כל התרכובות הכימיות הקיימות בטבע מחולקות לאורגניות ולא-אורגניות. בין האחרונים, המעמדות הבאים מובחנים: תחמוצות, הידרוקסידים, מלחים. הידרוקסידים מחולקים לבסיסים, חומצות ואמפוטריות. בין התחמוצות ניתן להבחין גם חומצי, בסיסי ואמפוטרי. חומרים מהקבוצה האחרונה יכולים להפגין תכונות חומציות ובסיסיות כאחד.
תכונות כימיות של תחמוצות חומצה
לחומרים כאלה יש תכונות כימיות מיוחדות. תחמוצות חומציות מסוגלות להיכנס לתגובות כימיות רק עם הידרוקסידים ותחמוצות בסיסיות. קבוצה זו של תרכובות כימיות כוללות חומרים כגון פחמן דו חמצני, דו תחמוצת גופרית וטריאוקסיד, כרום טריאוקסיד, הפפטוקסיד מנגן, פנטאוקסיד זרחן, טריאוקסיד כלור ופנטאוקסיד, חנקן טטרה ופנטאוקסיד, דו תחמוצת הסיליקון.
חומרים כאלה נקראים גם אנהידידים. התכונות החומציות של תחמוצות מופיעות בעיקר במהלך התגובות שלהן עם מים. במקרה זה, נוצרת חומצה מסוימת המכילה חמצן. לדוגמה, אם אתה לוקח גופרית טריאוקסיד ומים בכמויות שוות, אתה מקבל חומצה סולפטית (גופרית). חומצה זרחתית יכולה להיות מסונתזת באותו אופן על ידי הוספת מים לתחמוצת זרחן. משוואת תגובה: P2O5 + 3H2O = 2H3PO4. בדיוק באותו אופן אפשר לקבל חומצות כמו חנקה, סיליקית וכו'. תחמוצות חומצה נכנסות גם תגובה כימיתעם הידרוקסידים בסיסיים או אמפוטריים. במהלך סוג זה של תגובה נוצרים מלח ומים. לדוגמה, אם אתה לוקח גופרית טריאוקסיד ומוסיף לו סידן הידרוקסיד, אתה מקבל סידן סולפט ומים. אם נוסיף אבץ הידרוקסיד, נקבל אבץ סולפט ומים. קבוצה נוספת של חומרים שאיתם תרכובות כימיות אלו מקיימות אינטראקציה הן תחמוצות בסיסיות ואמפוטריות. כשמגיבים איתם נוצר רק מלח, ללא מים. לדוגמה, הוספת תחמוצת אלומיניום אמפוטרית לטריאוקסיד גופרית מייצרת אלומיניום גופרתי. ואם אתה מערבב תחמוצת סיליקון עם תחמוצת סידן בסיסית, אתה מקבל סיליקט סיליקט. בנוסף, תחמוצות חומציות מגיבות עם מלחים בסיסיים ונורמליים. כאשר מגיבים עם האחרון, נוצרים מלחים חומציים. לדוגמה, אם אתה מוסיף סידן פחמתי ומים לפחמן דו חמצני, אתה יכול לקבל סידן ביקרבונט. משוואת תגובה: CO 2 + CaCO 3 + H 2 O = Ca (HCO 3) 2. כאשר תחמוצות חומציות מגיבות עם מלחים בסיסיים, נוצרים מלחים נורמליים.
עם חומצות ואחרות תחמוצות חומצהחומרים מקבוצה זו אינם מקיימים אינטראקציה. תחמוצות אמפוטריות יכולות להפגין בדיוק את אותן תכונות כימיות, רק שבנוסף הן גם מקיימות אינטראקציה עם תחמוצות והידרוקסידים חומציים, כלומר משלבים תכונות חומציות ובסיסיות כאחד.
תכונות פיזיקליות ויישומים של תחמוצות חומצה
יש די הרבה שונים תכונות גשמיותתחמוצות חומצה, כך שניתן להשתמש בהן במגוון רחב של תעשיות.
טריאוקסיד גופרית
לרוב משתמשים בתרכובת זו בתעשייה הכימית. זהו מוצר ביניים הנוצר במהלך ייצור חומצה גופרתית. תהליך זה כולל שריפת פיריט ברזל כדי לייצר דו תחמוצת הגופרית, אשר לאחר מכן נתון תגובה כימיתעם חמצן, וכתוצאה מכך היווצרות של טריאוקסיד. לאחר מכן, חומצה גופרתית מסונתזת מהטריאוקסיד על ידי הוספת מים אליה. בתנאים רגילים, החומר הזה הוא נוזל חסר צבע עם ריח לא נעים. בטמפרטורות מתחת לשש עשרה מעלות צלזיוס, גופרית טריאוקסיד מתמצק ויוצרים גבישים.
זרחן פנטאוקסיד
תחמוצות חומציות כוללות גם זרחן פנטאוקסיד. זהו חומר דמוי שלג לבן. הוא משמש כחומר להסרת מים בשל העובדה שהוא יוצר אינטראקציה פעילה מאוד עם מים, ויוצר חומצה זרחתית (הוא משמש גם ב תעשייה כימיתלהשיג אותו).
פחמן דו חמצני
זה הנפוץ ביותר מבין תחמוצות החומצה בטבע. תכולת הגז הזה באטמוספירה של כדור הארץ היא כאחוז אחד. בתנאים רגילים, החומר הזה הוא גז שאין לו לא צבע ולא ריח. פחמן דו חמצני נמצא בשימוש נרחב בתעשיית המזון: לייצור משקאות מוגזים, כחומר תפיחה וכחומר משמר (תחת הכינוי E290). פחמן דו חמצני נוזלי משמש לייצור מטפים. לחומר הזה תפקיד עצום גם בטבע - לפוטוסינתזה, שמביאה ליצירת חמצן חיוני לבעלי חיים. צמחים זקוקים לפחמן דו חמצני. חומר זה משתחרר במהלך הבעירה של כל התרכובות הכימיות האורגניות ללא יוצא מן הכלל.
סיליקה
בתנאים רגילים זה נראה כגבישים חסרי צבע. בטבע ניתן למצוא אותו בצורה של מינרלים רבים ושונים, כמו קוורץ, קריסטל, כלקדוני, ג'ספר, טופז, אמטיסט ומוריון. תחמוצת חומצית זו משמשת באופן פעיל בייצור קרמיקה, זכוכית, חומרים שוחקים, מוצרי בטון וכבלים סיבים אופטיים. חומר זה משמש גם בהנדסת רדיו. בתעשיית המזון הוא משמש בצורה של תוסף המקודד תחת השם E551. כאן הוא משמש כדי לשמור על הצורה המקורית והעקביות של המוצר. זֶה תוסף תזונהניתן למצוא, למשל, בקפה נמס. בנוסף, נעשה שימוש בסיליקון דו חמצני בייצור משחות שיניים.
מנגן הפטאוקסיד
חומר זה הוא מסה חומה-ירוקה. הוא משמש בעיקר לסינתזה של חומצת מנגן על ידי הוספת מים לתחמוצת.
חנקן פנטאוקסיד
זהו חומר מוצק וחסר צבע בצורת גבישים. הוא משמש ברוב המקרים בתעשייה הכימית לייצור חומצה חנקתית או תחמוצות חנקן אחרות.
כלור טריאוקסיד וטטרוקסיד
הראשון הוא גז ירוק-צהוב, השני הוא נוזל באותו צבע. הם משמשים בעיקר בתעשייה הכימית לייצור חומצות כלור מתאימות.
הכנת תחמוצות חומצה
ניתן להשיג חומרים מקבוצה זו עקב פירוק חומצות בהשפעת טמפרטורה גבוהה. במקרה זה, החומר הרצוי ומים נוצרים. דוגמאות לתגובות: H 2 CO 3 = H 2 O + CO 2; 2H 3 PO 4 = 3H 2 O + P 2 O 5. ניתן להשיג הפטאוקסיד מנגן על ידי טיפול אשלגן פרמנגנט עם תמיסה מרוכזת של חומצה סולפטית. כתוצאה מתגובה זו נוצר החומר הרצוי, אשלגן גופרתי ומים. פחמן דו חמצני יכול להיווצר עקב פירוק חומצה קרבוקסילית, אינטראקציות של קרבונטים ופחמיקרבונטים עם חומצות, תגובות אבקת סודה לשתייהעם חומצת לימון.
סיכום
לסיכום כל מה שנכתב לעיל, אנו יכולים לומר כי תחמוצות חומצה נמצאות בשימוש נרחב בתעשייה הכימית. רק מעטים מהם משמשים גם בתעשיות מזון ותעשיות אחרות.
תחמוצות חומציות הן קבוצה גדולהתרכובות כימיות אנאורגניות שיש חשיבות רבהויכול לשמש לייצור מגוון רחב של חומצות המכילות חמצן. קבוצה זו כוללת גם שני חומרים חשובים: פחמן דו חמצני וסיליקון דו חמצני, הראשון שבהם ממלא תפקיד עצום בטבע, והשני מוצג בצורה של מינרלים רבים, המשמשים לעתים קרובות לייצור תכשיטים.
ל תחמוצות חומצהלְסַפֵּר:
- כל תחמוצות שאינן מתכתיות, למעט אלו שאינן יוצרות מלח (NO, SiO, CO, N 2 O);
- תחמוצות מתכת שבהן ערכיות המתכת גבוהה למדי (V ומעלה).
דוגמאות לתחמוצות חומציות הן P 2 O 5 , SiO 2 , B 2 O 3 , TeO 3 , I 2 O 5 , V 2 O 5 , CrO 3 , Mn 2 O 7 . ברצוני לציין שוב כי ניתן לסווג תחמוצות מתכת גם כחומציות. משפט ידוע שאומר: "תחמוצות מתכת הן בסיסיות, תחמוצות שאינן מתכתיות הן חומציות!" - זה, סליחה, שטויות מוחלטות.
ל תחמוצות בסיסיותכוללים תחמוצות מתכת שעבורן מתקיימים שני תנאים בו זמנית:
- הערכיות של המתכת בתרכובת אינה גבוהה במיוחד (לפי לפחות, אינו עולה על IV);
- החומר אינו תחמוצת אמפוטרית.
דוגמאות אופייניות לתחמוצות בסיסיות הן Na 2 O, CaO, BaO ותחמוצות אחרות של מתכות אלקליות ואדמה אלקליין, FeO, CrO, CuO, Ag 2 O, NiO וכו'.
אז בואו נסכם. תחמוצות לא מתכותיכול להיות:
- חומצי (ורובם המכריע הם כאלה);
- לא יוצרת מלח (פשוט צריך לזכור את 4 הנוסחאות המתאימות).
- בסיסי (אם מצב החמצון של המתכת אינו גבוה במיוחד);
- חומצי (אם מצב החמצון של המתכת הוא +5 ומעלה);
- amphoteric (כדאי לזכור מספר נוסחאות, אך להבין שהרשימה המופיעה בחלק הראשון אינה ממצה).
ועכשיו מבחן קטןכדי לבדוק עד כמה הבנת את הנושא "סיווג תחמוצות". אם תוצאת הבדיקה נמוכה מ-3 נקודות, אני ממליץ לקרוא בעיון את המאמר שוב.
תחמוצות חומציות
תחמוצות חומציות (אנהידרידים)- תחמוצות המציגות תכונות חומציות ויוצרות חומצות מתאימות המכילות חמצן. נוצר על ידי לא מתכות טיפוסיות וכמה אלמנטים מעבר. יסודות בתחמוצות חומציות מציגים בדרך כלל מצבי חמצון הנעים בין IV ל-VII. הם יכולים לקיים אינטראקציה עם כמה תחמוצות בסיסיות ואמפוטריות, למשל: תחמוצת סידן CaO, תחמוצת נתרן Na 2 O, תחמוצת אבץ ZnO, או תחמוצת אלומיניום Al 2 O 3 (תחמוצת אמפוטרית).
תגובות אופייניות
תחמוצות חומציות יכול להגיבעם:
SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4
2NaOH + CO 2 => Na 2 CO 3 + H 2 O
Fe 2 O 3 + 3CO 2 => Fe 2 (CO 3) 3
תחמוצות חומציות ניתן לרוכשומהחומצה המתאימה:
H 2 SiO 3 → SiO 2 + H 2 O
דוגמאות
- תחמוצת מנגן(VII) Mn 2 O 7;
- תחמוצת החנקן NO 2;
- תחמוצת כלור Cl 2 O 5, Cl 2 O 3
ראה גם
קרן ויקימדיה. 2010.
ראה מה זה "תחמוצות חומצה" במילונים אחרים:
תחמוצות מתכת- אלו תרכובות של מתכות עם חמצן. רבים מהם יכולים לשלב עם מולקולת מים אחת או יותר ליצירת הידרוקסידים. רוב התחמוצות הן בסיסיות מכיוון שההידרוקסידים שלהן מתנהגים כמו בסיסים. עם זאת, חלק... ... טרמינולוגיה רשמית
תחמוצת (תחמוצת, תחמוצת) תרכובת בינארית יסוד כימיעם חמצן במצב חמצון −2, שבו החמצן עצמו קשור רק ליסוד הפחות אלקטרושלילי. היסוד הכימי חמצן הוא שני באלקטרושליליות... ... ויקיפדיה
פסל שנפגע מגשם חומצי גשם חומצי כל סוגי המשקעים המטאורולוגיים גשם, שלג, ברד, ערפל, גשם שוטף, בהם יש ירידה ב-pH של גשם עקב זיהום אוויר עם תחמוצות חומצה (בדרך כלל ... ויקיפדיה
אנציקלופדיה גיאוגרפית
תחמוצות- השילוב של יסוד כימי עם חמצן. על ידי תכונות כימיותכל התחמוצות מחולקות ליצירת מלח (לדוגמה, Na2O, MgO, Al2O3, SiO2, P2O5, SO3, Cl2O7) ולא יוצרות מלח (לדוגמה, CO, N2O, NO, H2O). תחמוצות יוצרות מלח מחולקות ל... ... מדריך למתרגם טכני
תחמוצות- כימיה תרכובות של יסודות עם חמצן (תחמוצות שם מיושן); אחד משיעורי הכימיה החשובים ביותר. חומרים. חמצן נוצר לרוב על ידי חמצון ישיר של חומרים פשוטים ומורכבים. לְמָשָׁל. חמצון נוצר במהלך חמצון של פחמימנים... ... אנציקלופדיה פוליטכנית גדולה
- (גשם חומצי), המאופיין בתכולה גבוהה של חומצות (בעיקר חומצה גופרתית); ערך חומציות<4,5. Образуются при взаимодействии атмосферной влаги с транспортно промышленными выбросами (главным образом серы диоксид, а также азота … אנציקלופדיה מודרנית
תרכובות של יסודות עם חמצן. בחמצן, מצב החמצון של אטום החמצן הוא Ch2. O. כולל את כל החיבורים. יסודות עם חמצן, למעט אלה המכילים אטומי O המחוברים זה לזה (פרוקסידים, סופראוקסידים, אוזונידים), וקומפ. פלואור עם חמצן... ... אנציקלופדיה כימית
גשם, שלג או גשם עם חומציות גבוהה. משקעים חומציים מתרחשים בעיקר משחרור תחמוצות גופרית וחנקן לאטמוספירה משריפת דלקים מאובנים (פחם, נפט וגז טבעי). מתמוסס לתוך ... ... האנציקלופדיה של קולייר
תחמוצות- שילוב של יסוד כימי עם חמצן. על פי המאפיינים הכימיים שלהם, כל התחמוצות מחולקות ליצירת מלח (לדוגמה, Na2O, MgO, Al2O3, SiO2, P2O5, SO3, Cl2O7) ולא-יוצרות מלח (לדוגמה, CO, N2O, NO, H2O) . תחמוצות יוצרות מלח... מילון אנציקלופדיות למטלורגיה
תחמוצות הם חומרים מורכבים המורכבים משני יסודות, אחד מהם הוא חמצן. תחמוצות יכולות להיות יוצרות מלח ולא יוצרות מלח: סוג אחד של תחמוצות יוצרות מלח הוא תחמוצות בסיסיות. במה הם שונים ממינים אחרים, ומהן התכונות הכימיות שלהם?
תחמוצות יוצרות מלח מחולקות לתחמוצות בסיסיות, חומציות ואמפוטריות. אם תחמוצות בסיסיות מתאימות לבסיסים, אז תחמוצות חומציות מתאימות לחומצות, ותחמוצות אמפוטריות מתאימות לתצורות אמפוטריות. תחמוצות אמפוטריות הן תרכובות אשר, בהתאם לתנאים, יכולות להפגין תכונות בסיסיות או חומציות.
אורז. 1. סיווג תחמוצות.
התכונות הפיזיקליות של תחמוצות מגוונות מאוד. הם יכולים להיות גזים (CO 2), מוצקים (Fe 2 O 3) או חומרים נוזליים (H 2 O).
עם זאת, רוב התחמוצות הבסיסיות הן מוצקים בצבעים שונים.
תחמוצות שבהן אלמנטים מפגינים את פעילותם הגבוהה ביותר נקראות תחמוצות גבוהות יותר. סדר העלייה בתכונות החומציות של תחמוצות גבוהות יותר של היסודות המקבילים בתקופות משמאל לימין מוסבר על ידי עלייה הדרגתית במטען החיובי של יונים של יסודות אלה.
תכונות כימיות של תחמוצות בסיסיות
תחמוצות בסיסיות הן התחמוצות שאליהן מתאימים הבסיסים. לדוגמה, התחמוצות הבסיסיות K 2 O, CaO מתאימות לבסיסים KOH, Ca(OH) 2.
אורז. 2. תחמוצות בסיסיות והבסיסים המתאימים להן.
תחמוצות בסיסיות נוצרות על ידי מתכות טיפוסיות, כמו גם מתכות בעלות ערכיות משתנה במצב החמצון הנמוך ביותר (לדוגמה, CaO, FeO), מגיבות עם חומצות ותחמוצות חומצה, ויוצרות מלחים:
CaO (תחמוצת בסיסית) + CO 2 (תחמוצת חומצה) = CaCO 3 (מלח)
FeO (תחמוצת בסיסית)+H 2 SO 4 (חומצה)=FeSO 4 (מלח)+2H 2 O (מים)
תחמוצות בסיסיות מגיבות גם עם תחמוצות אמפוטריות, וכתוצאה מכך היווצרות מלח, למשל:
רק תחמוצות של מתכות אלקליות ואדמה אלקליות מגיבות עם מים:
BaO (תחמוצת בסיסית)+H 2 O (מים)=Ba(OH) 2 (בסיס מתכת אדמה אלקלית)
תחמוצות בסיסיות רבות נוטות להצטמצם לחומרים המורכבים מאטומים של יסוד כימי אחד:
3CuO+2NH 3 =3Cu+3H 2 O+N 2
בחימום, רק תחמוצות של כספית ומתכות אצילות מתפרקות:
אורז. 3. תחמוצת כספית.
רשימה של תחמוצות עיקריות:
| שם תחמוצת | נוסחה כימית | נכסים |
| תחמוצת סידן | CaO | סיד חצוף, חומר גבישי לבן |
| תחמוצת מגנזיום | MgO | חומר לבן, מסיס מעט במים |
| תחמוצת בריום | BaO | גבישים חסרי צבע עם סריג מעוקב |
| תחמוצת נחושת II | CuO | חומר שחור כמעט בלתי מסיס במים |
| HgO | מוצק אדום או צהוב-כתום | |
| תחמוצת אשלגן | K2O | חומר חסר צבע או צהוב חיוור |
| תחמוצת נתרן | Na2O | חומר המורכב מגבישים חסרי צבע |
| תחמוצת ליתיום | Li2O | חומר המורכב מגבישים חסרי צבע בעלי מבנה סריג מעוקב |
אם לא התעניינתם בכימיה בבית הספר, לא סביר שתזכרו מיד מה זה תחמוצות ומה תפקידן בסביבה. זהו למעשה סוג נפוץ למדי של תרכובת ונמצא לרוב בסביבה בצורה של מים, חלודה, פחמן דו חמצני וחול. תחמוצות כוללות גם מינרלים - סוג של סלע בעל מבנה גבישי.
הַגדָרָה
תחמוצות הן תרכובות כימיות שהנוסחה שלהן מכילה לפחות אטום חמצן אחד ואטומים של יסודות כימיים אחרים. תחמוצות מתכת מכילות בדרך כלל אניוני חמצן במצב חמצון -2. חלק ניכר מקרום כדור הארץ מורכב מתחמוצות מוצקות שנוצרו במהלך חמצון של יסודות עם חמצן מאוויר או מים. כאשר פחמימן נשרף, נוצרות שתי תחמוצות עיקריות של פחמן: פחמן חד חמצני (פחמן חד חמצני, CO) ופחמן דו חמצני (פחמן דו חמצני, CO2).
סיווג תחמוצות
כל התחמוצות מחולקות בדרך כלל לשתי קבוצות גדולות:
- תחמוצות יוצרות מלח;
- תחמוצות שאינן יוצרות מלח.
תחמוצות יוצרות מלח הם חומרים כימיים שמכילים בנוסף לחמצן יסודות של מתכות ולא מתכות, היוצרות חומצות במגע עם מים, ובשילוב עם בסיסים - מלחים.
תחמוצות יוצרות מלח מחולקות בתורן ל:
- תחמוצות בסיסיות שבהן, עם החמצון, היסוד השני (1, 2 ולעיתים מתכת בעלת 3 ערכיות) הופך לקטיון (Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, CuO, Ag 2 O, MgO, CaO, SrO, BaO, HgO, MnО, CrO, NiО, Fr 2 O, Cs 2 O, Rb 2 O, FeO);
- תחמוצות חומצה שבהן, במהלך היווצרות מלח, יסוד שני מחובר לאטום חמצן בעל מטען שלילי (CO 2, SO 2, SO 3, SiO 2, P 2 O 5, CrO 3, Mn 2 O 7, NO 2, Cl 2 O 5, Cl 2 O 3);
- תחמוצות אמפוטריות שבהן יסוד שני (מתכות 3 ו-4 ערכיות או חריגים כגון תחמוצת אבץ, תחמוצת בריליום, תחמוצת בדיל ותחמוצת עופרת) יכול להפוך לקטיון או להצטרף לאניון (ZnO, Cr 2 O 3, Al 2 O 3 , SnO, SnO 2, PbO, PbO 2, TiO 2, MnO 2, Fe 2 O 3, BeO).
תחמוצות שאינן יוצרות מלחים אינן מציגות תכונות חומציות, בסיסיות או אמפוטריות, וכפי שהשם מרמז, אינן יוצרות מלחים (CO, NO, NO 2, (FeFe 2)O 4).
תכונות של תחמוצות
- לאטומי חמצן בתחמוצות יש פעילות כימית גבוהה. בשל העובדה שאטום החמצן תמיד טעון שלילי, הוא יוצר קשרים כימיים יציבים עם כמעט כל היסודות, מה שמוביל למגוון רחב של תחמוצות.
- מתכות אצילות כמו זהב ופלטינה מוערכות מכיוון שהן אינן מתחמצנות באופן טבעי. קורוזיה של מתכות מתרחשת כתוצאה מהידרוליזה או חמצון עם חמצן. השילוב של מים וחמצן רק מאיץ את קצב התגובה.
- בנוכחות מים וחמצן (או רק אוויר), תגובת החמצון של אלמנטים מסוימים, למשל, נתרן, מתרחשת במהירות ועלולה להיות מסוכנת לבני אדם.
- תחמוצות יוצרות סרט תחמוצת מגן על פני השטח. דוגמה לכך היא רדיד אלומיניום, שבגלל ציפויו של סרט דק של תחמוצת אלומיניום, יתכלה הרבה יותר לאט.
- התחמוצות של רוב המתכות הן בעלות מבנה פולימרי, ולכן הן אינן נהרסות על ידי ממסים.
- תחמוצות מתמוססות תחת פעולת חומצות ובסיסים. תחמוצות שיכולות להגיב גם עם חומצות וגם עם בסיסים נקראות אמפוטריות. מתכות יוצרות בדרך כלל תחמוצות בסיסיות, לא מתכות יוצרות תחמוצות חומציות, ותחמוצות אמפוטריות נגזרות ממתכות אלקליות (מטאלואידים).
- ניתן להפחית את כמות תחמוצת המתכת על ידי פעולתן של תרכובות אורגניות מסוימות. תגובות חיזור אלו עומדות בבסיס טרנספורמציות כימיות חשובות רבות, כגון ניקוי רעלים של תרופות על ידי אנזימים P450 וייצור של תחמוצת אתילן, המשמש לאחר מכן לייצור חומר נגד קפיאה.
מי שמתעניין בכימיה יתעניין גם במאמרים הבאים.
