Spojevi koji sadrže kisik: primjeri, svojstva, formule

Jedan od najčešćih kemijskih elemenata u velikom dijelu kemikalija je kisik. U tijeku anorganske i organske kemije proučavaju se oksidi, kiseline, baze, alkoholi, fenoli i drugi spojevi koji sadržavaju kisik. U ovom ćemo članku proučiti svojstva i dati primjere njihove primjene u industriji, poljoprivredi i medicini.

oksidi

Najjednostavnije strukture su binarni spojevi metala i ne-metala s kisikom. Razvrstavanje oksida uključuje sljedeće skupine: kisele, bazične, amfoterne i indiferentne. Glavni kriterij za podjelu svih tih tvari je ono što se u kombinaciji s kisikom. Ako je metal, onda su osnovni. Na primjer: CuO, MgO, Na₂O - oksid bakra, magnezija, natrija. Njihovo glavno kemijsko svojstvo je reakcija s kiselinama. Tako bakreni oksid reagira s kloridnom kiselinom:

CuO + 2HCl-> CuCl2 + H20 + 63,3 kJ.

Prisutnost atoma nemetalnih elemenata u molekulama binarnih spojeva ukazuje na njihovu pripadnost kiselim oksidima, na primjer, hidrogen oksid H₂O, ugljični dioksid CO₂, fosfor pentoksid₂O₅. Sposobnost takvih tvari da reagiraju s lužinama je njihova glavna kemijska karakteristika.

Kao rezultat reakcije, mogu se formirati soli dviju vrsta: kisele ili srednje. To će ovisiti o tome koliko moli alkali reagira:

• CO2 + KOH => KHCO3-
• CO2 + 2KOH => K2C03 + H20.

Druga grupa spojeva koji sadržavaju kisik, koji uključuju takve kemijske elemente kao što su cink ili aluminij, nazivaju se amfoterni oksidi. U njihovim svojstvima postoji sklonost kemijskoj interakciji s obje kiseline i alkalijama. Proizvodi međudjelovanja kiselih oksida s vodom su kiseline. Na primjer, u reakciji sumpornog anhidrida i vode, sulfatna kiselina. Kiseline su jedna od najvažnijih skupina spojeva koji sadržavaju kisik.

Kiseline i njihova svojstva

Spojevi koji se sastoje od vodikovih atoma povezanih s kompleksnim ionima kiselih ostataka su kiseline. Konvencionalno, oni se mogu podijeliti u anorganske, na primjer, karbonatnu kiselinu, sulfat, nitrat i organske spojeve. Potonji pripadaju octenoj kiselini, mravlju, oleinskoj kiselini. Obje skupine tvari imaju slična svojstva. Stoga, oni ulaze u reakciju neutralizacije s bazama, reagiraju s solima i baznim oksidima. Gotovo sve kiseline koje sadržavaju kisik u vodenim otopinama razdvajaju se u ionima, kao dirigenti druge vrste. Odredite kiselinsku prirodu svog okoliša, zbog prekomjerne prisutnosti vodikovih iona, pomoću pokazatelja. Na primjer, ljubičasti lakmus, kada se dodaje kiseloj otopini, postaje crven. Tipični predstavnik organskih spojeva je octena kiselina koja sadrži karboksilnu skupinu. Uključuje atom vodika koji određuje kiselinsku osobinu tvari. To je bezbojna tekućina koja ima specifičan mirisni miris, kristalizirajući na temperaturi ispod 17 ° C. CH₃COOH, kao i ostale kiseline koje sadrže kisik, savršeno je topiv u vodi u bilo kojem omjeru. Njezina otopina od 3 do 5% poznata je u domaćinstvu pod imenom octom, koja se koristi za kuhanje kao začin. Tvar je pronašla svoju primjenu iu proizvodnji acetat svile, boja, plastika i nekih lijekova.

Organski spojevi koji sadrže kisik

U kemiji možemo identificirati veliku skupinu tvari koje sadrže, osim ugljika i vodika, i čestice kisika. To su karboksilne kiseline, esteri, aldehidi, alkoholi i fenoli. Sva njihova kemijska svojstva određena je prisutnošću u molekulama posebnih kompleksa - funkcionalnih skupina. Na primjer, opća kemijska formula alkohola koja sadrži samo konačne veze između atoma - ROH, gdje je R ugljikovodični radikal. Ti spojevi se općenito smatraju alkanskim derivatima u kojima je jedan vodikov atom zamijenjen hidroksilnom skupinom.

Fizička i kemijska svojstva alkohola

Agregatno stanje alkohola je tekućina ili kruti spojevi. Među alkoholi ne plinovite tvari koja se može objasniti formiranje suradnika - skupine koja se sastoji od nekoliko molekula spojenih slabe vodikovih veza. Ta činjenica određuje dobru topljivost nižih alkohola u vodi. Međutim, vodene otopine organskih tvari koji sadržavaju kisik - alkohola, ne disocira na ione ne mijenjaju boju pokazatelja, odnosno imaju neutralan reakciju. Atom vodika funkcionalne grupe slabo vezana na druge čestice, na taj način kemijske interakcije koje mogu napustiti molekula. Na mjestu slobodna valencija njegovu zamjenu drugih atoma, na primjer, u reakcijama s aktivnom metala ili alkalijskih metala - atoma. U prisutnosti katalizatora kao što je platina na mreže ili bakra, alkoholi oksidiranih energetske oksidatorima - kalijev permanganat ili bichromate, u aldehide.

Reakcija esterifikacije

Jedna od najvažnijih kemijskih svojstava organskih tvari koje sadrže kisik: alkoholi i kiseline je reakcija koja dovodi do proizvodnje estera. To je od velike praktične vrijednosti, a koristi se u industriji za dobivanje estere koji se koriste kao otapala u industriji hrane (kao voćna eterična). U medicini, neki od estera koriste kao antispazmatici, npr ethylnitrile širi periferne krvne žile, i izoamil nitrit je podnožnjaka grčeve u koronarnim arterijama. Jednadžba reakcije esterifikacije je sljedeća:

CH3COOH + C2H5OH<- (H2S04) -> CH3COOC2H5 + H20

U njoj, CH₃COOH je octena kiselina, i C₂H₅OH je kemijska formula etanola.

aldehidi

Ako spoj sadrži -COH funkcionalnu skupinu, onda se odnosi na aldehide. Oni su predstavljeni kao produkti daljnje oksidacije alkohola, na primjer oksidirajućim sredstvima kao što je bakreni oksid.

Prisutnost karbonilnu složenih molekula u mravlje ili octene aldehid uzrokovati njihovu sposobnost da polimerizira i priložiti atoma drugih kemijskih elemenata. Kvalitativne reakcije, pomoću koje je moguće dokazati prisutnost karbonilnu skupinu i tvari koje pripadaju aldehida srebrnog ogledala reakcije i interakcija s bakreni hidroksid dok grijanja:

Najveća upotreba dobivena je acetaldehidom, koja se koristi u industriji za proizvodnju octene kiseline - puno proizvedenog tona organske sinteze.

Svojstva organskih spojeva koji sadržavaju kisik - karboksilne kiseline

Prisutnost karboksilne skupine - jedno ili više - je osobitost karboksilnih kiselina. Zbog strukture funkcionalne skupine, dimeri se mogu formirati u kiselim otopinama. Povezani su vodikovim vezama. Spojevi se disociraju u katione vodika i anione kiselinskog ostatka i slabe elektrolite. Iznimka je prvi predstavnik brojnih ograničavajućih monobaznih kiselina - mravlja, ili metana, koji je dirigent drugog tipa srednje jakosti. Prisutnost u molekulama samo jednostavnih sigma-veza ukazuje na granicu, ako tvari u svom sastavu imaju dvostruke veze - to su nezasićene tvari. Prva skupina uključuje takve kiseline kao metan, octena, maslačna. Drugi su spojevi koji su dio tekućih masti - ulja, na primjer, oleinska kiselina. Kemijska svojstva spojeva koji sadrže kisik: organske i anorganske kiseline slična su u mnogim aspektima. Dakle, oni mogu komunicirati s aktivnim metalima, njihovim oksidima, s lužinama, kao is alkoholima. Na primjer, octena kiselina reagira s natrijevim, oksidnim i natrijevim hidroksidom kako bi nastala natrijeva acetatna sol:

NaOH + CH3COOH → NaCH3COO + H20

Posebno je važno da spoj viših karboksilnih kiselina, oksigenatima: stearinske i palmitinske, s trihidrata zasićenih alkohola - glicerol. Oni su esteri i nazivaju se masti. Te iste kiseline dio su natrijeve i kalijeve soli kao kiselinski ostatak, stvarajući sapune.

Masti i sapuni

Važni organski spojevi široko rasprostranjeni u divljini i igrati vodeću ulogu kao energiju intenzivnu tvar su masti. Oni nisu pojedinačni spoj, već smjesa heterogenih glicerida. To su spojevi ograničavajućeg polihidroksilnog alkohola - glicerina, koji, poput metanola i fenola, sadrže hidroksilne funkcionalne skupine. Masti se mogu podvrgnuti hidrolizi - zagrijavanju s vodom u prisutnosti katalizatora: alkali, kiseline, cinkovi oksidi, magnezij. Reakcijski proizvodi će biti glicerin i razne karboksilne kiseline, koje se dalje koriste za proizvodnju sapuna. Kako se ne bi koristili skupe prirodne jestive masti u tom procesu, potrebne karboksilne kiseline se dobivaju oksidacijom parafina.

fenoli

Zaključavajući klase spojeva koji sadržavaju kisik, neka se zadržimo na fenolima. Oni su predstavljeni radikalnim fenil-C₆H₅, vezan za jednu ili više funkcionalnih hidroksilnih skupina. Najjednostavniji predstavnik ovog razreda je karbolna kiselina ili fenol. Kao vrlo slaba kiselina može reagirati s alkalnim i aktivnim metalima - natrij, kalij. Tvari s izraženim baktericidnim svojstvima - fenol se koriste u medicini, kao iu proizvodnji boja i fenol-formaldehidnih smola.

U našem radu proučavali smo glavne klase spojeva koji sadržavaju kisik i ispitali su njihova kemijska svojstva.