Compuși care conțin oxigen: exemple, proprietăți, formule

Unul dintre cele mai comune elemente chimice din marea majoritate a substanțelor chimice este oxigenul. Oxizi, acizi, baze, alcooli, fenoli și alți compuși care conțin oxigen sunt studiați în cursul chimiei anorganice și organice. În acest articol vom studia proprietățile și, de asemenea, vom da exemple de aplicare a acestora în industrie, agricultură și medicină.

oxizi

Cele mai simple structuri sunt compuși binari de metale și nemetalici cu oxigen. Clasificarea oxizilor include următoarele grupuri: acid, bazic, amfoteric și indiferent. Principalul criteriu pentru împărțirea tuturor acestor substanțe este elementul care este combinat cu oxigenul. Dacă este metal, atunci ele sunt de bază. De exemplu: CuO, MgO, Na₂O - oxid de cupru, magneziu, sodiu. Principala lor proprietate chimică este reacția cu acizii. Astfel, oxidul de cupru reacționează cu acidul clorhidric:

CuO + 2HCI -> CuCI2 + H20 + 63,3 kJ.

Prezența atomilor de elemente nemetalice în moleculele de compuși binari indică faptul că aparțin acelorași oxizi acide, de exemplu, oxidul de hidrogen H₂O, dioxid de carbon CO₂, pentoxid de fosfor₂O₅. Abilitatea acestor substanțe de a reacționa cu alcalii este principala lor caracteristică chimică.

Ca urmare a reacției, se pot forma săruri de două tipuri: acid sau mediu. Acest lucru va depinde de câte molecule de alcalii reacționează:

• CO2 + KOH => KHCO3-
• CO2 + 2KOH => K2CO3 + H2O.

Un alt grup de compuși care conțin oxigen, care includ astfel de elemente chimice ca zinc sau aluminiu, sunt denumiți oxizi amfoterici. În proprietățile lor există o tendință de interacțiune chimică atât cu acizi, cât și cu alcalii. Produsele interacțiunii oxizilor acizi cu apă sunt acizi. De exemplu, în reacția anhidridei sulfurice și a apei, acid sulfat. Acizii sunt una dintre cele mai importante clase de compuși care conțin oxigen.

Acizii și proprietățile lor

Compușii constând din atomi de hidrogen asociați cu ionii complexi ai resturilor acide sunt acizi. În mod convențional, ele pot fi împărțite în compuși anorganici, de exemplu carbonați, sulfați, nitrați și organici. Acestea din urmă aparțin acidului acetic, acidului formic, oleic. Ambele grupuri de substanțe au proprietăți similare. Astfel, ele intră într-o reacție de neutralizare cu baze, reacționează cu sărurile și oxizii de bază. Aproape toți acizii care conțin oxigen în soluții apoase disociază în ioni, fiind conductori de tipul celui de-al doilea. Determina natura acidă a mediului lor, datorită prezenței excesive a ionilor de hidrogen, utilizând indicatori. De exemplu, litmusul violet, atunci când este adăugat la o soluție acidă, devine roșu. Un reprezentant tipic al compușilor organici este acidul acetic care conține o grupare carboxil. Acesta include un atom de hidrogen, care determină proprietățile acide ale substanței. Este un lichid incolor, cu un miros specific, care cristalizează la o temperatură sub 17 ° C. CH₃COOH, ca și alți acizi care conțin oxigen, este perfect solubil în apă în orice proporție. Soluția ei de 3 - 5% este cunoscută în gospodărie sub denumirea de oțet, care este utilizată în gătit ca un condiment. Substanța și-a găsit aplicația și în producția de mătase acetat, coloranți, materiale plastice și unele medicamente.

Compuși organici care conțin oxigen

În chimie, putem identifica un grup mare de substanțe care conțin, pe lângă carbon și hidrogen, și particule de oxigen. Acestea sunt acizi carboxilici, esteri, aldehide, alcooli și fenoli. Toate proprietățile lor chimice sunt determinate de prezența în molecule a complexelor speciale - grupuri funcționale. De exemplu, formula chimică generală a unui alcool care conține doar legăturile finale dintre atomi - ROH, unde R este un radical hidrocarbonat. Acești compuși sunt în general considerați a fi derivați de alcani în care un atom de hidrogen este înlocuit cu o grupare hidroxil.

Proprietățile fizice și chimice ale alcoolilor

Starea agregată de alcooli este lichide sau compuși solizi. Printre alcooli nu există substanțe gazoase, care pot fi explicate prin formarea de asociați - grupuri constând din mai multe molecule legate prin legături slabe de hidrogen. Acest fapt determină buna solubilitate a alcoolilor inferiori în apă. Cu toate acestea, soluții apoase de substanțe organice care conțin oxigen - alcooli, nu disociază în ioni nu se schimba culoarea indicatorilor, adică, au o reacție neutră. Atomul de hidrogen al grupului funcțional este slab legat de alte particule, astfel încât în ​​interacțiunile chimice este capabil să părăsească limitele moleculei. În locul valenței libere, este înlocuită cu alți atomi, de exemplu, în reacțiile cu metale active sau cu alcalii - pe atomii de metal. În prezența unor catalizatori, cum ar fi o plasă de platină sau cupru, alcooli oxidate oxidanti energetici - permanganat de potasiu sau bicromat, la aldehide.

Reacția de esterificare

Una dintre cele mai importante proprietăți chimice ale substanțelor organice care conțin oxigen: alcoolii și acizii este reacția care conduce la producerea de esteri. Este de mare importanță practică și este utilizat în industrie pentru producerea de esteri utilizați ca solvenți în industria alimentară (sub formă de esențe de fructe). În medicină, unele dintre esterii utilizați ca antispasmodice, de exemplu, ethylnitrile extinderea vaselor sanguine periferice, iar izoamil nitrit este calea de rulare spasme ale arterelor coronare. Ecuația reacției de esterificare este după cum urmează:

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

În ea, CH₃COOH este acid acetic și C₂H₅OH este formula chimică a etanolului.

aldehide

Dacă compusul conține gruparea funcțională -COH, atunci se referă la aldehide. Ele sunt reprezentate ca produse de oxidare suplimentară a alcoolilor, de exemplu, prin agenți de oxidare cum ar fi oxid de cupru.

Prezența unui complex carbonil în molecule de aldehidă formică sau acetică determină capacitatea lor de a polimeriza și atașa atomii altor elemente chimice. Reacțiile calitative, prin care este posibil să se dovedească prezența grupării carbonil și substanțele care aparțin aldehidele sunt reacția oglindă de argint și de interacțiune cu un hidroxid de cupru, la încălzire:

Cea mai mare utilizare a fost obținută din acetaldehida, utilizată în industrie pentru a produce acid acetic - o cantitate de produs tonaj de sinteză organică.

Proprietăți ale compușilor organici care conțin oxigen - acizi carboxilici

Prezența unei grupări carboxil - una sau mai multe - este o caracteristică distinctivă a acizilor carboxilici. Datorită structurii grupului funcțional, se pot forma dimeri în soluții acide. Ele sunt legate prin legături de hidrogen. Compușii disociază în cationi hidrogen și anioni ai reziduului acid și sunt electroliți slabi. Excepția este primul reprezentant al unui număr limitat de acizi monobazici - formici sau metan, care este un dirijor al celui de-al doilea tip de rezistență medie. Prezența în molecule a simbolurilor doar simple indică o limită, dacă substanțele au în compoziție compoziții duble legături pi - acestea sunt substanțe nesaturate. Primul grup include astfel de acizi ca metan, acetic, butiric. Al doilea este reprezentat de compuși care fac parte din grăsimi lichide - uleiuri, de exemplu, acid oleic. Proprietățile chimice ale compușilor care conțin oxigen: acizii organici și anorganici sunt similari în multe privințe. Astfel, pot interacționa cu metalele active, oxizii lor, cu alcalii, precum și cu alcoolii. De exemplu, acidul acetic reacționează cu sodiu, oxid și hidroxid de sodiu pentru a forma o sare de acetat de sodiu:

NaOH + CH3COOH → NaCH3COO + H20

Un loc special este ocupat de compuși ai acizilor carboxilici cu conținut ridicat de oxigen carboxilic: acizi stearici și palmiți, cu un alcool-glicerină limitator triatomic. Acestea sunt esteri și se numesc grăsimi. Acești aceiasi acizi fac parte din sărurile de sodiu și potasiu ca un reziduu acid, formând săpunuri.

Grăsimi și săpunuri

Compuși organici importanți răspândiți pe scară largă în viața sălbatică și jucând rolul de lider, deoarece substanța cu cea mai mare intensitate energetică sunt grăsimi. Ele nu sunt un compus individual, ci un amestec de gliceride eterogene. Acestea sunt compuși ai alcoolului polihidroxilic limitativ - glicerina, care, ca și metanolul și fenolul, conține grupe funcționale hidroxil. Grăsimile pot fi supuse hidrolizei - încălzirea cu apă în prezența catalizatorilor: alcalii, acizi, oxizi de zinc, magneziu. Produsele de reacție vor fi glicerină și acizi carboxilici diferiți, care sunt utilizați în continuare pentru producerea săpunului. Pentru a nu utiliza grăsimi comestibile naturale costisitoare în acest procedeu, acizii carboxilici necesari sunt obținuți prin oxidarea parafinei.

fenoli

Încheind clasele de compuși care conțin oxigen, să ne ocupăm de fenoli. Ei sunt reprezentați de radicalul fenil-C radical₆H₅, legat de una sau mai multe grupări funcționale hidroxil. Cel mai simplu reprezentant al acestei clase este acidul carbolic sau fenolul. Ca acid foarte slab, poate interacționa cu metale alcaline și active - sodiu, potasiu. O substanță cu proprietăți bactericide pronunțate - fenolul este utilizată în medicină, precum și în producția de coloranți și rășini fenol-formaldehidice.

În articolul nostru, am studiat principalele clase de compuși care conțin oxigen și, de asemenea, le-am examinat proprietățile chimice.