Keemilised funktsioonid: happed, alused, soolad ja oksiidid

Keemiline funktsioon on sarnaste omadustega ainete rühm. Neid omadusi nimetatakse funktsionaalseteks, kuna need määravad ainete käitumise.

Peamised anorgaanilised keemilised funktsioonid on: happed, alused, soolad ja oksiidid.

Happed

Happed on ühendid, mis on moodustatud kovalentsete sidemete kaudu, kus elektronid on ühised. Keemik Svante Arrheniuse (1859–1927) sõnul vabastavad need ühendid H-ioone⁺ kui nad puutuvad kokku veega.

Kuidas hapet tuvastada?

Happe üldvalem on H_xA, kus A tähistab aniooni, H on vesinik ja x on selle elemendi aatomite arv molekulis.

Täna teame, et veega kokkupuutel eraldub hape ainsa katioonina H-st.⁺ ja moodustab ioniseerimisel hüdrooniumiooni. Veelgi enam, kui happed vesilahuses ioniseeritakse, on nad võimelised juhtima elektrit.

Happe tugevust mõõdetakse selle veega kokkupuutel ioniseeriva võime järgi. Mida rohkem happemolekule vees ioniseerub, seda tugevam on hape.

Näide: HCl on tugev hape, kuna selle ionisatsiooniaste on 92%. H₂CO₃ see on nõrk hape, kuna lahuses ioniseeritakse ainult 0,18% happemolekulidest.

Hapete klassifikatsioon

Happeid saame klassifitseerida ioniseeruvate vesinike arvu järgi:

• Monohape: sellel on ainult üks ioniseeritav vesinik, näiteks HCN;
• Diatsiid: sisaldab kahte ioniseerivat vesinikku, nagu H₂AINULT₃;
• Triatsiid: sisaldab kolme ioniseerivat vesinikku, näiteks H₃TOLM₄;
• Tetrahape: sellel on neli ioniseeruvat vesinikku, nagu H₄P₂O₇.

Happeid liigitatakse ka hapniku puudumise järgi hüdraadidnagu HCl ja HCN, ja kui seal on hapnikuelement, siis neid nimetatakse oksühapped, nagu H₂AINULT₄ ja HNO₃.

Hapete näited

• väävelhape, H₂AINULT₄
• Vesinikkloriidhape, HCl
• Fluorhape, HF
• Lämmastikhape, HNO₃
• Fosforhape, H₃TOLM₄
• Süsinikhape, H₂CO₃

Lisateave happed.

Alused

Alused on ioonsidemetega moodustatud ühendid, kus toimub elektronide annetamine. Keemik Svante Arrhenius (1859-1927) sõnul vabastavad need ühendid OH-ioone^- kui nad puutuvad kokku veega, kuna ühend dissotsieerub.

Kuidas baasi tuvastada?

Aluse üldvalem on , kus B tähistab katiooni (positiivset radikaali), mis moodustab aluse, ja y on laeng, mis määrab hüdroksüülrühmade (OH^-).

Alused on kokkutõmbava, söövitava ja mõru maitsega. Kui nad veekeskkonnas eralduvad, juhivad ka alused elektrit.

Alused on ühendid, mis dissotsieeruvad vesilahuses ja aluse tugevust mõõdetakse dissotsiatsiooniastme järgi. Seega, mida rohkem struktuure vees eraldub, seda tugevam on alus.

Näide: NaOH on tugev alus, kuna selle ionisatsiooniaste on 95%. NH₄OH on nõrk alus, kuna ainult 1,5% ühendist läbib ioonse dissotsiatsiooni.

Põhiklass

Aluseid saab klassifitseerida vastavalt nende lahuses vabanevate hüdroksüülrühmade arvule:

• Monoalusel: on ainult üks hüdroksüülrühm, nagu NaOH;
• Dibaas: sisaldab kahte hüdroksüülrühma, nagu Ca (OH)₂;
• Tribase: sisaldab kolme hüdroksüülrühma, näiteks Al (OH)₃;
• Tetrabaas: sisaldab nelja hüdroksüülrühma, nagu Pb (OH)₄.

Leelismetalli ja leelismuldmetalli aluseid, välja arvatud berüllium ja magneesium, peetakse tugeva alusena nende suure dissotsiatsiooniastme tõttu. Nõrkadel alustel on dissotsiatsioonitase alla 5%, näiteks NH₄OH ja Zn (OH)₂.

Näited alustest

• Naatriumhüdroksiid, NaOH
• Ammooniumhüdroksiid, NH₄oh
• Kaaliumhüdroksiid, KOH
• Magneesiumhüdroksiid, Mg (OH)₂
• Raudhüdroksiid, Fe (OH)₃
• Kaltsiumhüdroksiid, Ca (OH)₂

Lisateave alused.

soolad

Soolad on happe ja aluse vahelises reaktsioonis tekkinud ühendid, mida nimetatakse neutraliseerimisreaktsiooniks.

Seetõttu moodustub sool katioonist, mis pärineb alusest, ja anioonist, mis pärineb happest.

Kuidas soola tuvastada?

Soolad on ioonsed ühendid, mille struktuur on C_xTHE_y moodustub C katioonist^{y +} (positiivne ioon), va H⁺ja anioon A^x- (negatiivne ioon), mis erineb OH-st^-.

Keskkonnatingimustes olevad soolad ilmuvad kristalse tahke ainena, sulamis- ja keemistemperatuur on kõrge. Lisaks on paljudel iseloomulik soolane maitse.

Kuigi mõned soolad on toidus hästi tuntud ja kasutatavad, näiteks naatriumkloriid (lauasool), on soolasid, mis on äärmiselt mürgised.

Vesilahuses olles suudavad soolad elektrit juhtida. Paljud soolad suudavad kergesti niiskust keskkonnast imada ja seetõttu nimetatakse neid hügroskoopseteks.

Soolade klassifikatsioon

Soolad klassifitseeritakse vastavalt vesilahuses esitatud omadustele.

neutraalne sool: moodustub tugeva aluskatiooniga ja tugeva happe aniooniga või nõrga aluse katiooniga ja nõrga happe aniooniga.

Näide: HCl (tugev hape) + NaOH (tugev alus) → NaCl (neutraalne sool) + H₂O (vesi)

happeline sool: Moodustatud nõrga aluse katiooni ja tugeva happe aniooniga.

Näide: HNO₃ (tugev hape) + AgOH (nõrk alus) → AgNO₃ (happeline sool) + H₂O (vesi)

aluseline sool: Moodustub tugeva aluse katiooniga ja nõrga happe aniooniga.

Näide: H₂CO₃ (nõrk hape) + NaOH (tugev alus) → NaHCO₃ (aluseline sool) + H₂O (vesi)

Soolade näited

• Kaaliumnitraat, KNO₃
• Naatriumhüpoklorit, NaClO
• Naatriumfluoriid, NaF
• Naatriumkarbonaat, Na₂CO₃
• Kaltsiumsulfaat, CaSO₄
• Alumiiniumfosfaat, AlPO₄

Lisateave soolad.

Oksiidid

Oksiidid on ühendid, mis on moodustatud kahest keemilisest elemendist, millest üks on hapnik, mis on ühendi kõige elektronegatiivsem.

Kuidas oksiidi tuvastada?

Oksiidi üldvalem on , kus C tähistab hapnikuga seotud katiooni (positiivset iooni). Y (katioonlaeng) näitab, kui palju hapniku aatomeid peab oksiidi moodustama.

Oksiidid on binaarsed ained, kus hapnik on seotud keemilise elemendiga, mis on vähem elektronegatiivne kui see. Seetõttu seondub hapnik fluoriga, nagu OF ühendites₂ see on₂F₂ei loeta oksiidideks.

Oksiidide klassifikatsioon

Molekulaarsetel oksiididel (hapnik + ametal) on happeline omadus, kuna vesilahuses olles reageerivad nad happeid, näiteks süsinikdioksiidi (CO₂).

Ioonoksiididel (hapnik + metall) on põhiline iseloom, kuna kokkupuutel veega moodustavad need aluselised lahused, näiteks kaltsiumoksiid (CaO).

Kui oksiid ei reageeri veega, näiteks süsinikmonooksiidiga (CO), iseloomustatakse seda kui neutraalset oksiidi.

Oksiidide näited

• Tinaoksiid, SnO₂
• Raudoksiid III, Fe₂O₃
• Naatriumoksiid, Na₂O
• Liitiumoksiid, Li₂O
• Tina dioksiid, SnO₂
• Lämmastikdioksiid, NO₂

Lisateave oksiidid.

Tähelepanu!

Hapete, aluste, soolade ja oksiidide klassid on organiseeritud keemiliste funktsioonidena, et hõlbustada anorgaaniliste ühendite uurimist, kuna ainete arv on väga suur.

Kuid nad võivad mõnikord segada, nagu soolade ja oksiidide puhul, millel võib olla happeline või aluseline iseloom. Lisaks mõjutab ainete käitumist nende vastastikune toime teiste ühenditega.

Orgaanilises keemias on võimalik visualiseerida orgaaniliste ühendite erinevaid funktsionaalrühmi.

Tea ka orgaanilised funktsioonid.

Peamised anorgaanilised ühendid

Vaadake mõningaid näiteid ühenditest anorgaanilised funktsioonid ja millised on selle rakendused.

Happed

Vesinikkloriidhape, HCl

Vesinikkloriidhape on tugev monohape. See on vesilahus, mis sisaldab 37% HCl, vesinikkloriidi, värvitut, väga mürgist ja söövitavat gaasi.

Seda kasutatakse metallide puhastamiseks, naha valmistamise protsessis ja muude keemiliste ühendite toorainena. Seda ainet turustatakse muriatsiinhappena põrandate, plaatide ja metallpindade puhastamiseks.

väävelhape, H₂AINULT₄

O väävelhape see on tugev dihape. See on värvitu ja viskoosne vedelik, mida peetakse tugevaks, kuna selle ionisatsiooniaste on temperatuuril 18º C üle 50%.

Anorgaanilist hapet kasutatakse suures ulatuses keemiatööstuses paljude materjalide tootmine ja seetõttu võib nende tarbimine näidata majandusarengu indeksit riigi kohta.

Alused

Magneesiumhüdroksiid, Mg (OH)₂

Magneesiumhüdroksiid on dibaas, kuna selle koostises on kaks hüdroksüülrühma. Keskkonnatingimustes on keemiline ühend valge tahke aine ja selle suspensiooni vees turustatakse magneesiumpiima nime all.

Magneesiumpiima kasutatakse antatsiidina, maohappe vähendamiseks ja lahtistina, parandades soolefunktsioone.

Naatriumhüdroksiid, NaOH

O naatriumhüdroksiid, mida nimetatakse ka seebikiviks, on ümbritsevates tingimustes tahkes olekus, valkja värvusega ning väga mürgine ja söövitav.

See on tugev alus, mida kasutatakse nii tööstuses puhastusvahendite valmistamiseks kui ka koduses kasutuses näiteks torude ummistamiseks.

Toote kasutamine nõuab palju hoolt, kuna kokkupuude nahaga võib põhjustada tõsiseid põletushaavu.

soolad

Naatriumkloriid, NaCl

Lauasool, mille keemiline nimetus on naatriumkloriid, on aine, mida kasutatakse laialdaselt maitseainete ja toidukaitsevahenditena.

Üks lauasoola tootmiseks kasutatav tehnika on merevee aurustamine ja keemilise ühendi kristallimine. Seejärel läbib sool rafineerimisprotsessi.

Teine viis, kuidas naatriumkloriid meie elus esineb, on soolalahus, vesilahus, milles on 0,9% soola.

Naatriumvesinikkarbonaat, NaHCO₃

Naatriumvesinikkarbonaat, rahva seas naatriumvesinikkarbonaat, on väga väikeste kristallidega, pulbrilise välimusega sool, mis lahustub vees kergesti.

See on aine, mida kasutatakse paljudes kodustes tingimustes, kas puhastamiseks, segatuna teiste ühenditega või tervislikuks, kuna seda esineb kihisevate ainete koostises.

Oksiidid

vesinikperoksiid, H₂O₂

O vesinikperoksiidi seda turustatakse lahusena, mida nimetatakse vesinikperoksiidiks, väga oksüdeerivaks vedelikuks. Kui see pole vees lahustunud, on vesinikperoksiid üsna ebastabiilne ja laguneb kiiresti.

Vesinikperoksiidi lahuse peamised kasutusalad on: antiseptiline, valgendav ja juuksevalgendaja.

süsinikdioksiid, CO₂

O süsinikdioksiid, mida nimetatakse ka süsinikdioksiidiks, on värvitu, lõhnatu ja õhust raskem molekulaarne oksiid.

Fotosünteesis CO₂ Atmosfäär püütakse atmosfäärist ja reageerib veega, tekitades glükoosi ja hapnikku. Seetõttu on see protsess oluline õhus oleva hapniku uuenemiseks.

Kuid kõrge süsinikdioksiidi kontsentratsioon atmosfääris on üks kasvuhooneefekti süvenemise põhjuseid, säilitades atmosfääris suurema hulga soojust.