Kimyasalların büyük çoğunluğunda bulunan en yaygın kimyasal elementlerden biri oksijendir. Oksitler, asitler, bazlar, alkoller, fenoller ve diğer oksijen içeren bileşikler inorganik ve organik kimya derslerinde incelenir. Yazımızda hem özelliklerini inceleyeceğiz hem de sanayi, tarım ve tıptaki uygulamalarından örnekler vereceğiz.
Oksitler
Yapısı en basit olanı, metallerin ve metal olmayanların oksijenli ikili bileşikleridir. Oksitlerin sınıflandırılması aşağıdaki grupları içerir: asidik, bazik, amfoterik ve kayıtsız. Tüm bu maddelerin bölünmesinde ana kriter oksijen ile hangi elementin birleştiğidir. Metal ise, o zaman temeldir. Örneğin: CuO, MgO, Na2O - bakır, magnezyum, sodyum oksitleri. Ana kimyasal özellikleri asitlerle reaksiyonudur. Böylece, bakır oksit klorür asidi ile reaksiyona girer:
CuO + 2HCl -> CuCl2 + H2O +63,3 kJ.
İkili bileşiklerin moleküllerinde metalik olmayan elementlerin atomlarının varlığı, bunların asidik oksitlere ait olduğunu gösterir, örneğin, hidrojen oksit H2O, karbondioksit CO 2, fosfor pentoksit P2O5. Bu tür maddelerin alkalilerle reaksiyona girme yeteneği, onların ana kimyasal özelliğidir.
Reaksiyon sonucunda iki tip tuz oluşabilir: asidik veya orta. Bu, kaç mol alkalinin reaksiyona girdiğine bağlı olacaktır:
- CO2 + KOH=> KHC03;
- CO2+ 2KOH=> K2CO3 + H2O.
Çinko veya alüminyum gibi kimyasal elementleri içeren oksijen içeren başka bir bileşik grubuna amfoterik oksitler denir. Özelliklerinde, hem asitler hem de alkaliler ile kimyasal etkileşim eğilimi vardır. Asit oksitlerin su ile etkileşiminin ürünleri asitlerdir. Örneğin, sülfürik anhidrit ve su reaksiyonunda sülfat asidi oluşur. Asitler, oksijen içeren bileşiklerin en önemli sınıflarından biridir.
Asitler ve özellikleri
Asit kalıntılarının kompleks iyonlarıyla ilişkili hidrojen atomlarından oluşan bileşikler asitlerdir. Geleneksel olarak, inorganik, örneğin karbonik asit, sülfat, nitrat ve organik bileşiklere ayrılabilirler. İkincisi asetik asit, formik, oleik asitleri içerir. Her iki madde grubu da benzer özelliklere sahiptir. Böylece bazlarla nötralleşme reaksiyonuna girerler, tuzlarla reaksiyona girerler vebazik oksitler. Sulu çözeltilerdeki hemen hemen tüm oksijen içeren asitler, ikinci tür iletkenler olan iyonlara ayrışır. Hidrojen iyonlarının aşırı varlığı nedeniyle ortamlarının asidik yapısını göstergeler kullanarak belirlemek mümkündür. Örneğin, bir asit çözeltisine eklendiğinde mor turnusol kırmızıya döner. Organik bileşiklerin tipik bir temsilcisi, bir karboksil grubu içeren asetik asittir. Maddenin asidik özelliklerini belirleyen bir hidrojen atomu içerir. 17 °C'nin altındaki sıcaklıklarda kristalleşen, belirli keskin bir kokuya sahip renksiz bir sıvıdır. CH3COOH, diğer oksijen içeren asitler gibi suda her oranda mükemmel şekilde çözünür. %3 - 5'lik solüsyonu günlük yaşamda yemeklerde baharat olarak kullanılan sirke adı altında bilinmektedir. Bu madde ayrıca asetat ipek, boyalar, plastikler ve bazı ilaçların üretiminde de kullanım alanı bulmuştur.
Oksijen içeren organik bileşikler
Kimyada, karbon ve hidrojene ek olarak oksijen parçacıkları da içeren geniş bir madde grubu ayırt edilebilir. Bunlar karboksilik asitler, esterler, aldehitler, alkoller ve fenollerdir. Tüm kimyasal özellikleri, özel komplekslerin - fonksiyonel grupların moleküllerindeki mevcudiyet ile belirlenir. Örneğin, yalnızca atomlar arasında sınırlayıcı bağlar içeren bir alkolün genel kimyasal formülü ROH'dir, burada R bir hidrokarbon radikalidir. Bu bileşikler genellikle alkanların türevleri olarak kabul edilirler.hidrojen atomunun yerini bir hidrokso grubu alır.
Alkollerin fiziksel ve kimyasal özellikleri
Alkollerin toplu hali sıvı veya katı bileşiklerdir. Alkoller arasında, zayıf hidrojen bağları ile bağlanmış birkaç molekülden oluşan gruplar - ortakların oluşumu ile açıklanabilecek gaz halinde maddeler yoktur. Bu gerçek aynı zamanda düşük alkollerin sudaki iyi çözünürlüğünü de belirler. Bununla birlikte, sulu çözeltilerde, oksijen içeren organik maddeler - alkoller, iyonlara ayrışmazlar, göstergelerin rengini değiştirmezler, yani nötr bir reaksiyona sahiptirler. Fonksiyonel grubun hidrojen atomu diğer parçacıklara zayıf bir şekilde bağlanır, bu nedenle kimyasal etkileşimlerde molekülü terk edebilir. Aynı serbest değerlik yerinde, örneğin aktif metallerle veya alkalilerle - metal atomları ile reaksiyonlarda diğer atomlarla değiştirilir. Platin ağ veya bakır gibi katalizörlerin varlığında, alkoller kuvvetli oksitleyici maddeler, potasyum bikromat veya potasyum permanganat tarafından aldehitlere oksitlenir.
Esterleşme reaksiyonu
Oksijen içeren organik maddelerin en önemli kimyasal özelliklerinden biri: alkoller ve asitler, ester üretimine yol açan bir reaksiyondur. Pratik önemi büyüktür ve gıda sanayinde çözücü olarak kullanılan esterlerin (meyve esansları şeklinde) ekstraksiyonu için sanayide kullanılmaktadır. Tıpta, esterlerin bazıları antispazmodik olarak kullanılır, örneğin, etil nitrit periferik kan damarlarını genişletir veizoamil nitrit, koroner arter spazmlarının koruyucusudur. Esterleşme reaksiyonu denklemi aşağıdaki gibidir:
CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
İçinde, CH3COOH asetik asittir ve C2H5OH alkol etanolün kimyasal formülüdür.
Aldehitler
Bir bileşik bir –COH fonksiyonel grubu içeriyorsa, bu aldehitlere aittir. Alkollerin, örneğin bakır oksit gibi oksitleyici maddelerle daha fazla oksidasyonunun ürünleri olarak sunulurlar.
Formik veya asetaldehit moleküllerinde bir karbonil kompleksinin varlığı, bunların polimerize olma ve diğer kimyasal elementlerin atomlarını bağlama yeteneklerini belirler. Bir karbonil grubunun varlığını ve bir maddenin aldehitlere ait olduğunu kanıtlamak için kullanılabilen kalitatif reaksiyonlar, gümüş ayna reaksiyonu ve ısıtıldığında bakır hidroksit ile etkileşimdir:
Endüstride asetik asit üretmek için kullanılan asetaldehit, en büyük kullanımı aldı - büyük tonajlı bir organik sentez ürünü.
Oksijen içeren organik bileşiklerin özellikleri - karboksilik asitler
Bir karboksil grubunun varlığı - bir veya daha fazla - karboksilik asitlerin ayırt edici özelliğidir. Fonksiyonel grubun yapısı nedeniyle asit çözeltilerinde dimerler oluşabilir. Hidrojen bağlarıyla birbirine bağlanırlar. Bileşikler hidrojen katyonlarına ve asit kalıntı anyonlarına ayrışır ve zayıf elektrolitlerdir. Bir istisna, bir dizi sınırlamanın ilk temsilcisidir.monobazik asitler - ikinci tür orta kuvvette bir iletken olan formik veya metan. Moleküllerde sadece basit sigma bağlarının varlığı sınırı gösterir, ancak maddelerin bileşiminde çift pi bağı varsa bunlar doymamış maddelerdir. İlk grup metan, asetik, butirik gibi asitleri içerir. İkincisi, sıvı yağların bir parçası olan bileşiklerle temsil edilir - yağlar, örneğin oleik asit. Oksijen içeren bileşiklerin kimyasal özellikleri: organik ve inorganik asitler büyük ölçüde benzerdir. Böylece aktif metaller, oksitleri, alkaliler ve ayrıca alkollerle etkileşime girebilirler. Örneğin, asetik asit sodyum, oksit ve kostik soda ile reaksiyona girerek bir tuz - sodyum asetat oluşturur:
NaOH + CH3COOH→NaCH3COO + H2O
Özel bir yer, yüksek karboksilik oksijen içeren asitlerin bileşikleri tarafından işgal edilir: stearik ve palmitik, trihidrik doymuş alkol - gliserin. Esterlere aittirler ve yağ olarak adlandırılırlar. Aynı asitler, asidik bir kalıntı olarak sodyum ve potasyum tuzlarının bir parçasıdır ve sabunlar oluşturur.
Yağlar ve sabunlar
Vahşi yaşamda yaygın olarak bulunan ve en enerji yoğun madde olarak öncü rol oynayan önemli organik bileşikler yağlardır. Bunlar ayrı bir bileşik değil, heterojen gliseritlerin bir karışımıdır. Bunlar, metanol ve fenol gibi hidroksil fonksiyonel grupları içeren sınırlayıcı polihidrik alkol - gliserin bileşikleridir. Yağlar hidrolize edilebilirkatalizörlerin varlığında su ile ısıtma: alkaliler, asitler, çinko oksitleri, magnezyum. Reaksiyonun ürünleri, ayrıca sabun üretimi için kullanılan gliserol ve çeşitli karboksilik asitler olacaktır. Bu işlemde pahalı doğal yemeklik yağların kullanılmaması için gerekli karboksilik asitler parafin oksitlenerek elde edilir.
Fenoller
Oksijen içeren bileşiklerin sınıflarına gelince, hadi fenollere odaklanalım. Bir veya daha fazla fonksiyonel hidroksil grubuna bağlı fenil radikali -C6H5 ile temsil edilirler. Bu sınıfın en basit temsilcisi karbolik asit veya fenoldür. Çok zayıf bir asit olarak alkaliler ve aktif metaller - sodyum, potasyum ile etkileşime girebilir. Belirgin bakterisit özelliklere sahip bir madde - fenol tıpta ve ayrıca boyaların ve fenol-formaldehit reçinelerinin üretiminde kullanılır.
Makalemizde oksijen içeren bileşiklerin ana sınıflarını inceledik ve kimyasal özelliklerini de inceledik.
