หน้าที่ทางเคมี: กรด เบส เกลือ และออกไซด์

หน้าที่ทางเคมีคือการรวมกลุ่มของสารที่มีคุณสมบัติใกล้เคียงกัน คุณสมบัติเหล่านี้เรียกว่าการทำงาน เนื่องจากเป็นตัวกำหนดพฤติกรรมของสาร

หน้าที่หลักของสารเคมีอนินทรีย์ ได้แก่ กรด เบส เกลือ และออกไซด์

กรด

กรดเป็นสารประกอบที่เกิดจากพันธะโควาเลนต์ ซึ่งใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน ตามคำกล่าวของนักเคมี Svante Arrhenius (1859-1927) สารประกอบเหล่านี้ปล่อย H ไอออน⁺ เมื่อสัมผัสกับน้ำ

จะระบุกรดได้อย่างไร?

สูตรทั่วไปของกรดคือ H_xA โดยที่ A แทนประจุลบ H คือไฮโดรเจน และ x คือจำนวนอะตอมของธาตุนี้ที่มีอยู่ในโมเลกุล

วันนี้ เรารู้ว่าเมื่อสัมผัสกับน้ำ กรดจะปล่อย H เป็นไอออนบวกเพียงตัวเดียว⁺ และสร้างไฮโดรเนียมไอออนบนไอออไนเซชัน นอกจากนี้ เมื่อกรดถูกแตกตัวเป็นไอออนในสารละลายที่เป็นน้ำ กรดเหล่านี้สามารถนำไฟฟ้าได้

ความแรงของกรดวัดจากความสามารถในการแตกตัวเป็นไอออนเมื่อสัมผัสกับน้ำ ยิ่งโมเลกุลของกรดแตกตัวเป็นไอออนในน้ำมาก กรดก็จะยิ่งแรง

ตัวอย่าง: HCl เป็นกรดแก่ เนื่องจากมีระดับการแตกตัวเป็นไอออน 92% H₂CO₃ มันเป็นกรดอ่อน เนื่องจากโมเลกุลของกรดเพียง 0.18% เท่านั้นที่แตกตัวเป็นไอออนในสารละลาย

การจำแนกกรด

เราสามารถจำแนกกรดตามจำนวนไฮโดรเจนที่แตกตัวเป็นไอออนได้ใน:

• กรดโมโน: มีไฮโดรเจนที่แตกตัวเป็นไอออนได้เพียงตัวเดียว เช่น HCN;
• Diacid: มีไฮโดรเจนสองชนิดที่แตกตัวเป็นไอออนได้ เช่น H₂เท่านั้น₃;
• Triacid: มีไฮโดรเจนที่แตกตัวเป็นไอออนได้สามชนิด เช่น H₃ฝุ่น₄;
• Tetracid: มีไฮโดรเจนที่แตกตัวเป็นไอออนได้สี่ชนิด เช่น H₄พี₂อู๋₇.

กรดยังจำแนกตามการขาดออกซิเจนใน ให้ความชุ่มชื้นเช่น HCl และ HCN และเมื่อมีธาตุออกซิเจนจะเรียกว่า ออกซีแอซิดเช่น H₂เท่านั้น₄ และ HNO₃.

ตัวอย่างของกรด

• กรดกำมะถัน H₂เท่านั้น₄
• กรดไฮโดรคลอริก HCl
• กรดไฮโดรฟลูออริก HF
• กรดไนตริก HNO₃
• กรดฟอสฟอริก H₃ฝุ่น₄
• กรดคาร์บอนิก H₂CO₃

ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ กรด.

ฐาน

เบสเป็นสารประกอบที่เกิดจากพันธะไอออนิกซึ่งมีการบริจาคอิเล็กตรอน ตามคำกล่าวของนักเคมี Svante Arrhenius (1859-1927) สารประกอบเหล่านี้จะปล่อย OH ไอออน^- เมื่อสัมผัสกับน้ำเนื่องจากสารประกอบจะแยกตัวออกจากกัน

จะระบุฐานได้อย่างไร?

สูตรทั่วไปของเบสคือ โดยที่ B แทนประจุบวก (อนุมูลบวก) ที่ประกอบเป็นฐาน และ y คือประจุที่กำหนดจำนวนไฮดรอกซิล (OH^-).

เบสมีรสฝาด กัดกร่อนและขม เมื่อแยกตัวออกจากตัวกลางที่เป็นน้ำ เบสก็นำไฟฟ้าด้วย

เบสคือสารประกอบที่แยกตัวออกจากสารละลายในน้ำ และความแข็งแรงของเบสวัดจากระดับความแตกตัว ดังนั้น ยิ่งโครงสร้างแยกตัวในน้ำมาก ฐานก็จะยิ่งแข็งแรง

ตัวอย่าง: NaOH เป็นเบสที่แข็งแรง เนื่องจากมีระดับการแตกตัวเป็นไอออน 95% NH₄OH เป็นเบสที่อ่อนแอเนื่องจากสารประกอบเพียง 1.5% เท่านั้นที่ผ่านการแยกตัวของไอออนิก

การจำแนกฐาน

เบสสามารถจำแนกได้ตามจำนวนของไฮดรอกซิลที่ปล่อยออกมาในสารละลายใน:

• Monobase: มีไฮดรอกซิลเพียงตัวเดียว เช่น NaOH;
• Dibase: มีไฮดรอกซิลสองตัวเช่น Ca (OH)₂;
• Tribase: มีไฮดรอกซิลสามชนิดเช่น Al (OH)₃;
• Tetrabase: มีไฮดรอกซิลสี่ชนิด เช่น Pb (OH)₄.

ฐานโลหะอัลคาไลและโลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ ยกเว้นเบริลเลียมและแมกนีเซียมถือเป็นเบสที่แข็งแรงเนื่องจากมีความแตกแยกในระดับสูง ในทางกลับกันฐานที่อ่อนแอมีระดับการแยกตัวน้อยกว่า 5% เช่น NH₄OH และ Zn(OH)₂.

ตัวอย่างของฐาน

• โซเดียมไฮดรอกไซด์ NaOH
• แอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ NH₄โอ้
• โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ KOH
• แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ Mg(OH)₂
• เหล็กไฮดรอกไซด์ Fe(OH)₃
• แคลเซียมไฮดรอกไซด์ Ca(OH)₂

ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ ฐาน.

เกลือ

เกลือเป็นสารประกอบที่เกิดจากปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างกรดกับเบส เรียกว่าปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลาง

ดังนั้นเกลือจึงเกิดจากไอออนบวกที่มาจากเบสและแอนไอออนที่มาจากกรด

จะระบุเกลือได้อย่างไร?

เกลือเป็นสารประกอบไอออนิกที่มีโครงสร้างเป็น C_xTHE_y เกิดจาก C cation^y+ (ไอออนบวก) นอกจาก H⁺และประจุลบ A^x- (ไอออนลบ) ซึ่งต่างจาก OH^-.

เกลือในสภาวะแวดล้อมจะปรากฏเป็นของแข็งผลึก โดยมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง นอกจากนี้หลายชนิดยังมีรสเค็มที่มีลักษณะเฉพาะ

แม้ว่าเกลือบางชนิดจะเป็นที่รู้จักและนำไปใช้ในอาหาร เช่น โซเดียมคลอไรด์ (เกลือแกง) แต่ก็มีเกลือที่เป็นพิษร้ายแรง

เมื่ออยู่ในสารละลายที่เป็นน้ำ เกลือสามารถนำไฟฟ้าได้ เกลือหลายชนิดสามารถดูดซับความชื้นจากสิ่งแวดล้อมได้ง่ายจึงเรียกว่าดูดความชื้น

การจำแนกประเภทของเกลือ

เกลือถูกจำแนกตามลักษณะของมันในสารละลายที่เป็นน้ำ

เกลือเป็นกลาง: เกิดจากไอออนบวกเบสแก่และไอออนที่เป็นกรดแก่หรือไอออนบวกเบสอ่อนและไอออนกรดอ่อน

ตัวอย่าง: HCl (กรดแก่) + NaOH (เบสแก่) → NaCl (เกลือเป็นกลาง) + H₂โอ (น้ำ)

เกลือกรด: เกิดจากไอออนบวกเบสอ่อนและไอออนที่เป็นกรดแก่

ตัวอย่าง: HNO₃ (กรดแก่) + AgOH (เบสอ่อน) → AgNO₃ (เกลือกรด) + H₂โอ (น้ำ)

เกลือพื้นฐาน: เกิดจากไอออนบวกเบสแก่และแอนไอออนกรดอ่อน

ตัวอย่าง: H₂CO₃ (กรดอ่อน) + NaOH (เบสแก่) → NaHCO₃ (เกลือพื้นฐาน) + H₂โอ (น้ำ)

ตัวอย่างของเกลือ

• โพแทสเซียมไนเตรต KNO₃
• โซเดียมไฮโปคลอไรท์ NaClO
• โซเดียมฟลูออไรด์ NaF
• โซเดียมคาร์บอเนต Na₂CO₃
• แคลเซียมซัลเฟต CaSO₄
• อะลูมิเนียมฟอสเฟต AlPO₄

ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ เกลือ.

ออกไซด์

ออกไซด์เป็นสารประกอบที่เกิดจากองค์ประกอบทางเคมีสองชนิด ซึ่งหนึ่งในนั้นคือออกซิเจน ซึ่งเป็นสารประกอบที่มีอิเลคโตรเนกาติตีมากที่สุด

จะระบุออกไซด์ได้อย่างไร?

สูตรทั่วไปของออกไซด์คือ โดยที่ C แทนไอออนบวก (ไอออนบวก) ที่จับกับออกซิเจน ค่า y (ประจุไอออนบวก) ระบุจำนวนอะตอมของออกซิเจนที่ต้องประกอบเป็นออกไซด์

ออกไซด์เป็นสารเลขฐานสองซึ่งออกซิเจนเชื่อมโยงกับองค์ประกอบทางเคมีที่มีอิเล็กโตรเนกาติตีน้อยกว่า ดังนั้นการจับตัวของออกซิเจนกับฟลูออรีนเช่นเดียวกับในสารประกอบ OF₂ มันเป็น₂F₂ไม่ถือเป็นออกไซด์

การจำแนกประเภทของออกไซด์

โมเลกุลออกไซด์ (ออกซิเจน + อะเมทัล) มีลักษณะเป็นกรด เพราะเมื่ออยู่ในสารละลายในน้ำ พวกมันจะทำปฏิกิริยากับกรดที่ผลิตได้ เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂).

ไอออนิกออกไซด์ (ออกซิเจน + โลหะ) มีลักษณะพื้นฐาน เมื่อสัมผัสกับน้ำ จะสร้างสารละลายพื้นฐาน เช่น แคลเซียมออกไซด์ (CaO)

เมื่อออกไซด์ไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ เช่น คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) จะมีลักษณะเป็นออกไซด์ที่เป็นกลาง

ตัวอย่างของออกไซด์

• ดีบุกออกไซด์ SnO₂
• เหล็กออกไซด์ III, Fe₂อู๋₃
• โซเดียมออกไซด์ Na₂อู๋
• ลิเธียมออกไซด์ Li₂อู๋
• ดีบุกไดออกไซด์ SnO₂
• ไนโตรเจนไดออกไซด์ NO₂

ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ ออกไซด์.

ความสนใจ!

คลาสของกรด เบส เกลือ และออกไซด์ จัดเป็นหน้าที่ทางเคมีเพื่ออำนวยความสะดวกในการศึกษาสารประกอบอนินทรีย์ เนื่องจากจำนวนของสารมีมาก

อย่างไรก็ตาม บางครั้งพวกมันสามารถผสมกันได้ เช่นเดียวกับในกรณีของเกลือและออกไซด์ ซึ่งอาจมีลักษณะเป็นกรดหรือด่าง นอกจากนี้ พฤติกรรมของสารยังได้รับอิทธิพลจากปฏิกิริยากับสารประกอบอื่นๆ

ในเคมีอินทรีย์ เป็นไปได้ที่จะเห็นภาพกลุ่มหน้าที่ต่างๆ ของสารประกอบอินทรีย์

รู้ยัง ฟังก์ชั่นอินทรีย์.

สารประกอบอนินทรีย์หลัก

ดูตัวอย่างบางส่วนของสารประกอบจาก ฟังก์ชั่นอนินทรีย์ และการใช้งานคืออะไร

กรด

กรดไฮโดรคลอริก HCl

กรดไฮโดรคลอริกเป็นกรด monoacid ที่แรง เป็นสารละลายในน้ำที่มี HCl 37%, ไฮโดรเจนคลอไรด์, ก๊าซไม่มีสี เป็นพิษมากและมีฤทธิ์กัดกร่อน

ใช้สำหรับทำความสะอาดโลหะ ในกระบวนการผลิตเครื่องหนัง และเป็นวัตถุดิบสำหรับสารประกอบทางเคมีอื่นๆ สารนี้จำหน่ายเป็นกรดมูริอาติกสำหรับทำความสะอาดพื้น กระเบื้อง และพื้นผิวโลหะ

กรดกำมะถัน H₂เท่านั้น₄

อู๋ กรดซัลฟูริก มันเป็นไดแอซิดที่แรง เป็นของเหลวไม่มีสีและหนืด ซึ่งถือว่ามีความเข้มข้นเนื่องจากระดับการแตกตัวเป็นไอออนมากกว่า 50% ที่อุณหภูมิ 18º C

กรดอนินทรีย์นี้ใช้ในอุตสาหกรรมเคมีขนาดใหญ่เป็นวัตถุดิบสำหรับ การผลิตวัสดุหลายชนิด ดังนั้น การบริโภคจึงสามารถบ่งบอกถึงดัชนีการพัฒนาเศรษฐกิจ ของประเทศ

ฐาน

แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ Mg(OH)₂

แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์เป็นไดเบสเนื่องจากมีไฮดรอกซิลสองชนิดในรัฐธรรมนูญ ภายใต้สภาวะแวดล้อม สารประกอบทางเคมีจะเป็นของแข็งสีขาว และสารแขวนลอยในน้ำมีจำหน่ายภายใต้ชื่อ Milk of Magnesia

นมแมกนีเซียใช้เป็นยาลดกรด ช่วยลดกรดในกระเพาะ และเป็นยาระบาย ช่วยปรับปรุงการทำงานของลำไส้

โซเดียมไฮดรอกไซด์ NaOH

อู๋ โซเดียมไฮดรอกไซด์เรียกอีกอย่างว่าโซดาไฟ ในสภาวะแวดล้อมอยู่ในสถานะของแข็ง มีสีขาวนวล และมีความเป็นพิษสูงและมีฤทธิ์กัดกร่อนสูง

เป็นฐานที่แข็งแกร่ง ใช้ทั้งในอุตสาหกรรม การผลิตผลิตภัณฑ์ทำความสะอาด และสำหรับใช้ในบ้าน เพื่อคลายการอุดตันของท่อ เป็นต้น

การใช้ผลิตภัณฑ์ต้องได้รับการดูแลเป็นอย่างมากเนื่องจากการสัมผัสกับผิวหนังอาจทำให้เกิดแผลไหม้อย่างรุนแรง

เกลือ

โซเดียมคลอไรด์ NaCl

เกลือแกงซึ่งมีชื่อทางเคมีว่าโซเดียมคลอไรด์ เป็นสารที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะเครื่องปรุงและสารกันบูดอาหาร

เทคนิคหนึ่งที่ใช้ในการผลิตเกลือแกงคือการระเหยน้ำทะเลและทำให้สารประกอบทางเคมีตกผลึก ต่อจากนั้นเกลือจะผ่านกระบวนการกลั่น

อีกวิธีหนึ่งที่โซเดียมคลอไรด์มีอยู่ในชีวิตของเราคือในน้ำเกลือ ซึ่งเป็นสารละลายในน้ำที่มีเกลือ 0.9%

โซเดียมไบคาร์บอเนต NaHCO₃

โซเดียม ไฮโดรเจน คาร์บอเนต หรือที่รู้จักกันแพร่หลายว่า โซเดียม ไบคาร์บอเนต เป็นเกลือที่มีผลึกขนาดเล็กมาก มีลักษณะเป็นผง ซึ่งละลายในน้ำได้ง่าย

เป็นสารที่มีการใช้งานในครัวเรือนมากมาย ไม่ว่าจะใช้ทำความสะอาด ผสมกับสารอื่นๆ หรือเพื่อสุขภาพ เนื่องจากมีอยู่ในองค์ประกอบของสารฟู่

ออกไซด์

ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ H₂อู๋₂

อู๋ ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ มันถูกวางตลาดเป็นสารละลายที่เรียกว่าไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ซึ่งเป็นของเหลวที่ออกซิไดซ์สูง เมื่อไม่ละลายในน้ำ ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ค่อนข้างไม่เสถียรและสลายตัวอย่างรวดเร็ว

การใช้งานหลักของสารละลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ได้แก่ น้ำยาฆ่าเชื้อ สารฟอกสีฟัน และสารฟอกสีผม

คาร์บอนไดออกไซด์ CO₂

อู๋ คาร์บอนไดออกไซด์เรียกอีกอย่างว่าคาร์บอนไดออกไซด์เป็นโมเลกุลออกไซด์ที่ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น และหนักกว่าอากาศ

ในการสังเคราะห์ด้วยแสง CO₂ บรรยากาศถูกจับจากชั้นบรรยากาศและทำปฏิกิริยากับน้ำ ทำให้เกิดกลูโคสและออกซิเจน ดังนั้นกระบวนการนี้จึงมีความสำคัญต่อการต่ออายุออกซิเจนในอากาศ

อย่างไรก็ตาม ความเข้มข้นสูงของคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้ปรากฏการณ์เรือนกระจกรุนแรงขึ้น โดยยังคงรักษาระดับความร้อนในชั้นบรรยากาศไว้ได้มากขึ้น