Anorgaanilised funktsioonid: happed, alused, soolad ja oksiidid

Anorgaanilised funktsioonid on anorgaaniliste ühendite rühmad, millel on sarnased omadused.

Keemiliste ühendite põhiline klassifikatsioon on: orgaanilised ühendid on need, mis sisaldavad süsinikuaatomeid, samas kui orgaanilised ühendid sisaldavad süsinikuaatomeid. anorgaanilised ühendid neid moodustavad muud keemilised elemendid.

On erandeid nagu CO, CO₂ ja edasi₂CO₃mis omavad struktuurivalemis süsinikku, anorgaaniliste ainete omadustega.

Neli peamist anorgaanilist funktsiooni on: happed, alused, soolad ja oksiidid.

Need neli põhifunktsiooni määratles keemik Arrhenius, kes tuvastas ioonid hapetes, alustes ja soolades.

Happed

Happed nad on kovalentsed ühendid, see tähendab, et nad jagavad oma sidemetes elektrone. Neil on võime vees ioniseerida ja moodustada laenguid, vabastades H⁺ ainsa katioonina.

Hapete klassifikatsioon

Happeid saab klassifitseerida vastavalt vesilahusesse eralduva ja ioniseeriva vesiniku kogusele, reageerides veega hüdrooniumiooni moodustamiseks.

Ioniseeruvate vesinike arv
Monohapped: neil on ainult üks ioniseeritav vesinik. Näited: HNO3, HCl ja HCN
dihapped: on kaks ioniseerivat vesinikku. Näited: H2AINULT4, H2S ja H2MnO4
Triatsiidid: on kolm ioniseerivat vesinikku. Näited: H3TOLM4 ja H3BO3
tetratsiidid: neil on neli ioniseerivat vesinikku. Näited: H4P7O7

Happe tugevust mõõdetakse ionisatsiooniastme järgi. Mida suurem on väärtus tugevam on hape, kuna:

ionisatsiooni aste
tugev: ionisatsiooniaste on üle 50%.
mõõdukas: ionisatsiooniaste on vahemikus 5% kuni 50%.
nõrk: ionisatsioonitase on alla 5%.

Happed võivad oma struktuuris sisaldada või mitte sisaldada hapnikuelementi, seega:

hapniku olemasolu
Hidratiidid: pole hapniku aatomeid. Näited: HCl, HBr ja HCN.
oksühapped: Happestruktuuris on element hapnikku. Näited: HClO, H2CO3 ja HNO3.

Happe nomenklatuur

Happe üldvalemit võib kirjeldada järgmiselt H_x, kus A tähistab hapet moodustavat aniooni ja tekkiv nomenklatuur võib olla:

aniooni lõpetamine	Happe lõpetamine
eto Näide: Kloriid (Cl^-)	hüdrauliline Näide: vesinikkloriidhape (HCl)
tegutsema Näide: kloraat	ich Näide: kloorhape (HClO3)
väga Näide: nitrit	luu Näide: dilämmastikhape (HNO2)

Hapete omadused

Hapete peamised omadused on:

• Need maitsevad hapukalt.
• Nad kannavad elektrivoolu, kuna need on elektrolüütilised lahused.
• Nad moodustavad gaasilise vesiniku, kui nad reageerivad metallidega nagu magneesium ja tsink.
• Moodustage kaltsiumkarbonaadiga reageerimisel süsinikdioksiid.
• Nad muudavad happe-aluse näitajad konkreetseks värviks (sinine lakmuspaber muutub punaseks).

Peamised happed

Näited: vesinikkloriidhape (HCl), väävelhape (H₂AINULT₄), äädikhape (CH₃COOH), süsihape (H₂CO₃) ja lämmastikhape (HNO₃).

Ehkki äädikhape on orgaanilise keemia hape, on selle tähtsuse tõttu oluline teada selle struktuuri.

Alused

Alused on katioonide, enamasti metallide, moodustunud ioonsed ühendid, mis vees dissotsieeruvad, vabastades hüdroksiidaniooni (OH^-).

Põhiklass

Aluseid saab klassifitseerida lahusesse eralduvate hüdroksüülrühmade arvu järgi.

Hüdroksüülrühmade arv
Monobaasid: neil on ainult üks hüdroksüülrühm. Näited: NaOH, KOH ja NH4oh
Diibasid: on kaks hüdroksüülrühma. Näited: Ca (OH)2, Fe (OH)2 ja Mg (OH)2
Tribases: on kolm hüdroksüülrühma. Näited: Al (OH)3 ja Fe (OH)3
tetrabaasid: on neli hüdroksüülrühma. Näited: Sn (OH)4 ja Pb (OH)4

Alused on tavaliselt ioonsed ained ja aluse tugevust mõõdetakse dissotsiatsiooniastme järgi.

Mida suurem on väärtus tugevam on alus, sest:

dissotsiatsiooni aste
tugev: nende dissotsiatsiooniaste on praktiliselt 100%. Näited: Leelismetallalused nagu NaOH ja KOH. Leelismuldmetallide alused nagu Ca (OH)2 ja Ba (OH)2. Erandid: Be (OH)2 ja Mg (OH)2
nõrk: dissotsiatsioonitase on alla 5%. Näide: NH4OH ja Zn (OH)2.

Lahustuvus vees
Lahustuv: leelismetalli ja ammooniumi alused. Näited: Ca (OH)2, Ba (OH)2 ja NH4Oh.
Veidi lahustuv: leelismuldmetalli alused. Näited: Ca (OH)2 ja Ba (OH)2.
praktiliselt lahustumatu: muud alused. Näited: AgOH ja Al (OH)3.

Põhinomenklatuur

Aluse üldvalemit võib kirjeldada järgmiselt , kus B tähistab alust moodustavat positiivset radikaali ja y on hüdroksüülide arvu määrav laeng.

Fikseeritud koormusega aluste nomenklatuuri annab:

Fikseeritud koormusega alused
leelismetallid	liitiumhüdroksiid	LiOH
Leeliselised muldmetallid	magneesiumhüdroksiid	Mg (OH)2
Hõbe	hõbeda hüdroksiid	AgOH
Tsink	tsinkhüdroksiid	Zn (OH)2
Alumiinium	alumiiniumhüdroksiid	Al (OH)3

Kui baasil on muutuv koormus, võib nomenklatuur olla kahel viisil:

Muutuva koormusega alused
Vask	Perse^+	vaskhüdroksiid I	CuOH
vaskhüdroksiid
Perse^2+	vaskhüdroksiid II	Cu (OH)2
vaskhüdroksiid
Raud	Usk^2+	Raudhüdroksiid II	Fe (OH)2
raudhüdroksiid
Usk^3+	Raudhüdroksiid III	Fe (OH)3
raudhüdroksiid

Aluste omadused

• Enamik aluseid ei lahustu vees.
• Juhtige elektrivool vesilahuses.
• Nad on libedad.
• Nad reageerivad happega, moodustades produktina soola ja vett.
• Nad muudavad happe-aluse näitajad konkreetseks värviks (punane lakmuspaber muutub siniseks).

Peamised alused

Aluseid kasutatakse laialdaselt puhastusvahendites ja ka keemiatööstuse protsessides.

Näited: naatriumhüdroksiid (NaOH), magneesiumhüdroksiid (Mg (OH)₂), ammooniumhüdroksiid (NH₄OH), alumiiniumhüdroksiid (Al (OH)₃) ja kaltsiumhüdroksiid (Ca (OH)₂).

soolad

soolad on ioonsed ühendid, millel on vähemalt üks muu katioon kui H⁺ ja muu anioon kui OH^-.

Soola võib saada neutraliseerimisreaktsioonis, see on happe ja aluse vaheline reaktsioon.

Vesinikkloriidhappe reaktsioon naatriumhüdroksiidiga annab naatriumkloriidi ja vett.

Moodustunud sool koosneb happeanioonist (Cl^-) ja aluskationi (Na⁺).

Soolade klassifikatsioon

Allpool on peamised soolade perekonnad, mida saab vastavalt vees lahustuvusele ja lahuse pH muutusele klassifitseerida järgmiselt:

Levinumate soolade lahustuvus vees
Lahustuv	Nitraadid		Erandid: Hõbeda atsetaat.
Kloraadid
Atsetaadid
Kloriidid		Erandid:
Bromiidid
Jodiidid
Sulfaadid		Erandid:
Lahustumatu	Sulfiidid		Erandid: Leelismetalli sulfiidid, leelismuld ja ammoonium.
Karbonaadid		Erandid: Leelismetallide ja ammooniumi omad.
Fosfaadid

pH
neutraalsed soolad	Vees lahustatuna ei muuda nad pH-d. Näide: NaCl.
happelised soolad	Vees lahustatuna muudavad lahuse pH alla 7. Näide: NH4Cl.
aluselised soolad	Vees lahustatuna muudavad lahuse pH üle 7. Näide: CH3COONa.

Lisaks soolaperekondadele, mida varem nägime, on ka teisi soolaliike, nagu on näidatud allolevas tabelis.

Muud tüüpi soolad
vesiniksoolad	Näide: NaHCO3
Hüdroksü-soolad	Näide: Al (OH)2Cl
kahekordsed soolad	Näide: KNaSO4
hüdraatunud soolad	Näide: CuSO4. 5 tundi2O
komplekssoolad	Näide: [Cu (NH3)4]AINULT4

Soolade nomenklatuur

Üldiselt toimub soola nomenklatuur järgmises järjekorras:

aniooni nimi	katiooninimi	soola nimi
Cl^- Kloriid	Usk^3+ Raud III	FeCl3 Raudkloriid III
Sulfaat	Kell^+ Naatrium	Kell2AINULT4 Naatriumsulfaat
Nitrit	K^+ Kaalium	KNO2 Kaaliumnitrit
br^- Bromiid	Siin^2+ Kaltsium	CaBr2 kaltsiumbromiid

Soolade omadused

• Need on ioonsed ühendid.
• Need on tahked ja kristallilised.
• Kannatage keemist kõrgel temperatuuril.
• Juhtige lahuses elektrivoolu.
• Nad maitsevad soolaselt.

Peamised soolad

Näited: kaaliumnitraat (KNO₃Naatriumhüpoklorit (NaClO), naatriumfluoriid (NaF), naatriumkarbonaat (Na₂CO₃) ja kaltsiumsulfaat (CaSO₄).

Oksiidid

Oksiidid on binaarsed ühendid (ioonsed või molekulaarsed), millel on kaks elementi. Nende koostises on hapnik, mis on nende kõige elektronegatiivsem element.

Oksiidi üldvalem on , kus C on katioon ja selle laengust y saab ühendi moodustava oksiidi indeks:

Oksiidide klassifikatsioon

Keemiliste sidemete järgi
Iooniline	Hapniku kombineerimine metallidega. Näide: ZnO.
Molekulaarne	Hapniku kombineerimine mittemetalsete elementidega. Näide: OS2.

Vastavalt omadustele
Põhitõed	Vesilahuses muudavad nad pH väärtuseks üle 7. Näide: ma lugesin2O (ja muud leelis- ja leelismuldmetallid).
Happed	Vesilahuses reageerivad nad veega ja moodustavad happeid. Näited: CO2, AINULT3 ja ei2.
Neutraalsed	Mõned oksiidid, mis veega ei reageeri. Näide: CO.
Peroksiidid	Vesilahuses reageerivad nad vee või lahjendatud hapetega ja moodustavad vesinikperoksiidi H2O2. Näide: Na2O2.
Amfotöörid	Nad võivad käituda nagu happed või alused. Näide: ZnO.

Oksiidide nomenklatuur

Üldiselt toimub oksiidi nomenklatuur järgmises järjekorras:

Nimetus vastavalt oksiidi tüübile
ioonoksiidid	Fikseeritud laenguga oksiidide näited: CaO - kaltsiumoksiid Al2O3 - alumiiniumoksiid
Muutuva laenguga oksiidide näited: FeO - raudoksiid II Usk2O3 - raudoksiid III
molekulaarsed oksiidid	Näited: CO - süsinikmonooksiid N2O5 - dinitrogeenpentoksiid

Oksiidi omadused

• Need on binaarsed ained.
• Need moodustuvad hapniku sidumisel teiste elementidega, välja arvatud fluor.
• Hapetega reageerides moodustavad metalloksiidid soola ja vett.
• Mittemetalloksiidid moodustavad alustega reageerimisel soola ja vett.

Peamised oksiidid

Näited: kaltsiumoksiid (CaO), mangaanoksiid (MnO₂), tinaoksiid (SnO₂), raudoksiid III (Fe₂O₃) ja alumiiniumoksiid (Al₂CO₃).

Sisseastumiseksami harjutused

1. (UEMA / 2015) EI₂ja OS₂ on gaasid, mis põhjustavad õhusaastet, mille tagajärjel tekivad tekitatud kahjud happevihmad, kui need gaasid reageerivad pilvedes leiduvate veeosakestega, tekitades HNO₃ ja H₂AINULT₄.

Need ühendid põhjustavad atmosfääri sademete mõjul häireid, näiteks joogivee saastumist, sõidukite, ajalooliste mälestusmärkide korrosiooni jne.

Tekstis nimetatud anorgaanilised ühendid vastavad vastavalt funktsioonidele:

a) soolad ja oksiidid
b) alused ja soolad
c) happed ja alused
d) alused ja oksiidid
e) oksiidid ja happed

Vt vastus

Õige alternatiiv: e) oksiidid ja happed.

Oksiidid on ühendid, mis on moodustatud hapnikust ja muudest elementidest, välja arvatud fluor.

Veega kokkupuutel olevad happed ioniseeruvad ja toodavad hüdrooniumiooni. Kõnealuste hapete puhul on meil järgmised reaktsioonid:

HNO₃ see on monohape, kuna sellel on ainult üks ioniseeritav vesinik. H₂AINULT₄ see on dihape, kuna sellel on kaks ioniseerivat vesinikku.

Muud küsimustes esinevad anorgaanilised funktsioonid vastavad:

Alused: hüdroksüülioonid (OH^-) iooniliselt seotud metallkatioonidega.

Soolad: happe ja aluse vahelise neutraliseerimisreaktsiooni produkt.

Lisateavekeemilised funktsioonid.

2. (UNEMAT / 2012) Kasutame oma igapäevaelus mitmesuguseid keemiatooteid, nagu magneesiumipiim, äädikas, lubjakivi ja seebikivi.

On õige öelda, et need nimetatud ained kuuluvad vastavalt keemilistesse funktsioonidesse:

a) hape, alus, sool ja alus
b) alus, sool, hape ja alus
c) alus, hape, sool ja alus
d) hape, alus, alus ja sool
e) sool, hape, sool ja alus

Vt vastus

Õige alternatiiv: c) alus, hape, sool ja alus.

Magneesiumipiim, lubjakivi ja seebikivi on näited ühenditest, mis sisaldavad oma struktuurides anorgaanilisi funktsioone.

Äädikas on orgaaniline ühend, mille moodustab nõrk karboksüülhape.

Alljärgnevas tabelis võime jälgida igaühe struktuure ja neid iseloomustavaid keemilisi funktsioone.

Toode	Magneesiumipiim	Äädikas	Paekivi	Seebikivi
Keemiline kompost	magneesiumhüdroksiid	Äädikhape	Kaltsiumkarbonaat	Naatriumhüdroksiid
Valem
keemiline funktsioon	Alus	karboksüülhape	sool	Alus

Magneesiumipiim on magneesiumhüdroksiidi suspensioon, mida kasutatakse maohappe raviks, kuna see reageerib maomahlast saadud vesinikkloriidhappega.

Äädikas on aroomi ja maitse tõttu laialdaselt kasutatav maitseaine peamiselt toidu valmistamisel.

Paekivi on settekivim, mille põhimaagiks on kaltsiit, mis sisaldab suures koguses kaltsiumkarbonaati.

Naatriumhüdroksiid on kaubanimi, tugev alus, mida kasutatakse paljudes tööstusprotsessides ja majapidamises torude ummistamiseks õli ja rasva kogunemise tõttu.

3. (UDESC / 2008) Soolhappe kohta võib öelda, et:

a) vesilahuses olles võimaldab see läbida elektrivoolu
b) on dihape
c) on nõrk hape
d) on madala ioniseerimisastmega
e) on ioonne aine

Vt vastus

Õige alternatiiv: a) vesilahuses olles võimaldab see läbida elektrivoolu.

Vesinikkloriidhape on monohape, kuna sellel on ainult üks ioniseeritav vesinik.

See on kõrge ioniseerimisastmega molekulaarne ühend ja seetõttu on see tugev hape, mis veega kokku leppides lagundab oma molekuli ioonideks järgmiselt:

Nagu Arrhenius oma katsetes täheldas, liiguvad ionisatsioonis moodustunud positiivsed ioonid negatiivse pooluse suunas, negatiivsed aga positiivse pooluse suunas.

Nii voolab lahusesse elektrivool.

Lisateavet kommenteeritud lahenduse kohta leiate ka artiklist: anorgaaniliste funktsioonide harjutused.