Anorganske funkcije: kiseline, baze, soli i oksidi

Anorganske funkcije su skupine anorganskih spojeva koji imaju slična svojstva.

Temeljna klasifikacija u odnosu na kemijske spojeve je: organski spojevi su oni koji sadrže atome ugljika, dok organski spojevi sadrže atome ugljika. anorganski spojevi tvore ih ostali kemijski elementi.

Postoje iznimke poput CO, CO₂ i dalje₂CO₃, koji unatoč tome što imaju ugljik u strukturnoj formuli, imaju svojstva anorganskih tvari.

Četiri glavne anorganske funkcije su: kiseline, baze, soli i oksidi.

Ove 4 glavne funkcije definirao je Arrhenius, kemičar koji je identificirao ione u kiselinama, bazama i solima.

Kiseline

Kiseline oni su kovalentni spojevi, odnosno dijele elektrone u svojim vezama. Imaju sposobnost ioniziranja u vodi i stvaranja naboja oslobađajući H⁺ kao jedini kation.

Klasifikacija kiselina

Kiseline se mogu klasificirati prema količini vodika koja se ispušta u vodenu otopinu i ionizira reagirajući s vodom dajući hidronijev ion.

Broj ionizirajućih vodika
Monokiseline: imaju samo jedan ionizirajući vodik. Primjeri: HNO3, HCl i HCN
dijacidne kiseline: imaju dva vodika koji se mogu ionizirati. Primjeri: H2SAMO4, H2S i H2MnO4
Triacidi: imaju tri vodika koji se mogu ionizirati. Primjeri: H3PRAH4 i H3BO3
tetracidi: imaju četiri vodika koji se mogu ionizirati. Primjeri: H4Str7O7

Jačina kiseline mjeri se stupnjem ionizacije. Što je veća vrijednost jača je kiselina jer:

stupanj ionizacije
jaka: imaju stupanj ionizacije veći od 50%.
umjereno: imaju stupanj ionizacije između 5% i 50%.
slab: imaju stupanj ionizacije ispod 5%.

Kiseline mogu, ali i ne moraju sadržavati element kisik u svojoj strukturi, tako da:

prisutnost kisika
Hidracidi: nemaju atome kisika. Primjeri: HCl, HBr i HCN.
oksiakiseline: Element kisik prisutan je u kiseloj strukturi. Primjeri: HClO, H2CO3 i HNO3.

Nomenklatura kiselina

Opća formula kiseline može se opisati kao H_xTHE, gdje A predstavlja anion koji tvori kiselinu, a generirana nomenklatura može biti:

završetak aniona	Prestanak kiseline
eto Primjer: klorid (Cl^-)	hidrični Primjer: klorovodična kiselina (HCl)
djelovati Primjer: klorat	ich Primjer: klorovodična kiselina (HClO3)
vrlo Primjer: nitrit	kost Primjer: dušična kiselina (HNO2)

Karakteristike kiselina

Glavne karakteristike kiselina su:

• Kiselog su okusa.
• Oni nose električnu struju, jer su elektrolitska otopina.
• Oni stvaraju plinoviti vodik kada reagiraju s metalima poput magnezija i cinka.
• Oblikujte ugljični dioksid u reakciji s kalcijevim karbonatom.
• Oni mijenjaju kiselinsko-bazne pokazatelje u određenu boju (plavi lakmus papir postaje crven).

Glavne kiseline

Primjeri: klorovodična kiselina (HCl), sumporna kiselina (H₂SAMO₄), octena kiselina (CH₃COOH), ugljična kiselina (H₂CO₃) i dušična kiselina (HNO₃).

Iako je octena kiselina kiselina iz organske kemije, važno je znati njezinu strukturu zbog njene važnosti.

Baze

Baze su ionski spojevi nastali kationima, uglavnom metalima, koji se disociraju u vodi oslobađajući hidroksid anion (OH^-).

Osnovna klasifikacija

Baze se mogu klasificirati prema broju hidroksila oslobođenih u otopini.

Broj hidroksila
Monobaze: imaju samo jedan hidroksil. Primjeri: NaOH, KOH i NH4Oh
Dibaze: imaju dva hidroksila. Primjeri: Ca (OH)2, Fe (OH)2 i Mg (OH)2
Tribaze: imaju tri hidroksila. Primjeri: Al (OH)3 i Fe (OH)3
tetrabaze: imaju četiri hidroksila. Primjeri: Sn (OH)4 i Pb (OH)4

Baze su općenito ionske tvari i snaga baze mjeri se stupnjem disocijacije.

Što je veća vrijednost jača je baza jer:

stupanj disocijacije
jaka: imaju stupanj disocijacije praktički 100%. Primjeri: Baze alkalijskih metala poput NaOH i KOH. Zemlje zemnoalkalnih metala kao što je Ca (OH)2 i Ba (OH)2. Iznimke: Budi (OH)2 i Mg (OH)2
slab: imaju stupanj disocijacije ispod 5%. Primjer: NH4OH i Zn (OH)2.

Topljivost u vodi
Topljiv: baze alkalijskih metala i amonijaka. Primjeri: Ca (OH)2, Ba (OH)2 i NH4Oh.
Malo topiv: baze zemnoalkalijskih metala. Primjeri: Ca (OH)2 i Ba (OH)2.
praktički netopiv: ostale baze. Primjeri: AgOH i Al (OH)3.

Osnovna nomenklatura

Opća formula baze može se opisati kao , gdje B predstavlja pozitivni radikal koji tvori bazu, a y naboj koji određuje broj hidroksila.

Nomenklatura baza s fiksnim opterećenjem dana je:

Baze s fiksnim opterećenjem
alkalni metali	litijev hidroksid	LiOH
Zemnoalkalijski metali	magnezijev hidroksid	Mg (OH)2
Srebro	srebrni hidroksid	AgOH
Cinkov	cink hidroksid	Zn (OH)2
Aluminij	aluminij hidroksid	Al (OH)3

Kada baza ima promjenjivo opterećenje, nomenklatura može biti na dva načina:

Baze s promjenjivim opterećenjem
Bakar	Dupe^+	bakarni hidroksid I	CuOH
bakreni hidroksid
Dupe^2+	bakar hidroksid II	Cu (OH)2
bakarni hidroksid
Željezo	Vjera^2+	Željezni hidroksid II	Fe (OH)2
željezni hidroksid
Vjera^3+	Željezni hidroksid III	Fe (OH)3
željezni hidroksid

Karakteristike baza

• Većina baza je netopiva u vodi.
• Provoditi električnu struju u vodenoj otopini.
• Skliske su.
• Oni reagiraju s kiselinom stvarajući sol i vodu kao proizvode.
• Oni mijenjaju kiselinsko-bazne pokazatelje u određenu boju (crveni lakmus papir postaje plav).

Glavne baze

Baze se široko koriste u proizvodima za čišćenje i također u procesima kemijske industrije.

Primjeri: natrijev hidroksid (NaOH), magnezijev hidroksid (Mg (OH)₂), amonijev hidroksid (NH₄OH), aluminij hidroksid (Al (OH)₃) i kalcijev hidroksid (Ca (OH)₂).

soli

soli su jonski spojevi koji imaju barem jedan kation osim H⁺ i anion koji nije OH^-.

Sol se može dobiti u reakciji neutralizacije, koja je reakcija između kiseline i baze.

Reakcijom klorovodične kiseline s natrijevim hidroksidom nastaju natrijev klorid i voda.

Nastala sol sastoji se od kiselinskog aniona (Cl^-) i osnovnim kationom (Na⁺).

Klasifikacija soli

U nastavku imamo glavne obitelji soli koje se mogu klasificirati prema topljivosti u vodi i promjeni pH otopine kako slijedi:

Topljivost u vodi najčešćih soli
Topljiv	Nitrati		Iznimke: Srebrni acetat.
Klorati
Acetati
Kloridi		Iznimke:
Bromidi
Jodidi
Sulfati		Iznimke:
Netopljiv	Sulfidi		Iznimke: Sulfidi alkalijskih metala, zemnoalkalna zemlja i amonij.
Karbonati		Iznimke: Oni od alkalnih metala i amonijaka.
Fosfati

pH
neutralne soli	Kad se otope u vodi, ne mijenjaju pH. Primjer: NaCl.
kiselinske soli	Kad se otope u vodi, čine otopinu pH manjom od 7. Primjer: NH4Kl.
osnovne soli	Kada su otopljeni u vodi, pH otopine postaje veći od 7. Primjer: CH3COONa.

Uz obitelji soli koje smo ranije vidjeli, postoje i druge vrste soli, kao što je prikazano u donjoj tablici.

Ostale vrste soli
vodikove soli	Primjer: NaHCO3
Hidroksi-soli	Primjer: Al (OH)2Kl
dvostruke soli	Primjer: KNaSO4
hidratirane soli	Primjer: CuSO4. 5 sati2O
složene soli	Primjer: [Cu (NH3)4]SAMO4

Nomenklatura soli

Općenito, nomenklatura soli slijedi sljedeći redoslijed:

naziv aniona	naziv kationa	ime soli
Kl^- Klorid	Vjera^3+ Željezo III	FeCl3 Željezni klorid III
Sulfat	Na^+ Natrij	Na2SAMO4 Natrijev sulfat
Nitrit	K^+ Kalij	KNO2 Kalijev nitrit
br^- Bromid	Ovdje^2+ Kalcij	CaBr2 kalcijev bromid

Karakteristike soli

• Oni su jonski spojevi.
• Oni su čvrsti i kristalni.
• Patite od vrenja na visokim temperaturama.
• Provoditi električnu struju u otopini.
• Imaju slani okus.

Glavne soli

Primjeri: kalijev nitrat (KNO₃), natrijev hipoklorit (NaClO), natrijev fluorid (NaF), natrijev karbonat (Na₂CO₃) i kalcijev sulfat (CaSO₄).

Oksidi

Oksidi su binarni spojevi (ionski ili molekularni) koji imaju dva elementa. U svom sastavu imaju kisik, koji je njihov najelektronegativniji element.

Opća formula za oksid je , gdje je C kation i njegov naboj y postaje indeks u oksidu koji tvori spoj:

Klasifikacija oksida

Prema kemijskim vezama
Jonski	Kombinacija kisika s metalima. Primjer: ZnO.
Molekularni	Kombinacija kisika s nemetalnim elementima. Primjer: OS2.

Prema svojstvima
Osnove	U vodenoj otopini mijenjaju pH na veći od 7. Primjer: Čitam2O (i ostali alkalijski i zemnoalkalijski metali).
Kiseline	U vodenoj otopini reagiraju s vodom i stvaraju kiseline. Primjeri: CO2, SAMO3 i NE2.
Neutralni	Neki oksidi koji ne reagiraju s vodom. Primjer: CO.
Peroksidi	U vodenoj otopini reagiraju s vodom ili razrijeđenim kiselinama i tvore vodikov peroksid H2O2. Primjer: Na2O2.
Pojačala	Mogu se ponašati poput kiselina ili baza. Primjer: ZnO.

Nomenklatura oksida

Općenito, nomenklatura oksida slijedi sljedeći redoslijed:

Naziv prema vrsti oksida
ionski oksidi	Primjeri oksida s fiksnim nabojem: CaO - kalcijev oksid Al2O3 - aluminijev oksid
Primjeri oksida s promjenjivim nabojem: FeO - željezov oksid II Vjera2O3 - Željezni oksid III
molekularni oksidi	Primjeri: CO - ugljični monoksid N2O5 - dušikov pentoksid

Karakteristike oksida

• Oni su binarne tvari.
• Nastaju vezanjem kisika s drugim elementima, osim s fluorom.
• Metalni oksidi u reakciji s kiselinama tvore sol i vodu.
• Nemetalni oksidi u reakciji s bazama tvore sol i vodu.

Glavni oksidi

Primjeri: kalcijev oksid (CaO), manganov oksid (MnO₂), kositreni oksid (SnO₂), željezov oksid III (Fe₂O₃) i aluminijev oksid (Al₂CO₃).

Vježbe prijamnog ispita

1. (UEMA / 2015) BR₂i OS₂ su plinovi koji uzrokuju onečišćenje atmosfere koji, među nanesenom štetom, rezultiraju stvaranjem kisele kiše kada ti plinovi reagiraju s česticama vode prisutnim u oblacima, stvarajući HNO₃ i H₂SAMO₄.

Ovi spojevi, kada se prenose atmosferskim oborinama, stvaraju smetnje, poput onečišćenja pitke vode, korozije vozila, povijesnih spomenika itd.

Anorganski spojevi spomenuti u tekstu odgovaraju funkcijama:

a) soli i oksidi
b) baze i soli
c) kiseline i baze
d) baze i oksidi
e) oksidi i kiseline

Pogledajte Odgovor

Ispravna alternativa: e) oksidi i kiseline.

Oksidi su spojevi nastali kisikom i drugim elementima, osim fluora.

Kiseline, kada dođu u kontakt s vodom, prolaze ionizaciju i stvaraju hidronijev ion. Za dotične kiseline imamo sljedeće reakcije:

HNO₃ monokiselina je jer ima samo jedan ionizirajući vodik. Već H₂SAMO₄ to je kiselina jer ima dva vodika koji se mogu ionizirati.

Ostale anorganske funkcije prisutne u pitanjima odgovaraju:

Baze: hidroksilni ioni (OH^-) ionski povezani s metalnim kationima.

Soli: produkt reakcije neutralizacije između kiseline i baze.

Nauči više okemijske funkcije.

2. (UNEMAT / 2012) U svakodnevnom životu koristimo razne kemijske proizvode, poput magnezijevog mlijeka, octa, vapnenca i kaustične sode.

Ispravno je tvrditi da spomenute tvari pripadaju kemijskim funkcijama:

a) kiselina, baza, sol i baza
b) baza, sol, kiselina i baza
c) baza, kiselina, sol i baza
d) kiselina, baza, baza i sol
e) sol, kiselina, sol i baza

Pogledajte Odgovor

Točna alternativa: c) baza, kiselina, sol i baza.

Magnezijevo mlijeko, vapnenac i kaustična soda primjeri su spojeva koji u svojim strukturama sadrže anorganske funkcije.

Ocat je organski spoj nastao slabom karboksilnom kiselinom.

U donjoj tablici možemo promatrati strukturu svakog od njih i kemijske funkcije koje ih karakteriziraju.

Proizvod	Magnezijevo mlijeko	Ocat	Vapnenac	Kaustična soda
Kemijski kompost	magnezijev hidroksid	Octena kiselina	Kalcijev karbonat	Natrijev hidroksid
Formula
kemijska funkcija	Baza	karboksilna kiselina	sol	Baza

Magnezijevo mlijeko suspenzija je magnezijevog hidroksida koja se koristi za liječenje želučane kiseline jer reagira s klorovodičnom kiselinom iz želučanog soka.

Ocat je široko korišten začin uglavnom u pripremi hrane zbog svoje arome i okusa.

Vapnenac je sedimentna stijena čija je glavna ruda kalcit koji sadrži velike količine kalcijevog karbonata.

Kaustična soda je trgovački naziv za natrijev hidroksid, snažnu bazu koja se koristi u mnogim industrijskim procesima i u kućanstvu za odčepljivanje cijevi zbog nakupljanja ulja i masti.

3. (UDESC / 2008) Što se tiče solne kiseline, može se reći da:

a) kada je u vodenoj otopini, omogućuje prolazak električne struje
b) je kiselina
c) je slaba kiselina
d) ima nizak stupanj ionizacije
e) je ionska tvar

Pogledajte Odgovor

Ispravna alternativa: a) kada je u vodenoj otopini, omogućuje prolazak električne struje.

Klorovodična kiselina je monokiselina jer ima samo jedan vodik koji se može ionizirati.

To je molekularni spoj s visokim stupnjem ionizacije, pa je stoga jaka kiselina koja, kada uđe u ugovor s vodom, razbija svoju molekulu na ione kako slijedi:

Kao što je Arrhenius primijetio u svojim eksperimentima, pozitivni ioni nastali u ionizaciji kreću se prema negativnom polu, dok se negativni ioni kreću prema pozitivnom polu.

Na taj način u otopinu teče električna struja.

Za više problema s komentiranim rješavanjem, također pogledajte: vježbe o anorganskim funkcijama.