Hiđroxit axit là những hợp chất vô cơ của nhóm hiđroxyl –OH và một kim loại hoặc phi kim loại có trạng thái oxi hóa +5, +6. Một tên khác là axit vô cơ chứa oxy. Tính năng của chúng là loại bỏ một proton trong quá trình phân ly.
Phân loại hydroxit
Hydroxit còn được gọi là hydroxit và vodoxit. Hầu như tất cả các nguyên tố hóa học đều có chúng, một số phân bố rộng rãi trong tự nhiên, ví dụ, khoáng chất hydrargillit và brucit tương ứng là nhôm và magie hydroxit.
Các loại hydroxit sau được phân biệt:
- cơ bản;
- lưỡng tính;
- axit.
Phân loại dựa trên việc oxit tạo thành hydroxit là bazơ, axit hay lưỡng tính.
Thuộc tính chung
Điều thú vị nhất là tính chất axit-bazơ của oxit và hydroxit, vì khả năng xảy ra phản ứng phụ thuộc vào chúng. Việc hiđroxit sẽ thể hiện tính axit, bazơ hay lưỡng tính phụ thuộc vào độ bền của liên kết giữa oxi, hiđro và nguyên tố.
Cường độ ion bị ảnh hưởngthế, với sự tăng lên, trong đó tính chất cơ bản của hydroxit yếu đi và tính axit của hydroxit tăng lên.
Hydroxit cao hơn
Hiđroxit bậc cao là những hợp chất mà nguyên tố tạo thành ở trạng thái oxi hóa cao nhất. Đây là một trong số tất cả các loại trong lớp. Một ví dụ về bazơ là magiê hydroxit. Nhôm hydroxit là chất lưỡng tính, trong khi axit pecloric có thể được phân loại là một hydroxit có tính axit.
Sự thay đổi đặc tính của các chất này tùy thuộc vào nguyên tố tạo thành có thể được xác định theo hệ thống tuần hoàn D. I. Mendeleev. Tính axit của các hiđroxit cao hơn tăng từ trái sang phải, trong khi tính chất kim loại, tương ứng, yếu đi theo hướng này.
Hydroxit cơ bản
Theo nghĩa hẹp, loại này được gọi là bazơ, vì anion OH bị tách ra trong quá trình phân ly của nó. Hợp chất nổi tiếng nhất trong số các hợp chất này là kiềm, ví dụ:
- Vôi tôi Ca (OH)2dùng trong phòng tẩy trắng, thuộc da, chuẩn bị chất lỏng chống nấm, vữa và bê tông, làm mềm nước, sản xuất đường, chất tẩy trắng và phân bón, ăn da natri và kali cacbonat, trung hòa dung dịch axit, phát hiện carbon dioxide, khử trùng, giảm điện trở suất của đất, như một chất phụ gia thực phẩm.
- KOH xút ăn da được sử dụng trong nhiếp ảnh, lọc dầu, thực phẩm, giấy và các ngành công nghiệp luyện kim, cũng như pin kiềm, chất trung hòa axit, chất xúc tác, máy lọc khí, bộ điều chỉnh độ pH, chất điện phân,thành phần của chất tẩy rửa, dung dịch khoan, thuốc nhuộm, phân bón, các chất hữu cơ và vô cơ kali, thuốc trừ sâu, các chế phẩm dược phẩm để điều trị mụn cóc, xà phòng, cao su tổng hợp.
- Xút NaOH, cần thiết cho ngành công nghiệp giấy và bột giấy, xà phòng hóa chất béo trong sản xuất chất tẩy rửa, trung hòa axit, sản xuất dầu diesel sinh học, hòa tan tắc nghẽn, khử khí các chất độc hại, chế biến bông và len, rửa khuôn, sản xuất thực phẩm, thẩm mỹ, nhiếp ảnh.
Hiđroxit bazơ được hình thành do tương tác với nước của các oxit kim loại tương ứng, trong phần lớn các trường hợp có trạng thái oxi hóa +1 hoặc +2. Chúng bao gồm kiềm, kiềm thổ và các nguyên tố chuyển tiếp.
Ngoài ra, có thể lấy base theo các cách sau:
- tương tác của kiềm với muối của kim loại hoạt động thấp;
- phản ứng giữa nguyên tố kiềm hoặc kiềm thổ và nước;
- bằng cách điện phân dung dịch muối.
Hiđroxit có tính axit và bazơ tương tác với nhau tạo thành muối và nước. Phản ứng này được gọi là phản ứng trung hòa và có tầm quan trọng lớn đối với phân tích chuẩn độ. Ngoài ra, nó còn được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày. Khi axit bị đổ, một chất phản ứng nguy hiểm có thể được trung hòa bằng soda và giấm được sử dụng để kiềm.
Ngoài ra, các hydroxit bazơ làm thay đổi trạng thái cân bằng ion trong quá trình phân ly trong dung dịch, được biểu hiện bằng sự thay đổi màu sắc của các chất chỉ thị và tham gia vào các phản ứng trao đổi.
Khi đun nóng, các hợp chất không hòa tan bị phân hủy thành oxit và nước, và các chất kiềm tan chảy. Một hiđroxit bazơ và một oxit axit tạo thành muối.
Hiđroxit lưỡng tính
Một số nguyên tố, tùy thuộc vào điều kiện, thể hiện tính bazơ hoặc tính axit. Các hydroxit dựa trên chúng được gọi là chất lưỡng tính. Chúng rất dễ nhận biết bởi kim loại có trong thành phần có số oxi hóa +3, +4. Ví dụ, một chất sền sệt màu trắng - nhôm hydroxit Al (OH)3, được sử dụng trong lọc nước do khả năng hấp thụ cao, trong sản xuất vắc xin như một chất tăng cường phản ứng miễn dịch, trong y học để điều trị các bệnh phụ thuộc axit đường tiêu hóa. Nó cũng thường được kết hợp với nhựa chống cháy và hoạt động như một chất mang cho chất xúc tác.
Nhưng vẫn có ngoại lệ khi giá trị của trạng thái oxi hóa của nguyên tố là +2. Điều này là điển hình cho berili, thiếc, chì và kẽm. Hydroxit của kim loại cuối cùng Zn (OH)2được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp hóa chất, chủ yếu để tổng hợp các hợp chất khác nhau.
Bạn có thể tạo ra hiđroxit lưỡng tính bằng cách cho dung dịch muối kim loại chuyển tiếp với dung dịch kiềm loãng cho phản ứng.
Hiđroxit lưỡng tính và oxit axit, kiềm hoặc axit tạo thành muối khi tương tác. Đun nóng hydroxit dẫn đến sự phân hủy của nó thành nước và metahydroxit, khi đun nóng thêm, được chuyển thành oxit.
Lưỡng tính vàcác hiđroxit có tính axit hoạt động theo cách tương tự trong môi trường kiềm. Khi tương tác với axit, các hiđroxit lưỡng tính đóng vai trò là bazơ.
Hydroxit axit
Loại này được đặc trưng bởi sự hiện diện của một nguyên tố ở trạng thái oxy hóa từ +4 đến +7. Trong dung dịch, chúng có thể cho một cation hydro hoặc nhận một cặp electron và tạo thành liên kết cộng hóa trị. Thông thường, chúng có trạng thái tập hợp chất lỏng, nhưng cũng có chất rắn trong số chúng.
Tạo thành một oxit axit hydroxit có khả năng tạo muối và chứa một phi kim loại hoặc kim loại chuyển tiếp. Oxit thu được là kết quả của quá trình oxi hóa phi kim loại, sự phân hủy của axit hoặc muối.
Tính axit của hiđroxit thể hiện ở khả năng cho chất chỉ thị màu, hòa tan kim loại hoạt động với hiđro, phản ứng với bazơ và oxit bazơ. Tính năng đặc biệt của chúng là tham gia vào các phản ứng oxy hóa khử. Trong quá trình hóa học, chúng gắn các hạt cơ bản mang điện tích âm vào mình. Khả năng hoạt động như một chất nhận điện tử bị suy yếu khi pha loãng và chuyển đổi thành muối.
Như vậy, không chỉ có thể phân biệt được tính chất axit-bazơ của hiđroxit mà còn cả tính chất oxi hóa.
Axit nitric
HNO3được coi là một axit đơn chức mạnh. Nó rất độc, để lại vết loét trên da với màu vàng của nhựa và hơi của nó ngay lập tức gây kích ứng niêm mạc đường hô hấp. Tên cũ là vodka mạnh. Nó đề cập đến các hydroxit axit, trong dung dịch nướcphân li hoàn toàn thành ion. Bề ngoài, nó giống như một chất lỏng không màu bốc khói trong không khí. Dung dịch nước đậm đặc được coi là có 60 - 70% chất, và nếu hàm lượng vượt quá 95%, nó được gọi là axit nitric bốc khói.
Nồng độ càng cao, chất lỏng xuất hiện càng sẫm màu. Nó thậm chí có thể có màu nâu do bị phân hủy thành oxit, oxy và nước dưới ánh sáng hoặc nhiệt độ nhẹ, vì vậy nó cần được bảo quản trong hộp thủy tinh sẫm màu ở nơi mát mẻ.
Các tính chất hóa học của axit hydroxit là nó chỉ có thể được chưng cất mà không bị phân hủy dưới áp suất giảm. Tất cả các kim loại đều phản ứng với nó, ngoại trừ vàng, một số đại diện của nhóm bạch kim và tantali, nhưng sản phẩm cuối cùng phụ thuộc vào nồng độ của axit.
Ví dụ, một chất có 60%, khi tương tác với kẽm, tạo ra nitơ đioxit là sản phẩm phụ chủ yếu, 30% - monoxit, 20% - đinitơ oxit (khí cười). Thậm chí nồng độ thấp hơn 10% và 3% cho một chất đơn giản nitơ ở dạng khí và amoni nitrat, tương ứng. Do đó, có thể thu được các hợp chất nitro khác nhau từ axit. Như có thể thấy từ ví dụ, nồng độ càng thấp thì quá trình khử nitơ càng sâu. Hoạt động của kim loại cũng ảnh hưởng đến điều này.
Một chất chỉ có thể hòa tan vàng hoặc bạch kim trong thành phần của nước cường toan - một hỗn hợp gồm ba phần axit clohydric và một axit nitric. Kính và PTFE có khả năng chống lại nó.
Ngoài kim loại, chất phản ứng vớibazơ và oxit lưỡng tính, bazơ, axit yếu. Trong mọi trường hợp, kết quả là muối, với phi kim loại - axit. Không phải tất cả các phản ứng đều xảy ra một cách an toàn, ví dụ, các amin và nhựa thông tự bốc cháy khi tiếp xúc với hydroxit ở trạng thái đậm đặc.
Muối được gọi là nitrat. Khi đun nóng, chúng bị phân hủy hoặc thể hiện tính oxi hóa. Trong thực tế, chúng được sử dụng làm phân bón. Thực tế chúng không xuất hiện trong tự nhiên do độ hòa tan cao, do đó, tất cả các muối ngoại trừ kali và natri đều được thu nhận nhân tạo.
Bản thân axit được thu nhận từ amoniac tổng hợp và, nếu cần, được cô đặc theo một số cách:
- chuyển dịch cân bằng bằng cách tăng áp suất;
- bằng cách đun nóng với sự có mặt của axit sulfuric;
- chưng cất.
Hơn nữa, nó được sử dụng trong sản xuất phân khoáng, thuốc nhuộm và thuốc, ngành công nghiệp quân sự, đồ họa giá vẽ, đồ trang sức, tổng hợp hữu cơ. Đôi khi, axit loãng được sử dụng trong nhiếp ảnh để axit hóa các dung dịch pha màu.
Axit sunfuric
Н2SO4là một axit bazơ mạnh. Nó trông giống như một chất lỏng nhờn nặng không màu, không mùi. Tên lỗi thời là vitriol (dung dịch nước) hoặc dầu vitriol (hỗn hợp với sulfur dioxide). Tên này được đặt ra do vào đầu thế kỷ 19 lưu huỳnh được sản xuất tại các nhà máy vitriol. Để tưởng nhớ truyền thống, các hydrat sulfat vẫn được gọi là vitriol cho đến ngày nay.
Việc sản xuất axit được thiết lập ở quy mô công nghiệp vàlà khoảng 200 triệu tấn mỗi năm. Nó thu được bằng cách oxy hóa lưu huỳnh đioxit với oxy hoặc nitơ đioxit khi có nước, hoặc bằng cách phản ứng hydro sunfua với đồng, bạc, chì hoặc thủy ngân sunfat. Chất đậm đặc thu được là một chất oxi hóa mạnh: nó chuyển vị halogen khỏi các axit tương ứng, chuyển cacbon và lưu huỳnh thành các oxit axit. Sau đó, hydroxit bị khử thành lưu huỳnh đioxit, hydro sunfua hoặc lưu huỳnh. Axit loãng thường không thể hiện tính oxi hóa và tạo thành muối hoặc este vừa và có tính axit.
Chất này có thể được phát hiện và xác định bằng phản ứng với các muối bari hòa tan, kết quả là tạo ra kết tủa trắng sunfat.
Axit còn được sử dụng trong quá trình chế biến quặng, sản xuất phân bón khoáng, sợi hóa học, thuốc nhuộm, khói và chất nổ, các ngành công nghiệp khác nhau, tổng hợp hữu cơ, làm chất điện phân, để thu được muối khoáng.
Nhưng việc sử dụng tiềm ẩn những nguy hiểm nhất định. Chất ăn mòn gây bỏng hóa chất khi tiếp xúc với da hoặc niêm mạc. Khi hít phải, ho xuất hiện đầu tiên và sau đó là các bệnh viêm thanh quản, khí quản và phế quản. Vượt quá nồng độ tối đa cho phép là 1 mg trên mét khối sẽ gây chết người.
Bạn có thể bắt gặp khói axit sunfuric không chỉ trong các ngành công nghiệp chuyên biệt, mà còn trong bầu không khí của thành phố. Điều này xảy ra khi hóa chất và luyện kimcác doanh nghiệp thải ra ôxít lưu huỳnh, sau đó rơi xuống dưới dạng mưa axit.
Tất cả những nguy hiểm này đã dẫn đến thực tế là việc lưu hành axit sulfuric có nồng độ hơn 45% khối lượng ở Nga bị hạn chế.
Axit lưu huỳnh
Н2SO3- axit yếu hơn axit sunfuric. Công thức của nó chỉ khác một nguyên tử oxy, nhưng điều này làm cho nó không ổn định. Nó không bị cô lập ở trạng thái tự do; nó chỉ tồn tại trong các dung dịch nước loãng. Chúng có thể được xác định bằng một mùi hăng đặc trưng, gợi nhớ đến một que diêm cháy. Và để xác nhận sự có mặt của ion sulfit - bằng phản ứng với thuốc tím, kết quả là dung dịch màu tím đỏ trở thành không màu.
Một chất ở các điều kiện khác nhau vừa có thể đóng vai trò là chất khử, vừa là chất oxi hoá, tạo thành muối có tính axit và trung bình. Nó được sử dụng để bảo quản thực phẩm, lấy cellulose từ gỗ, cũng như để tẩy trắng tinh vi len, lụa và các vật liệu khác.
Axit orthophosphoric
H3PO4là một axit có độ bền trung bình trông giống như những tinh thể không màu. Axit Orthophosphoric còn được gọi là dung dịch 85% của các tinh thể này trong nước. Nó xuất hiện dưới dạng chất lỏng xirô không mùi, dễ bị hạ thân nhiệt. Đun nóng trên 210 độ C khiến nó biến thành axit pyrophosphoric.
Axit photphoric hòa tan tốt trong nước, trung hòa với kiềm và amoniac hydrat, phản ứng với kim loại,tạo thành các hợp chất polyme.
Bạn có thể lấy chất theo nhiều cách khác nhau:
- hòa tan phốt pho đỏ trong nước dưới áp suất, ở nhiệt độ 700-900 độ, sử dụng bạch kim, đồng, titan hoặc zirconium;
- photpho đỏ sôi trong axit nitric đặc;
- bằng cách thêm axit nitric đặc nóng vào phosphine;
- oxy hóa oxy phosphine ở 150 độ;
- tiếp xúc với decaooxit tetraphospho ở nhiệt độ 0 độ, sau đó tăng dần lên 20 độ và chuyển dần sang sôi (cần có nước ở tất cả các giai đoạn);
- hòa tan pentachlorua hoặc phốtpho triclorua oxit trong nước.
Sử dụng sản phẩm kết quả là rộng rãi. Với sự trợ giúp của nó, sức căng bề mặt được giảm bớt và các oxit được loại bỏ khỏi các bề mặt chuẩn bị cho quá trình hàn, kim loại được làm sạch gỉ và một lớp màng bảo vệ được tạo ra trên bề mặt của chúng để ngăn chặn sự ăn mòn thêm. Ngoài ra, axit orthophosphoric được sử dụng trong tủ đông công nghiệp và nghiên cứu sinh học phân tử.
Ngoài ra, hợp chất này là một phần của chất lỏng thủy lực hàng không, phụ gia thực phẩm và chất điều chỉnh độ axit. Nó được sử dụng trong chăn nuôi gia súc để ngăn ngừa sỏi niệu ở chồn và trong nha khoa cho các thao tác trước khi trám răng.
Axit pyrophosphoric
H4R2O7- một axit có đặc điểm là mạnh ở đầu giai đoạn và yếu kém ở những người khác. Cô ấy tan chảy mà không cóphân hủy, vì quá trình này yêu cầu gia nhiệt trong chân không hoặc sự có mặt của axit mạnh. Nó được trung hòa bởi chất kiềm và phản ứng với hydrogen peroxide. Nhận nó bằng một trong những cách sau:
- phân hủy tetraphosphorus decaoxide trong nước ở nhiệt độ không và sau đó đun nóng đến 20 độ;
- bằng cách đun nóng axit photphoric đến 150 độ;
- phản ứng của axit photphoric đậm đặc với decaoxit tetraphosphorus ở 80-100 độ.
Được sử dụng chủ yếu để sản xuất phân bón.
Bên cạnh những chất này, còn có nhiều đại diện khác của hydroxit có tính axit. Mỗi loại đều có những đặc điểm và tính chất riêng, nhưng nhìn chung, tính axit của oxit và hiđroxit nằm ở khả năng tách ra khỏi hiđro, phân hủy, tương tác với kiềm, muối và kim loại.
