργίλιο, AlPO₄

Μάθε περισσότερα για άλατα.

Οξείδια

Τα οξείδια είναι ενώσεις που σχηματίζονται από δύο χημικά στοιχεία, ένα από τα οποία είναι το οξυγόνο, το οποίο είναι το πιο ηλεκτροαρνητικό της ένωσης.

Πώς να αναγνωρίσετε ένα οξείδιο;

Ο γενικός τύπος για ένα οξείδιο είναι , όπου το C αντιπροσωπεύει το κατιόν (θετικό ιόν) συνδεδεμένο με οξυγόνο. Το y (φορτίο κατιόντων) δείχνει πόσα άτομα οξυγόνου πρέπει να αποτελούν το οξείδιο.

Τα οξείδια είναι δυαδικές ουσίες, όπου το οξυγόνο συνδέεται με ένα χημικό στοιχείο που είναι λιγότερο ηλεκτροαρνητικό από αυτό. Επομένως, η σύνδεση οξυγόνου με φθόριο, όπως στις ενώσεις OF₂ είναι το₂φά₂, δεν θεωρούνται οξείδια.

Ταξινόμηση των οξειδίων

Τα μοριακά οξείδια (οξυγόνο + αμετάλη) έχουν όξινο χαρακτήρα, διότι όταν βρίσκονται σε υδατικό διάλυμα αντιδρούν παράγοντας οξέα, όπως διοξείδιο του άνθρακα (CO₂).

Τα ιονικά οξείδια (οξυγόνο + μέταλλο) έχουν βασικό χαρακτήρα, καθώς σε επαφή με το νερό σχηματίζουν βασικά διαλύματα, όπως το οξείδιο του ασβεστίου (CaO).

Όταν ένα οξείδιο δεν αντιδρά με νερό, όπως το μονοξείδιο του άνθρακα (CO), χαρακτηρίζεται ως ουδέτερο οξείδιο.

Παραδείγματα οξειδίων

• Οξείδιο κασσίτερου, SnO₂
• Οξείδιο του σιδήρου III, Fe₂Ο₃
• Οξείδιο του νατρίου, Na₂Ο
• Οξείδιο του λιθίου, Li₂Ο
• Διοξείδιο κασσίτερου, SnO₂
• Διοξείδιο του αζώτου, ΟΧΙ₂

Μάθε περισσότερα για οξείδια.

Προσοχή!

Οι κατηγορίες οξέων, βάσεων, αλάτων και οξειδίων οργανώνονται ως χημικές λειτουργίες για να διευκολύνουν τη μελέτη ανόργανων ενώσεων, καθώς ο αριθμός των ουσιών είναι πολύ μεγάλος.

Ωστόσο, μερικές φορές μπορούν να αναμιχθούν, όπως στην περίπτωση των αλάτων και των οξειδίων, τα οποία μπορούν να έχουν όξινο ή βασικό χαρακτήρα. Επιπλέον, η συμπεριφορά των ουσιών επηρεάζεται από την αλληλεπίδρασή τους με άλλες ενώσεις.

Στην Οργανική Χημεία, είναι δυνατή η απεικόνιση των διαφορετικών λειτουργικών ομάδων οργανικών ενώσεων.

Γνωρίστε επίσης το οργανικές λειτουργίες.

Κύριες ανόργανες ενώσεις

Δείτε μερικά παραδείγματα ενώσεων από ανόργανες λειτουργίες και ποιες είναι οι εφαρμογές της.

Οξέα

Υδροχλωρικό οξύ, HCl

Το υδροχλωρικό οξύ είναι ένα ισχυρό μονοοξύ. Είναι ένα υδατικό διάλυμα που περιέχει 37% HCl, υδροχλώριο, ένα άχρωμο, πολύ τοξικό και διαβρωτικό αέριο.

Χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό μετάλλων, στη διαδικασία παραγωγής δέρματος και ως πρώτη ύλη για άλλες χημικές ενώσεις. Αυτή η ουσία διατίθεται στο εμπόριο ως muriatic acid για τον καθαρισμό πατωμάτων, πλακιδίων και μεταλλικών επιφανειών.

θειικό οξύ, Η₂ΜΟΝΟ₄

Ο θειικό οξύ είναι ένα ισχυρό διοξύ. Είναι ένα άχρωμο και ιξώδες υγρό, το οποίο θεωρείται ισχυρό επειδή ο βαθμός ιονισμού του είναι μεγαλύτερος από 50% σε θερμοκρασία 18 aC.

Αυτό το ανόργανο οξύ χρησιμοποιείται σε μεγάλη κλίμακα στη χημική βιομηχανία, ως πρώτη ύλη για το κατασκευή πολλών υλικών και, επομένως, η κατανάλωσή τους μπορεί να δείξει τον δείκτη οικονομικής ανάπτυξης μιας χώρας.

Βάσεις

Υδροξείδιο του μαγνησίου, Mg (OH)₂

Το υδροξείδιο του μαγνησίου είναι μια διβάση, καθώς έχει δύο υδροξύλια στη σύνθεσή του. Υπό συνθήκες περιβάλλοντος, η χημική ένωση είναι ένα λευκό στερεό και το εναιώρημά του σε νερό διατίθεται στο εμπόριο με την ονομασία Milk of Magnesia.

Το γάλα της μαγνησίας χρησιμοποιείται ως αντιόξινο, για τη μείωση του οξέος του στομάχου και ως καθαρτικό, βελτιώνοντας τις εντερικές λειτουργίες.

Υδροξείδιο του νατρίου, NaOH

Ο υδροξείδιο του νατρίου, που ονομάζεται επίσης καυστική σόδα, σε συνθήκες περιβάλλοντος είναι σε στερεή κατάσταση, έχει υπόλευκο χρώμα και είναι πολύ τοξικό και διαβρωτικό.

Είναι μια ισχυρή βάση, που χρησιμοποιείται τόσο στη βιομηχανία, για την κατασκευή προϊόντων καθαρισμού, όσο και για οικιακή χρήση, για να ξεμπλοκάρετε σωλήνες, για παράδειγμα.

Η χρήση του προϊόντος απαιτεί μεγάλη προσοχή, καθώς η επαφή με το δέρμα μπορεί να προκαλέσει σοβαρά εγκαύματα.

άλατα

Χλωριούχο νάτριο, NaCl

Το επιτραπέζιο αλάτι, του οποίου η χημική ονομασία είναι χλωριούχο νάτριο, είναι μια ουσία που χρησιμοποιείται ευρέως ως καρυκεύματα και συντηρητικό τροφίμων.

Μία από τις τεχνικές που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή επιτραπέζιου αλατιού είναι η εξάτμιση του θαλασσινού νερού και η κρυστάλλωση της χημικής ένωσης. Στη συνέχεια, το αλάτι υφίσταται διαδικασία βελτίωσης.

Ένας άλλος τρόπος με τον οποίο το χλωριούχο νάτριο υπάρχει στη ζωή μας είναι με αλατούχο διάλυμα, ένα υδατικό διάλυμα με 0,9% του αλατιού.

Διττανθρακικό νάτριο, NaHCO₃

Το όξινο ανθρακικό νάτριο, ευρέως γνωστό ως όξινο ανθρακικό νάτριο, είναι ένα άλας με πολύ μικρούς κρυστάλλους, με κονιοποιημένη εμφάνιση, το οποίο διαλύεται εύκολα στο νερό.

Είναι μια ουσία με πολλές οικιακές εφαρμογές, είτε για τον καθαρισμό, αναμεμιγμένη με άλλες ενώσεις, είτε για την υγεία, καθώς υπάρχει στη σύνθεση των αναβραστικών.

Οξείδια

υπεροξείδιο του υδρογόνου, Η₂Ο₂

Ο υπεροξείδιο του υδρογόνου διατίθεται στο εμπόριο ως διάλυμα που ονομάζεται υπεροξείδιο του υδρογόνου, ένα εξαιρετικά οξειδωτικό υγρό. Όταν δεν διαλύεται σε νερό, το υπεροξείδιο του υδρογόνου είναι αρκετά ασταθές και διαλύεται γρήγορα.

Οι κύριες εφαρμογές του διαλύματος υπεροξειδίου του υδρογόνου είναι: αντισηπτικό, λεύκανση και λεύκανση μαλλιών.

διοξείδιο του άνθρακα, CO₂

Ο διοξείδιο του άνθρακα, επίσης ονομάζεται διοξείδιο του άνθρακα, είναι ένα άχρωμο, άοσμο και βαρύτερο μοριακό οξείδιο από τον αέρα.

Στη φωτοσύνθεση το CO₂ Η ατμοσφαιρική συλλαμβάνεται από την ατμόσφαιρα και αντιδρά με νερό, παράγοντας γλυκόζη και οξυγόνο. Επομένως, αυτή η διαδικασία είναι σημαντική για την ανανέωση του οξυγόνου στον αέρα.

Ωστόσο, η υψηλή συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα είναι μία από τις αιτίες για την επιδείνωση του φαινομένου του θερμοκηπίου, διατηρώντας μεγαλύτερη ποσότητα θερμότητας στην ατμόσφαιρα.