Një nga elementët kimikë më të zakonshëm të përfshirë në shumicën dërrmuese të kimikateve është oksigjeni. Oksidet, acidet, bazat, alkoolet, fenolet dhe komponimet e tjera që përmbajnë oksigjen studiohen në rrjedhën e kimisë inorganike dhe organike. Në artikullin tonë do të studiojmë vetitë, si dhe do të japim shembuj të aplikimit të tyre në industri, bujqësi dhe mjekësi.
Oksidet
Më të thjeshtat në strukturë janë përbërjet binare të metaleve dhe jometaleve me oksigjen. Klasifikimi i oksideve përfshin këto grupe: acide, bazike, amfoterike dhe indiferente. Kriteri kryesor për ndarjen e të gjitha këtyre substancave është se cili element kombinohet me oksigjenin. Nëse është metal, atëherë ato janë themelore. Për shembull: CuO, MgO, Na2O - oksidet e bakrit, magnezit, natriumit. Vetia e tyre kryesore kimike është reagimi me acidet. Pra, oksidi i bakrit reagon me acidin klorur:
CuO + 2HCl -> CuCl2 + H2O +63,3 kJ.
Prania e atomeve të elementeve jometalike në molekulat e përbërjeve binare tregon përkatësinë e tyre në oksidet acide, për shembull, oksidi i hidrogjenit H2O, dioksidi i karbonit CO 2, pentoksid fosfori P2O5. Aftësia e substancave të tilla për të reaguar me alkalet është karakteristika e tyre kryesore kimike.
Si rezultat i reaksionit, mund të formohen kripëra të dy llojeve: acide ose mesatare. Kjo do të varet nga sa mol alkali reagojnë:
- CO2 + KOH=> KHCO3;
- CO2+ 2KOH=> K2CO3 + H2O.
Një grup tjetër përbërësish që përmbajnë oksigjen, të cilat përfshijnë elementë të tillë kimikë si zinku ose alumini, quhen okside amfoterike. Në vetitë e tyre, ekziston një tendencë për ndërveprim kimik si me acidet ashtu edhe me alkalet. Produktet e bashkëveprimit të oksideve të acidit me ujin janë acide. Për shembull, në reagimin e anhidridit sulfurik dhe ujit, formohet acidi sulfat. Acidet janë një nga klasat më të rëndësishme të përbërjeve që përmbajnë oksigjen.
Acidet dhe vetitë e tyre
Përbërjet që përbëhen nga atome hidrogjeni të lidhur me jonet komplekse të mbetjeve acide janë acide. Në mënyrë konvencionale, ato mund të ndahen në inorganike, për shembull, acid karbonik, sulfate, nitrat dhe komponime organike. Këto të fundit përfshijnë acid acetik, formik, acid oleik. Të dy grupet e substancave kanë veti të ngjashme. Pra, ata hyjnë në një reaksion neutralizimi me baza, reagojnë me kripëra dheoksidet bazë. Pothuajse të gjitha acidet që përmbajnë oksigjen në tretësirat ujore shpërndahen në jone, duke qenë përçues të llojit të dytë. Është e mundur të përcaktohet natyra acidike e mjedisit të tyre, për shkak të pranisë së tepërt të joneve të hidrogjenit, duke përdorur tregues. Për shembull, lakmusi vjollcë bëhet i kuq kur shtohet në një tretësirë acidi. Një përfaqësues tipik i përbërjeve organike është acidi acetik që përmban një grup karboksil. Ai përfshin një atom hidrogjeni, i cili përcakton vetitë acidike të substancës. Është një lëng pa ngjyrë me një erë specifike të athët, që kristalizohet në temperatura nën 17 °C. CH3COOH, si acidet e tjera që përmbajnë oksigjen, është krejtësisht i tretshëm në ujë në çfarëdo përmasash. Tretësira e saj 3 - 5% njihet në jetën e përditshme me emrin uthull, e cila përdoret në gatim si erëza. Substanca ka gjetur përdorim edhe në prodhimin e mëndafshit acetat, ngjyrave, plastikës dhe disa ilaçeve.
Përbërjet organike që përmbajnë oksigjen
Në kimi, mund të dallohet një grup i madh substancash që përmbajnë, përveç karbonit dhe hidrogjenit, edhe grimca oksigjeni. Këto janë acide karboksilike, estere, aldehide, alkoole dhe fenole. Të gjitha vetitë e tyre kimike përcaktohen nga prania në molekulat e komplekseve të veçanta - grupeve funksionale. Për shembull, formula e përgjithshme kimike e një alkooli që përmban vetëm lidhje kufizuese ndërmjet atomeve është ROH, ku R është një radikal hidrokarbur. Këto komponime zakonisht konsiderohen si derivate të alkaneve, në të cilat njëatomi i hidrogjenit zëvendësohet nga një grup hidrokso.
Vetitë fizike dhe kimike të alkooleve
Gjendja agregate e alkooleve janë lëngje ose komponime të ngurta. Nuk ka substanca të gazta midis alkooleve, gjë që mund të shpjegohet me formimin e shoqëruesve - grupeve të përbëra nga disa molekula të lidhura me lidhje të dobëta hidrogjeni. Ky fakt përcakton edhe tretshmërinë e mirë të alkooleve më të ulëta në ujë. Sidoqoftë, në tretësirat ujore, substancat organike që përmbajnë oksigjen - alkoolet, nuk shpërndahen në jone, nuk ndryshojnë ngjyrën e treguesve, domethënë kanë një reagim neutral. Atomi i hidrogjenit i grupit funksional është i lidhur dobët me grimcat e tjera, prandaj, në ndërveprimet kimike, ai është në gjendje të largohet nga molekula. Në të njëjtin vend të valencës së lirë, ai zëvendësohet nga atome të tjera, për shembull, në reaksione me metale aktive ose me alkalet - nga atome metalike. Në prani të katalizatorëve të tillë si rrjetë platini ose bakri, alkoolet oksidohen nga agjentë të fuqishëm oksidues, bikromat kaliumi ose permanganat kaliumi, në aldehide.
Reagimi esterifikimi
Një nga vetitë kimike më të rëndësishme të substancave organike që përmbajnë oksigjen: alkoolet dhe acidet është një reagim që çon në prodhimin e estereve. Ka një rëndësi të madhe praktike dhe përdoret në industri për nxjerrjen e estereve që përdoren si tretës në industrinë ushqimore (në formën e esencave të frutave). Në mjekësi, disa nga esteret përdoren si antispazmatikë, për shembull, nitriti etilik zgjeron enët periferike të gjakut dhenitriti izoamil është një mbrojtës i spazmave të arterieve koronare. Ekuacioni i reaksionit të esterifikimit është si më poshtë:
CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
Në të, CH3COOH është acid acetik dhe C2H5OH është formula kimike e etanolit të alkoolit.
Aldehide
Nëse një përbërës përmban një grup funksional –COH, atëherë ai i përket aldehideve. Ato paraqiten si produkte të oksidimit të mëtejshëm të alkooleve, për shembull, me agjentë oksidues si oksidi i bakrit.
Prania e një kompleksi karbonil në molekulat e formikës ose acetaldehidit përcakton aftësinë e tyre për të polimerizuar dhe bashkuar atomet e elementeve të tjerë kimikë. Reaksionet cilësore që mund të përdoren për të vërtetuar praninë e një grupi karbonil dhe përkatësinë e një substance tek aldehidet janë reaksioni i pasqyrës së argjendit dhe ndërveprimi me hidroksidin e bakrit kur nxehet:
Acetaldehidi, i cili përdoret në industri për të prodhuar acid acetik, ka marrë përdorimin më të madh - një produkt me tonazh të madh të sintezës organike.
Vetitë e përbërjeve organike që përmbajnë oksigjen - acidet karboksilike
Prania e një grupi karboksilik - një ose më shumë - është një shenjë dalluese e acideve karboksilike. Për shkak të strukturës së grupit funksional, dimerët mund të formohen në tretësirat e acidit. Ato janë të lidhura së bashku me lidhje hidrogjeni. Komponimet shpërndahen në katione hidrogjeni dhe anione të mbetjeve acide dhe janë elektrolite të dobët. Një përjashtim është përfaqësuesi i parë i një serie kufizueseacide monobazike - formik, ose metan, i cili është një përcjellës i llojit të dytë të forcës mesatare. Prania e vetëm lidhjeve të thjeshta sigma në molekula tregon kufirin, por nëse substancat kanë lidhje të dyfishta pi në përbërjen e tyre, këto janë substanca të pangopura. Grupi i parë përfshin acide të tilla si metani, acetik, butirik. E dyta përfaqësohet nga komponime që janë pjesë e yndyrave të lëngshme - vajra, për shembull, acidi oleik. Vetitë kimike të përbërjeve që përmbajnë oksigjen: acidet organike dhe inorganike janë kryesisht të ngjashme. Pra, ata mund të ndërveprojnë me metale aktive, oksidet e tyre, me alkalet, si dhe me alkoolet. Për shembull, acidi acetik reagon me natriumin, oksidin dhe sodën kaustike për të formuar një kripë - acetat natriumi:
NaOH + CH3COOH→NaCH3COO + H2O
Një vend të veçantë zënë përbërjet e acideve më të larta karboksilike që përmbajnë oksigjen: stearik dhe palmitik, me një alkool të ngopur trihidrik - glicerinë. Ato i përkasin estereve dhe quhen yndyrna. Të njëjtat acide janë pjesë e kripërave të natriumit dhe kaliumit si mbetje acidike, duke formuar sapunë.
Yndyrna dhe sapunë
Përbërjet organike të rëndësishme që shpërndahen gjerësisht në jetën e egër dhe luajnë një rol udhëheqës si substanca më intensive me energji janë yndyrnat. Ato nuk janë një përbërje individuale, por një përzierje e glicerideve heterogjene. Këto janë komponime të alkoolit polihidrik kufizues - glicerinë, e cila, si metanoli dhe fenoli, përmban grupe funksionale hidroksil. Yndyrnat mund të hidrolizohenngrohja me ujë në prani të katalizatorëve: alkaleve, acideve, oksideve të zinkut, magnezit. Produktet e reaksionit do të jenë glicerina dhe acidet e ndryshme karboksilike, të përdorura më tej për prodhimin e sapunit. Për të mos përdorur yndyrna të shtrenjta të ngrënshme natyrore në këtë proces, acidet karboksilike të nevojshme përftohen duke oksiduar parafinën.
Fenole
Duke dalë me klasat e përbërjeve që përmbajnë oksigjen, le të përqendrohemi te fenolet. Ato përfaqësohen nga radikali fenil -C6H5, i lidhur me një ose më shumë grupe hidroksil funksionale. Përfaqësuesi më i thjeshtë i kësaj klase është acidi karbolik, ose fenoli. Si një acid shumë i dobët, ai mund të ndërveprojë me alkalet dhe metalet aktive - natriumi, kaliumi. Një substancë me veti të theksuara baktericid - fenoli përdoret në mjekësi, si dhe në prodhimin e ngjyrave dhe rrëshirave fenol-formaldehide.
Në artikullin tonë, ne studiuam klasat kryesore të përbërjeve që përmbajnë oksigjen dhe gjithashtu morëm parasysh vetitë e tyre kimike.
