Elenco degli idrossidi acidi e delle loro proprietà chimiche

2024 Autore: Angel Austin | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 05:31

Gli idrossidi acidi sono composti inorganici del gruppo ossidrile –OH e un metallo o un non metallo con uno stato di ossidazione di +5, +6. Un altro nome è acidi inorganici contenenti ossigeno. La loro caratteristica è l'eliminazione di un protone durante la dissociazione.

Classificazione degli idrossidi

Gli idrossidi sono anche chiamati idrossidi e vodossidi. Quasi tutti gli elementi chimici li hanno, alcuni sono ampiamente distribuiti in natura, ad esempio i minerali idrargillite e brucite sono rispettivamente idrossidi di alluminio e magnesio.

Si distinguono i seguenti tipi di idrossidi:

• base;
• anfotero;
• acido.

La classificazione si basa sul fatto che l'ossido che forma l'idrossido sia basico, acido o anfotero.

Proprietà generali

Le più interessanti sono le proprietà acido-base di ossidi e idrossidi, poiché da esse dipende la possibilità di reazioni. Se l'idrossido mostrerà proprietà acide, basiche o anfotere dipende dalla forza del legame tra ossigeno, idrogeno e l'elemento.

La forza ionica è influenzatapotenziale, con un aumento in cui le proprietà di base degli idrossidi si indeboliscono e aumentano le proprietà acide degli idrossidi.

Idrossidi superiori

Gli idrossidi superiori sono composti in cui l'elemento formante si trova nel più alto stato di ossidazione. Questi sono tra tutti i tipi della classe. Un esempio di base è l'idrossido di magnesio. L'idrossido di alluminio è anfotero, mentre l'acido perclorico può essere classificato come idrossido acido.

Il cambiamento nelle caratteristiche di queste sostanze a seconda dell'elemento formante può essere rintracciato secondo il sistema periodico di D. I. Mendeleev. Le proprietà acide degli idrossidi superiori aumentano da sinistra a destra, mentre le proprietà metalliche, rispettivamente, si indeboliscono in questa direzione.

Idrossidi di base

In senso stretto, questo tipo è chiamato base, poiché l'anione OH viene scisso durante la sua dissociazione. I più famosi di questi composti sono gli alcali, ad esempio:

• Calce spenta Ca(OH)₂ utilizzata negli impianti di imbiancatura, concia delle pelli, preparazione di liquidi antimicotici, m alte e cemento, addolcimento acque, produzione di zucchero, candeggina e fertilizzante, causticizzazione di carbonati di sodio e potassio, neutralizzazione di soluzioni acide, rilevamento di anidride carbonica, disinfezione, riduzione della resistività del suolo, come additivo alimentare.
• KOH potassa caustica utilizzata nella fotografia, nella raffinazione del petrolio, nell'industria alimentare, cartaria e metallurgica, nonché in una batteria alcalina, neutralizzatore di acidi, catalizzatore, purificatore di gas, regolatore di pH, elettrolita,componente di detergenti, fluidi di perforazione, coloranti, fertilizzanti, sostanze organiche e inorganiche di potassio, pesticidi, preparati farmaceutici per il trattamento delle verruche, saponi, gomma sintetica.
• Soda caustica NaOH, necessaria per l'industria della cellulosa e della carta, saponificazione dei grassi nella produzione di detergenti, neutralizzazione degli acidi, produzione di biodiesel, scioglimento dei blocchi, degasaggio di sostanze tossiche, lavorazione del cotone e della lana, lavaggio degli stampi, produzione alimentare, cosmetologia, fotografia.

Gli idrossidi di base si formano a seguito dell'interazione con l'acqua dei corrispondenti ossidi metallici, nella stragrande maggioranza dei casi con uno stato di ossidazione di +1 o +2. Questi includono elementi alcalini, alcalino terrosi e di transizione.

Inoltre, le basi possono essere ottenute nei seguenti modi:

• interazione di alcali con un sale di un metallo poco attivo;
• reazione tra un elemento alcalino o alcalino terroso e l'acqua;
• mediante elettrolisi di una soluzione acquosa di sale.

Gli idrossidi acidi e basici interagiscono tra loro per formare sale e acqua. Questa reazione è chiamata neutralizzazione ed è di grande importanza per l'analisi titrimetrica. Inoltre, è usato nella vita di tutti i giorni. Quando l'acido viene versato, un reagente pericoloso può essere neutralizzato con la soda e l'aceto viene utilizzato per l'alcali.

Inoltre, gli idrossidi di base spostano l'equilibrio ionico durante la dissociazione in soluzione, che si manifesta in un cambiamento nei colori degli indicatori, ed entrano in reazioni di scambio.

Quando riscaldati, i composti insolubili si decompongono in ossido e acqua e gli alcali si sciolgono. Un idrossido basico e un ossido acido formano un sale.

Idrossidi anfoteri

Alcuni elementi, a seconda delle condizioni, mostrano proprietà basiche o acide. Gli idrossidi basati su di essi sono chiamati anfoteri. Sono facilmente identificabili dal metallo incluso nella composizione, che ha uno stato di ossidazione di +3, +4. Ad esempio, una sostanza gelatinosa bianca - idrossido di alluminio Al(OH)₃, utilizzata nella purificazione dell'acqua grazie alla sua elevata capacità di adsorbimento, nella produzione di vaccini come sostanza che migliora la risposta immunitaria, in medicina per il trattamento delle malattie acido-dipendenti del tratto gastrointestinale. Inoltre è spesso incorporato nella plastica ignifuga e funge da supporto per i catalizzatori.

Ma ci sono delle eccezioni quando il valore dello stato di ossidazione dell'elemento è +2. Questo è tipico per berillio, stagno, piombo e zinco. L'idrossido dell'ultimo metallo Zn(OH)₂ è ampiamente utilizzato nelle industrie chimiche, principalmente per la sintesi di vari composti.

Puoi ottenere idrossido anfotero facendo reagire una soluzione di un sale di metallo di transizione con alcali diluiti.

L'idrossido anfotero e l'ossido acido, l'alcali o l'acido formano un sale quando interagiscono. Il riscaldamento dell'idrossido porta alla sua decomposizione in acqua e metaidrossido, che, dopo un ulteriore riscaldamento, viene convertito in ossido.

Anfoteri egli idrossidi acidi si comportano allo stesso modo in un mezzo alcalino. Quando interagiscono con gli acidi, gli idrossidi anfoteri agiscono come basi.

Idrossidi acidi

Questa tipologia è caratterizzata dalla presenza di un elemento nello stato di ossidazione da +4 a +7. In soluzione, sono in grado di donare un catione idrogeno o accettare una coppia di elettroni e formare un legame covalente. Molto spesso hanno uno stato di aggregazione di un liquido, ma ci sono anche solidi tra di loro.

Forma un ossido acido idrossido in grado di formare sale e contenente un metallo non metallico o di transizione. L'ossido si ottiene per ossidazione di un non metallo, per decomposizione di un acido o di un sale.

Le proprietà acide degli idrossidi si manifestano nella loro capacità di colorare gli indicatori, dissolvere i metalli attivi con sviluppo di idrogeno, reagire con basi e ossidi basici. La loro caratteristica distintiva è la partecipazione alle reazioni redox. Durante il processo chimico, attaccano a se stesse particelle elementari caricate negativamente. La capacità di agire come accettore di elettroni è indebolita dalla diluizione e dalla conversione in sali.

Quindi è possibile distinguere non solo le proprietà acido-base degli idrossidi, ma anche quelle ossidanti.

Acido nitrico

HNO₃ è considerato un acido monobasico forte. È molto velenoso, lascia ulcere sulla pelle con colorazione gialla del tegumento e i suoi vapori irritano istantaneamente la mucosa respiratoria. Il vecchio nome è vodka forte. Si riferisce agli idrossidi acidi, in soluzioni acquosesi dissocia completamente in ioni. Esternamente, sembra un liquido incolore fumante nell'aria. Una soluzione acquosa concentrata è considerata il 60 - 70% della sostanza e, se il contenuto supera il 95%, viene chiamata acido nitrico fumante.

Più alta è la concentrazione, più scuro appare il liquido. Può anche avere un colore marrone a causa della decomposizione in ossido, ossigeno e acqua alla luce o con un leggero riscaldamento, quindi dovrebbe essere conservato in un contenitore di vetro scuro in un luogo fresco.

Le proprietà chimiche dell'idrossido acido sono tali che può essere distillato senza decomposizione solo a pressione ridotta. Tutti i metalli reagiscono con esso tranne l'oro, alcuni rappresentanti del gruppo del platino e del tantalio, ma il prodotto finale dipende dalla concentrazione dell'acido.

Ad esempio, una sostanza al 60%, quando interagisce con lo zinco, fornisce biossido di azoto come sottoprodotto predominante, 30% - monossido, 20% - ossido di diazoto (gas esilarante). Anche concentrazioni più basse del 10% e del 3% danno una sostanza semplice azoto sotto forma di gas e nitrato di ammonio, rispettivamente. Pertanto, dall'acido possono essere ottenuti vari nitrocomposti. Come si può vedere dall'esempio, minore è la concentrazione, maggiore è la riduzione dell'azoto. Anche l'attività del metallo influisce su questo.

Una sostanza può dissolvere oro o platino solo nella composizione dell'acqua regia, una miscela di tre parti di acido cloridrico e una di acido nitrico. Vetro e PTFE ne sono resistenti.

Oltre ai metalli, la sostanza reagisce conossidi basici e anfoteri, basi, acidi deboli. In tutti i casi, il risultato sono sali, con non metalli - acidi. Non tutte le reazioni si verificano in modo sicuro, ad esempio le ammine e la trementina si accendono spontaneamente a contatto con l'idrossido in uno stato concentrato.

I sali sono chiamati nitrati. Quando riscaldati, si decompongono o mostrano proprietà ossidanti. In pratica vengono utilizzati come fertilizzanti. Praticamente non si trovano in natura a causa dell'elevata solubilità, quindi tutti i sali tranne potassio e sodio sono ottenuti artificialmente.

L'acido stesso è ottenuto dall'ammoniaca sintetizzata e, se necessario, concentrato in diversi modi:

• spostare l'equilibrio aumentando la pressione;
• riscaldando in presenza di acido solforico;
• distillazione.

Inoltre, viene utilizzato nella produzione di fertilizzanti minerali, coloranti e medicinali, nell'industria militare, nella grafica da cavalletto, nella gioielleria, nella sintesi organica. Occasionalmente, l'acido diluito viene utilizzato in fotografia per acidificare le soluzioni coloranti.

Acido solforico

Н₂SO₄ è un forte acido bibasico. Si presenta come un liquido oleoso pesante incolore, inodore. Il nome obsoleto è vetriolo (soluzione acquosa) o olio di vetriolo (una miscela con anidride solforosa). Questo nome è dovuto al fatto che all'inizio del 19° secolo si produceva zolfo negli impianti di vetriolo. In omaggio alla tradizione, i solfati idrati sono ancora oggi chiamati vetriolo.

La produzione di acido è stabilita su scala industriale eè di circa 200 milioni di tonnellate all'anno. Si ottiene ossidando l'anidride solforosa con ossigeno o biossido di azoto in presenza di acqua, oppure facendo reagire acido solfidrico con solfato di rame, argento, piombo o mercurio. La sostanza concentrata risultante è un forte agente ossidante: sposta gli alogeni dagli acidi corrispondenti, converte il carbonio e lo zolfo in ossidi acidi. L'idrossido viene quindi ridotto ad anidride solforosa, acido solfidrico o zolfo. Un acido diluito di solito non mostra proprietà ossidanti e forma sali o esteri medi e acidi.

La sostanza può essere rilevata e identificata per reazione con sali solubili di bario, per cui precipita un precipitato bianco di solfato.

L'acido viene ulteriormente utilizzato nella lavorazione dei minerali, nella produzione di fertilizzanti minerali, fibre chimiche, coloranti, fumo ed esplosivi, industrie varie, sintesi organica, come elettrolita, per ottenere sali minerali.

Ma l'uso è irto di alcuni pericoli. La sostanza corrosiva provoca ustioni chimiche a contatto con la pelle o le mucose. Se inalato, appare prima una tosse e, successivamente, malattie infiammatorie della laringe, della trachea e dei bronchi. Il superamento della concentrazione massima consentita di 1 mg per metro cubo è mortale.

Puoi incontrare fumi di acido solforico non solo nelle industrie specializzate, ma anche nell'atmosfera della città. Questo accade quando chimico e metallurgicole imprese emettono ossidi di zolfo, che poi cadono sotto forma di piogge acide.

Tutti questi pericoli hanno portato al fatto che la circolazione di acido solforico contenente una concentrazione di massa superiore al 45% in Russia è limitata.

Acido solforoso

Н₂SO₃ - acido più debole dell'acido solforico. La sua formula differisce per un solo atomo di ossigeno, ma questo lo rende instabile. Non è stato isolato allo stato libero, esiste solo in soluzioni acquose diluite. Possono essere identificati da uno specifico odore pungente, che ricorda un fiammifero bruciato. E per confermare la presenza di uno ione solfito - per reazione con il permanganato di potassio, per cui la soluzione rosso-viola diventa incolore.

Una sostanza in diverse condizioni può agire come agente riducente e agente ossidante, formando sali acidi e medi. Viene utilizzato per la conservazione degli alimenti, ricavando cellulosa dal legno, nonché per il delicato candeggio di lana, seta e altri materiali.

Acido ortofosforico

H₃PO₄ è un acido di media forza che sembra cristalli incolori. L'acido ortofosforico è anche chiamato una soluzione all'85% di questi cristalli in acqua. Si presenta come un liquido sciropposo inodore, soggetto a ipotermia. Il riscaldamento superiore a 210 gradi Celsius fa sì che si trasformi in acido pirofosforico.

L'acido fosforico si dissolve bene in acqua, neutralizza con alcali e idrato di ammoniaca, reagisce con i metalli,forma composti polimerici.

Puoi ottenere la sostanza in diversi modi:

• dissolvere il fosforo rosso in acqua sotto pressione, ad una temperatura di 700-900 gradi, utilizzando platino, rame, titanio o zirconio;
• fosforo rosso bollente in acido nitrico concentrato;
• aggiungendo acido nitrico concentrato caldo alla fosfina;
• ossidazione dell'ossigeno fosfina a 150 gradi;
• esporre il decaoossido di tetrafosforo a una temperatura di 0 gradi, quindi aumentarlo gradualmente a 20 gradi e una transizione graduale all'ebollizione (l'acqua è necessaria in tutte le fasi);
• dissoluzione del pentacloruro o dell'ossido di tricloruro di fosforo in acqua.

L'uso del prodotto risultante è ampio. Con il suo aiuto, la tensione superficiale viene ridotta e gli ossidi vengono rimossi dalle superfici che si preparano alla saldatura, i metalli vengono ripuliti dalla ruggine e sulla loro superficie viene creata una pellicola protettiva che impedisce un'ulteriore corrosione. Inoltre, l'acido ortofosforico viene utilizzato nei congelatori industriali e per la ricerca in biologia molecolare.

Inoltre, il composto fa parte di fluidi idraulici aeronautici, additivi alimentari e regolatori di acidità. Viene utilizzato in zootecnia per la prevenzione dell'urolitiasi nei visoni e in odontoiatria per le manipolazioni prima del riempimento.

Acido pirofosforico

H₄R₂O₇ - un acido caratterizzato come forte nel primo stadio e debole negli altri. Si scioglie senzadecomposizione, poiché questo processo richiede il riscaldamento sotto vuoto o la presenza di acidi forti. È neutralizzato dagli alcali e reagisce con il perossido di idrogeno. Ottienilo in uno dei seguenti modi:

• decomporre il decaossido di tetrafosforo in acqua a temperatura zero e poi riscaldarlo a 20 gradi;
• riscaldando l'acido fosforico a 150 gradi;
• reazione dell'acido fosforico concentrato con decaossido di tetrafosforo a 80-100 gradi.

Utilizzato principalmente per la produzione di fertilizzanti.

Oltre a questi, ci sono molti altri rappresentanti degli idrossidi acidi. Ognuno di loro ha le sue caratteristiche e caratteristiche, ma in generale le proprietà acide di ossidi e idrossidi risiedono nella loro capacità di scindere l'idrogeno, decomporsi, interagire con alcali, sali e metalli.