ลักษณะของออกซาซิดวิธีการสร้างและตัวอย่าง - เคมี - 2025

oxacidหรือ oxoacid เป็นกรด ternary ประกอบด้วยไฮโดรเจนและออกซิเจนเป็นองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะที่ถือว่าเป็นสิ่งที่เรียกว่าอะตอมกลาง ขึ้นอยู่กับจำนวนอะตอมของออกซิเจนดังนั้นสถานะออกซิเดชั่นของธาตุอโลหะจึงสามารถเกิดออกไซด์ต่างๆได้

สารเหล่านี้เป็นอนินทรีย์ล้วนๆ แต่คาร์บอนสามารถรูปแบบหนึ่งของ oxacids รู้จักกันดีที่สุด: กรดคาร์บอ, H ₂ CO 3 ตามที่แสดงสูตรเคมีเพียงอย่างเดียวมันมีสาม O หนึ่ง C และสองอะตอม H

ที่มา: pxhere

อะตอม H สองอะตอมของ H ₂ CO ₃ถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมเป็น H ⁺ซึ่งอธิบายถึงลักษณะที่เป็นกรด การให้ความร้อนสารละลายกรดคาร์บอนิกในน้ำจะทำให้ก๊าซออกมา

ก๊าซนี้คือคาร์บอนไดออกไซด์ CO ₂ซึ่งเป็นโมเลกุลอนินทรีย์ที่เกิดจากการเผาไหม้ของไฮโดรคาร์บอนและการหายใจของเซลล์ ถ้า CO ₂ถูกส่งกลับไปยังภาชนะบรรจุน้ำ H ₂ CO ₃จะก่อตัวขึ้นใหม่ ดังนั้นกรดออกโซจึงเกิดขึ้นเมื่อสารบางชนิดทำปฏิกิริยากับน้ำ

ปฏิกิริยานี้ไม่เพียง แต่สังเกตได้สำหรับ CO ₂เท่านั้น แต่สำหรับโมเลกุลโคเวเลนต์อนินทรีย์อื่น ๆ ที่เรียกว่ากรดออกไซด์

ออกซาซิดมีประโยชน์มากมายซึ่งยากที่จะอธิบายโดยทั่วไป การประยุกต์ใช้จะขึ้นอยู่กับอะตอมกลางและจำนวนออกซีเจนอย่างมาก

สามารถใช้ตั้งแต่สารประกอบในการสังเคราะห์วัสดุปุ๋ยและวัตถุระเบิดเพื่อวัตถุประสงค์ในการวิเคราะห์หรือการผลิตน้ำอัดลม เช่นเดียวกับกรดคาร์บอนิกและกรดฟอสฟอริก H ₃ PO ₄เป็นส่วนหนึ่งขององค์ประกอบของเครื่องดื่มเหล่านี้

ลักษณะและคุณสมบัติของออกซาซิด

ที่มา: Gabriel Bolívar

กลุ่มไฮดรอกซิล

สูตร HEO ทั่วไปสำหรับ oxacids แสดงอยู่ในภาพด้านบน ดังที่เห็นได้ว่ามีไฮโดรเจน (H) ออกซิเจน (O) และอะตอมกลาง (E); ซึ่งในกรณีของกรดคาร์บอนิกคือคาร์บอนค.

ไฮโดรเจนในออกซิไซด์มักจะยึดติดกับอะตอมออกซิเจนไม่ใช่อะตอมกลาง กรดฟอสฟอรัส H ₃ PO ₃หมายถึงกรณีเฉพาะที่หนึ่งในไฮโดรเจนเชื่อมโยงกับอะตอมของฟอสฟอรัส ดังนั้นสูตรโครงสร้างจึงแสดงเป็น (OH) ₂ OPH ได้ดีที่สุด

ในขณะที่กรดไนตรัส HNO ₂มีกระดูกสันหลังของ HON = O ดังนั้นจึงมีหมู่ไฮดรอกซิล (OH) ที่แยกตัวออกเพื่อปลดปล่อยไฮโดรเจน

ดังนั้นหนึ่งในลักษณะสำคัญของออกซาซิดไม่เพียง แต่มีออกซิเจนเท่านั้น แต่ยังมีอยู่ในกลุ่ม OH ด้วย

ในทางกลับกันออกไซด์บางชนิดมีสิ่งที่เรียกว่ากลุ่มออกโซ E = O ในกรณีของกรดฟอสฟอรัสจะมีหมู่ออกโซคือ P = O พวกเขาขาดอะตอม H ดังนั้นพวกเขาจึง "ไม่รับผิดชอบ" ต่อความเป็นกรด

อะตอมกลาง

อะตอมกลาง (E) อาจเป็นหรือไม่เป็นองค์ประกอบอิเล็กโทรเนกาติวิตีขึ้นอยู่กับตำแหน่งของมันในบล็อก p ของตารางธาตุ ในทางกลับกันออกซิเจนซึ่งเป็นองค์ประกอบที่มีอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงกว่าไนโตรเจนเล็กน้อยดึงดูดอิเล็กตรอนจากพันธะ OH จึงปล่อยไอออน H ⁺ออกมา

E จึงเชื่อมโยงกับกลุ่ม OH เมื่อปล่อยไอออน H ⁺ไอออนไนซ์ของกรดจะเกิดขึ้น นั่นคือมันได้รับประจุไฟฟ้าซึ่งในกรณีนี้จะเป็นลบ ออกซาซิดสามารถปล่อยไอออน H ^{+ ได้}มากเนื่องจากมีหมู่ OH ในโครงสร้าง และยิ่งมีประจุลบมากเท่าไหร่

กำมะถันสำหรับกรดซัลฟิวริก

ซัลฟูริกกรด polyprotic มีความ H สูตรโมเลกุล₂ SO 4 สูตรนี้สามารถเขียนได้ดังนี้: (OH) ₂ SO ₂เพื่อเน้นว่ากรดซัลฟิวริกมีหมู่ไฮดรอกซิลสองกลุ่มที่ยึดติดกับกำมะถันซึ่งเป็นอะตอมกลางของมัน

ปฏิกิริยาของไอออไนเซชันคือ:

H ₂ดังนั้น₄ => H ⁺ + HSO ₄ ^-

จากนั้น H ⁺ตัวที่สองจะถูกปล่อยออกจากกลุ่ม OH ที่เหลือช้ากว่าจนกว่าจะสร้างสมดุลได้:

HSO ₄ ^- <=> H ⁺ + ดังนั้น₄ ^2–

การแยกตัวที่สองนั้นยากกว่าครั้งแรกเนื่องจากต้องแยกประจุบวก (H ⁺ ) ออกจากประจุลบทวีคูณ (SO ₄ ^2- )

ความแข็งแรงของกรด

ความแข็งแรงของออกไซด์เกือบทั้งหมดที่มีอะตอมกลางเหมือนกัน (ไม่ใช่โลหะ) จะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของสถานะออกซิเดชั่นของธาตุกลาง ซึ่งจะเกี่ยวข้องโดยตรงกับการเพิ่มขึ้นของจำนวนออกซิเจนอะตอม

ตัวอย่างเช่นออกไซด์สามชุดจะแสดงให้เห็นซึ่งกองกำลังความเป็นกรดได้รับคำสั่งจากน้อยไปหามากที่สุด:

H ₂ดังนั้น₃ <H ₂ดังนั้น₄

HNO ₂ <HNO ₃

HClO <HClO ₂ <HClO ₃ <HClO ₄

ในออกไซด์ส่วนใหญ่ที่มีองค์ประกอบต่างกันที่มีสถานะออกซิเดชั่นเดียวกัน แต่อยู่ในกลุ่มเดียวกันในตารางธาตุความแรงของกรดจะเพิ่มขึ้นโดยตรงกับอิเล็กโทรเนกาติวิตีของอะตอมกลาง:

H ₂ SeO ₃ <H ₂ SO ₃

H ₃ PO ₄ <HNO ₃

HBrO ₄ <HClO ₄

oxacids เกิดขึ้นได้อย่างไร?

ดังที่ได้กล่าวไว้ในตอนต้นออกไซด์จะถูกสร้างขึ้นเมื่อสารบางชนิดเรียกว่ากรดออกไซด์ทำปฏิกิริยากับน้ำ สิ่งนี้จะอธิบายโดยใช้ตัวอย่างเดียวกันสำหรับกรดคาร์บอนิก

CO ₂ + H ₂ O <=> H ₂ CO ₃

ออกไซด์ที่เป็นกรด + น้ำ => ออกซาซิด

สิ่งที่เกิดขึ้นคือ H ₂ O โมเลกุลผูก covalently กับ CO ₂โมเลกุล ถ้าน้ำถูกขจัดออกด้วยความร้อนสมดุลจะเปลี่ยนไปเป็นการสร้าง CO ₂ขึ้นมาใหม่ นั่นคือโซดาร้อนจะสูญเสียความรู้สึกฟู่เร็วกว่าแบบเย็น

ในทางกลับกันออกไซด์ที่เป็นกรดจะเกิดขึ้นเมื่อองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะทำปฏิกิริยากับน้ำ แม้จะแม่นยำมากขึ้นเมื่อองค์ประกอบปฏิกิริยาแบบออกไซด์โควาเลนต์, การสลายตัวที่มีอยู่ในน้ำสร้าง H ⁺ไอออน

มีการกล่าวไปแล้วว่าไอออน H ⁺เป็นผลิตภัณฑ์จากการแตกตัวเป็นไอออนของออกซาซิดที่เกิดขึ้น

ตัวอย่างการฝึกอบรม

คลอริกออกไซด์ Cl ₂ O ₅ทำปฏิกิริยากับน้ำเพื่อให้กรดคลอริก:

คล₂ O ₅ + H ₂ O => HClO ₃

ซัลฟิวริกออกไซด์ SO ₃ทำปฏิกิริยากับน้ำเพื่อสร้างกรดซัลฟิวริก:

ดังนั้น₃ + H ₂ O => H ₂ดังนั้น₄

และออกไซด์เป็นระยะ I ₂ O ₇ทำปฏิกิริยากับน้ำเพื่อสร้างกรดคาบ:

I ₂ O ₇ + H ₂ O => HIO ₄

นอกเหนือจากกลไกคลาสสิกเหล่านี้ในการก่อตัวของออกไซด์แล้วยังมีปฏิกิริยาอื่น ๆ ที่มีวัตถุประสงค์เดียวกัน

ตัวอย่างเช่นฟอสฟอรัสไตรคลอไรด์ PCl ₃ทำปฏิกิริยากับน้ำเพื่อผลิตกรดฟอสฟอรัสออกซาซิดและกรดไฮโดรคลอริกซึ่งเป็นกรดไฮโดรฮาลิก

PCl ₃ + 3H ₂ O => H ₃ PO ₃ + HCl

และฟอสฟอรัสเพนทาคลอไรด์ PCl ₅ทำปฏิกิริยากับน้ำให้กรดฟอสฟอริกและกรดไฮโดรคลอริก

PCl ₅ + 4 H ₂ O => H ₃ PO ₄ + HCl

ออกไซด์ของโลหะ

โลหะทรานซิชันบางชนิดก่อตัวเป็นออกไซด์ที่เป็นกรดนั่นคือละลายในน้ำเพื่อให้ออกไซด์

แมงกานีส (VII) ออกไซด์ (เปอร์แมงกานิกแอนไฮรัส) Mn ₂ O ₇และโครเมียม (VI) ออกไซด์เป็นตัวอย่างที่พบบ่อยที่สุด

Mn ₂ O ₇ + H ₂ O => HMnO ₄ (กรดเปอร์แมงกานิก)

CrO ₃ + H ₂ O => H ₂ CrO ₄ (กรดโครมิก)

ศัพท์เฉพาะ

การคำนวณวาเลนซ์

ในการตั้งชื่อออกซาซิดให้ถูกต้องเราต้องเริ่มต้นด้วยการกำหนดความจุหรือเลขออกซิเดชันของอะตอมกลาง E เริ่มจากสูตรทั่วไป HEO จะพิจารณาสิ่งต่อไปนี้:

-O มีวาเลนซ์ -2

- ความจุของ H คือ +1

ด้วยเหตุนี้ oxacid HEO จึงเป็นกลางดังนั้นผลรวมของประจุของวาเลนซ์จะต้องเท่ากับศูนย์ ดังนั้นเราจึงมีผลรวมพีชคณิตดังต่อไปนี้:

-2 + 1 + E = 0

E = 1

ดังนั้นความจุของ E คือ +1

จากนั้นเราต้องใช้วาเลนซ์ที่เป็นไปได้ที่ E. สามารถมีได้หากค่า +1, +3 และ +4 อยู่ในความจุของมัน E จะ "ทำงาน" ด้วยความจุต่ำสุด

ตั้งชื่อกรด

ในการตั้งชื่อ HEO คุณเริ่มต้นด้วยการเรียกมันว่ากรดตามด้วยชื่อ E ที่มีคำต่อท้าย –ico ถ้าคุณทำงานกับความจุสูงสุดหรือ –oso ถ้าคุณทำงานโดยใช้ความจุต่ำสุด เมื่อมีสามตัวขึ้นไปคำนำหน้า hypo- และ per- จะใช้เพื่ออ้างถึงวาเลนซ์ที่เล็กที่สุดและใหญ่ที่สุด

ดังนั้น HEO จะถูกเรียกว่า:

กรดไฮโป (ชื่อ E) หมี

เนื่องจาก +1 เป็นจำนวนที่น้อยที่สุดในสามวาเลนซ์ และถ้าเป็น HEO ₂ดังนั้น E จะมีความจุ +3 และจะถูกเรียกว่า:

กรด (ชื่อ E) หมี

และในทำนองเดียวกันสำหรับ HEO ₃โดย E ทำงานกับวาเลนซ์ +5:

กรด (ชื่อ E) ico

ตัวอย่าง

ชุดของ oxacids ที่มีการตั้งชื่อตามลำดับมีการกล่าวถึงด้านล่าง

ออกซาซิดของกลุ่มฮาโลเจน

ฮาโลเจนเข้ามาแทรกแซงโดยการสร้างออกไซด์ด้วยวาเลนซ์ +1, +3, +5 และ +7 คลอรีนโบรมีนและไอโอดีนสามารถสร้างออกไซด์ได้ 4 ชนิดที่สอดคล้องกับวาเลนซ์เหล่านี้ แต่ออกซาซิดชนิดเดียวที่ทำจากฟลูออรีนคือกรดไฮโปฟลูออโร (HOF) ซึ่งไม่เสถียร

เมื่อออกซาซิดของกลุ่มใช้วาเลนซ์ +1 จะมีชื่อดังนี้: กรดไฮโปคลอรัส (HClO); กรด hypobromous (HBrO); กรดไฮโปโอดีน (HIO); กรดไฮโปฟลูออโร (HOF)

เมื่อใช้วาเลนซ์ +3 จะไม่มีการใช้คำนำหน้าและใช้เฉพาะหมีต่อท้ายเท่านั้น มีกรดคลอรัส (HClO ₂ ) โบมัส (HBrO ₂ ) และไอโอดีน (HIO ₂ )

เมื่อใช้ valence +5 จะไม่มีการใช้คำนำหน้าและใช้เฉพาะ ico ต่อท้ายเท่านั้น มีกรดคลอริก (HClO ₃ ), โบรมิก (HBrO ₃ ) และไอโอดิก (HIO ₃ )

ในขณะที่ทำงานกับ valence +7 คำนำหน้าต่อและ ico ต่อท้ายจะถูกใช้ มีกรดเปอร์คลอริก(HClO ₄ ), perbromic (HBrO ₄ ) และกรดเป็นระยะ (HIO ₄ )

VIA Group Oxacids

องค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะของกลุ่มนี้มีวาเลนซ์ -2, +2, +4 และ +6 ที่พบมากที่สุดซึ่งก่อตัวเป็นออกไซด์สามตัวในปฏิกิริยาที่รู้จักกันดีที่สุด

ด้วยความจุ +2 จะใช้คำนำหน้าสะอึกและหมีต่อท้าย มีกรด hyposulfurous (H มี₂ SO ₂ ) hyposelenious (H ₂ SEO ₂ ) และ hypotelurous (H ₂ TeO ₂ )

เมื่อใช้วาเลนซ์ +4 จะไม่มีการใช้คำนำหน้าและใช้คำต่อท้ายหมี มีกรดกำมะถันมี (H ₂ SO ₃ ) selenious (H ₂ SEO ₃ ) และ tellurous (H ₂ TeO ₃ )

และเมื่อทำงานกับ valence + 6 จะไม่มีการใช้คำนำหน้าและใช้ ico ต่อท้าย มีกรดซัลฟูริกเป็น (H ₂ SO ₄ ) selenic (H ₂ SEO ₄ ) และ telluric (H ₂ TeO ₄ )

โบรอนออกซาซิด

โบรอนมีความจุ +3 มีกรดเมตาบอลิก (HBO ₂ ) ไพโรบอริก (H ₄ B ₂ O ₅ ) และออร์โธบอริก (H ₃ BO ₃ ) ความแตกต่างอยู่ที่จำนวนน้ำที่ทำปฏิกิริยากับบอริกออกไซด์

ออกไซด์ของคาร์บอน

คาร์บอนมีวาเลนซ์ +2 และ +4 ตัวอย่าง: ด้วยวาเลนซ์ +2 กรดคาร์บอเนเซียส (H ₂ CO ₂ ) และด้วยวาเลนซ์ +4 กรดคาร์บอนิก (H ₂ CO ₃ )

โครเมียมออกซาซิด

Chromium มีวาเลนซ์ +2, +4 และ +6 ตัวอย่าง: ด้วยวาเลนซ์ 2 กรดไฮโปโครมิก (H ₂ CrO ₂ ); ด้วยวาเลนซ์ 4 กรดโครมัส (H ₂ CrO ₃ ); และด้วยวาเลนซ์ 6 กรดโครมิก (H ₂ CrO ₄ )

ออกไซด์ของซิลิกอน

ซิลิคอนมีวาเลนเซ -4, +2 และ +4 คุณมีกรด metasilicic (H ₂ SiO ₃ ) และกรดไพโรซิลิก (H ₄ SiO ₄ ) สังเกตว่าทั้งสองอย่าง Si มีความจุ +4 แต่ความแตกต่างอยู่ที่จำนวนโมเลกุลของน้ำที่ทำปฏิกิริยากับกรดออกไซด์

อ้างอิง

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008) เคมี. (ฉบับที่ 8) CENGAGE การเรียนรู้
2. บรรณาธิการ. (6 มีนาคม 2555). สูตรและระบบการตั้งชื่อของ oxacids สืบค้นจาก: si-educa.net
3. วิกิพีเดีย (2018) ออกซิเอซิด. สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
4. สตีเวนเอส. ซัมดาห์ล (2019) ออกซิเอซิด. สารานุกรมบริแทนนิกา. ดึงมาจาก: britannica.com
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (31 มกราคม 2561). สารประกอบ Oxoacid ทั่วไป ดึงมาจาก: thoughtco.com