Sebatian yang mengandungi oksigen: contoh, sifat, formula

2024 Pengarang: Angel Austin | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 05:36

Salah satu unsur kimia yang paling biasa termasuk dalam kebanyakan bahan kimia ialah oksigen. Oksida, asid, bes, alkohol, fenol dan sebatian lain yang mengandungi oksigen dikaji dalam proses kimia tak organik dan organik. Dalam artikel kami, kami akan mengkaji hartanah, serta memberikan contoh penggunaannya dalam industri, pertanian dan perubatan.

Oxides

Struktur yang paling mudah ialah sebatian binari logam dan bukan logam dengan oksigen. Pengelasan oksida termasuk kumpulan berikut: berasid, asas, amfoterik dan acuh tak acuh. Kriteria utama untuk pembahagian semua bahan ini adalah unsur yang bergabung dengan oksigen. Jika ia adalah logam, maka ia adalah asas. Contohnya: CuO, MgO, Na₂O - oksida kuprum, magnesium, natrium. Sifat kimia utama mereka ialah tindak balas dengan asid. Jadi, kuprum oksida bertindak balas dengan asid klorida:

CuO + 2HCl -> CuCl2 + H2O +63.3 kJ.

Kehadiran atom unsur bukan logam dalam molekul sebatian binari menunjukkan ia tergolong dalam oksida berasid, contohnya, hidrogen oksida H₂O, karbon dioksida CO _{2, fosforus pentoksida P}2_O5_{. Keupayaan bahan tersebut untuk bertindak balas dengan alkali adalah ciri kimia utamanya.}

Hasil daripada tindak balas, garam dua jenis boleh terbentuk: berasid atau sederhana. Ini bergantung pada bilangan mol alkali yang bertindak balas:

CO2 + KOH=> KHCO3;
CO2+ 2KOH=> K2CO3 + H2O.

Kumpulan lain sebatian yang mengandungi oksigen, yang termasuk unsur kimia seperti zink atau aluminium, dirujuk sebagai oksida amfoterik. Dalam sifat mereka, terdapat kecenderungan untuk interaksi kimia dengan kedua-dua asid dan alkali. Hasil interaksi oksida asid dengan air ialah asid. Sebagai contoh, dalam tindak balas anhidrida sulfurik dan air, asid sulfat terbentuk. Asid ialah salah satu kelas sebatian yang mengandungi oksigen yang paling penting.

Asid dan sifatnya

Sebatian yang terdiri daripada atom hidrogen yang dikaitkan dengan ion kompleks sisa asid ialah asid. Secara konvensional, mereka boleh dibahagikan kepada bukan organik, contohnya, asid karbonik, sulfat, nitrat, dan sebatian organik. Yang terakhir termasuk asid asetik, formik, asid oleik. Kedua-dua kumpulan bahan mempunyai sifat yang sama. Jadi, mereka memasuki tindak balas peneutralan dengan bes, bertindak balas dengan garam danoksida asas. Hampir semua asid yang mengandungi oksigen dalam larutan akueus terurai menjadi ion, menjadi konduktor jenis kedua. Adalah mungkin untuk menentukan sifat berasid persekitaran mereka, disebabkan oleh kehadiran ion hidrogen yang berlebihan, menggunakan penunjuk. Sebagai contoh, litmus ungu menjadi merah apabila ditambah kepada larutan asid. Wakil biasa bagi sebatian organik ialah asid asetik yang mengandungi kumpulan karboksil. Ia termasuk atom hidrogen, yang menentukan sifat berasid bahan tersebut. Ia adalah cecair tidak berwarna dengan bau pedas tertentu, mengkristal pada suhu di bawah 17 °C. CH₃COOH, seperti asid yang mengandungi oksigen lain, larut dengan sempurna dalam air dalam sebarang perkadaran. Penyelesaiannya 3 - 5% dikenali dalam kehidupan seharian dengan nama cuka, yang digunakan dalam masakan sebagai perasa. Bahan itu juga telah ditemui penggunaannya dalam pengeluaran sutera asetat, pewarna, plastik dan beberapa ubat.

Sebatian organik yang mengandungi oksigen

Dalam kimia, seseorang boleh membezakan sekumpulan besar bahan yang mengandungi, selain karbon dan hidrogen, juga zarah oksigen. Ini adalah asid karboksilik, ester, aldehid, alkohol dan fenol. Semua sifat kimia mereka ditentukan oleh kehadiran dalam molekul kompleks khas - kumpulan berfungsi. Sebagai contoh, formula kimia am alkohol yang mengandungi hanya ikatan mengehadkan antara atom ialah ROH, di mana R ialah radikal hidrokarbon. Sebatian ini biasanya dianggap sebagai derivatif alkana, di mana satuatom hidrogen digantikan oleh kumpulan hidrokso.

Sifat fizikal dan kimia alkohol

Keadaan agregat alkohol ialah cecair atau sebatian pepejal. Tiada bahan gas di antara alkohol, yang boleh dijelaskan dengan pembentukan sekutu - kumpulan yang terdiri daripada beberapa molekul yang disambungkan oleh ikatan hidrogen yang lemah. Fakta ini juga menentukan keterlarutan yang baik bagi alkohol yang lebih rendah dalam air. Walau bagaimanapun, dalam larutan akueus, bahan organik yang mengandungi oksigen - alkohol, tidak berpecah menjadi ion, tidak mengubah warna penunjuk, iaitu, mereka mempunyai tindak balas neutral. Atom hidrogen kumpulan berfungsi lemah terikat kepada zarah lain, oleh itu, dalam interaksi kimia, ia dapat meninggalkan molekul. Di tempat valensi bebas yang sama, ia digantikan oleh atom lain, contohnya, dalam tindak balas dengan logam aktif atau dengan alkali - oleh atom logam. Dengan adanya pemangkin seperti jaringan platinum atau kuprum, alkohol dioksidakan oleh agen pengoksidaan kuat, kalium bikromat atau kalium permanganat, kepada aldehid.

Tindak balas pengesteran

Salah satu sifat kimia terpenting bagi bahan organik yang mengandungi oksigen: alkohol dan asid ialah tindak balas yang membawa kepada penghasilan ester. Ia amat penting dan digunakan dalam industri untuk pengekstrakan ester yang digunakan sebagai pelarut dalam industri makanan (dalam bentuk pati buah). Dalam bidang perubatan, beberapa ester digunakan sebagai antispasmodik, contohnya, etil nitrit melebarkan saluran darah periferal, danisoamyl nitrite adalah pelindung kekejangan arteri koronari. Persamaan tindak balas pengesteran adalah seperti berikut:

CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O

Di dalamnya, CH₃COOH ialah asid asetik dan C₂H₅OH ialah formula kimia etanol alkohol.

Aldehid

Jika sebatian mengandungi kumpulan berfungsi –COH, maka ia tergolong dalam aldehid. Ia dibentangkan sebagai produk pengoksidaan selanjutnya alkohol, contohnya, dengan agen pengoksidaan seperti kuprum oksida.

Kehadiran kompleks karbonil dalam molekul formik atau asetaldehid menentukan keupayaannya untuk mempolimerkan dan melekatkan atom unsur kimia lain. Tindak balas kualitatif yang boleh digunakan untuk membuktikan kehadiran kumpulan karbonil dan kepunyaan bahan kepada aldehid ialah tindak balas cermin perak dan interaksi dengan kuprum hidroksida apabila dipanaskan:

Acetaldehyde, yang digunakan dalam industri untuk menghasilkan asid asetik, telah menerima penggunaan terbesar - produk tan sintesis organik yang besar.

Sifat sebatian organik yang mengandungi oksigen - asid karboksilik

Kehadiran kumpulan karboksil - satu atau lebih - adalah ciri khas asid karboksilik. Disebabkan oleh struktur kumpulan berfungsi, dimer boleh terbentuk dalam larutan asid. Mereka dihubungkan bersama oleh ikatan hidrogen. Sebatian berpecah kepada kation hidrogen dan anion sisa asid dan merupakan elektrolit lemah. Pengecualian ialah wakil pertama siri pengehadanasid monobes - formik, atau metana, yang merupakan konduktor kekuatan sederhana jenis kedua. Kehadiran hanya ikatan sigma ringkas dalam molekul menunjukkan had, tetapi jika bahan mempunyai ikatan pi berganda dalam komposisinya, ini adalah bahan tak tepu. Kumpulan pertama termasuk asid seperti metana, asetik, butirik. Yang kedua diwakili oleh sebatian yang merupakan sebahagian daripada lemak cair - minyak, sebagai contoh, asid oleik. Sifat kimia sebatian yang mengandungi oksigen: asid organik dan bukan organik adalah hampir sama. Jadi, mereka boleh berinteraksi dengan logam aktif, oksidanya, dengan alkali, dan juga dengan alkohol. Contohnya, asid asetik bertindak balas dengan natrium, oksida dan soda kaustik untuk membentuk garam - natrium asetat:

NaOH + CH3COOH→NaCH3COO + H2O

Tempat istimewa diduduki oleh sebatian asid yang mengandungi oksigen karboksilik yang lebih tinggi: stearik dan palmitik, dengan alkohol tepu trihidrik - gliserin. Mereka tergolong dalam ester dan dipanggil lemak. Asid yang sama adalah sebahagian daripada garam natrium dan kalium sebagai sisa berasid, membentuk sabun.

Lemak dan sabun

Sebatian organik penting yang diedarkan secara meluas dalam hidupan liar dan memainkan peranan utama kerana bahan yang paling intensif tenaga ialah lemak. Mereka bukan sebatian individu, tetapi campuran gliserida heterogen. Ini adalah sebatian alkohol polihidrik yang mengehadkan - gliserin, yang, seperti metanol dan fenol, mengandungi kumpulan berfungsi hidroksil. Lemak boleh dihidrolisiskanpemanasan dengan air dengan kehadiran pemangkin: alkali, asid, oksida zink, magnesium. Hasil tindak balas akan menjadi gliserol dan pelbagai asid karboksilik, seterusnya digunakan untuk pengeluaran sabun. Untuk tidak menggunakan lemak boleh dimakan semula jadi yang mahal dalam proses ini, asid karboksilik yang diperlukan diperoleh dengan mengoksidakan parafin.

Fenol

Menghasilkan kelas sebatian yang mengandungi oksigen, mari fokus pada fenol. Mereka diwakili oleh radikal fenil -C₆H₅, disambungkan kepada satu atau lebih kumpulan hidroksil berfungsi. Wakil paling mudah bagi kelas ini ialah asid karbolik, atau fenol. Sebagai asid yang sangat lemah, ia boleh berinteraksi dengan alkali dan logam aktif - natrium, kalium. Bahan dengan sifat bakteria yang jelas - fenol digunakan dalam perubatan, serta dalam penghasilan pewarna dan resin fenol-formaldehid.