Хүчиллэг гидроксид нь +5, +6 исэлдэлтийн төлөвтэй –OH гидроксил бүлгийн органик бус нэгдлүүд ба металл эсвэл металл бус бодис юм. Өөр нэг нэр нь хүчилтөрөгч агуулсан органик бус хүчил юм. Тэдний онцлог нь диссоциацийн үед протоныг устгах явдал юм.
Гидоксидын ангилал
Гидроксидыг мөн гидроксид ба ус исэл гэж нэрлэдэг. Бараг бүх химийн элементүүд байдаг бөгөөд зарим нь байгальд өргөн тархсан байдаг, жишээлбэл гидаргиллит ба бруцит эрдэс нь хөнгөн цагаан, магнийн гидроксид юм.
Дараах төрлийн гидроксидыг ялгадаг:
- үндсэн;
- амфотер;
- хүчил.
Ангилал нь гидроксидыг үүсгэгч исэл нь үндсэн, хүчиллэг эсвэл амфотерийн аль нь дээр суурилдаг.
Ерөнхий шинж чанарууд
Хамгийн сонирхолтой нь исэл ба гидроксидын хүчил-суурь шинж чанар юм, учир нь урвалын боломж нь тэдгээрээс хамаардаг. Гидроксид нь хүчиллэг, үндсэн эсвэл амфотер шинж чанартай байх эсэх нь хүчилтөрөгч, устөрөгч болон элементийн хоорондын холбооноос хамаарна.
Ионы хүч чадал нөлөөлсөнпотенциал, улмаар гидроксидын үндсэн шинж чанар суларч, гидроксидын хүчиллэг шинж чанар нэмэгддэг.
Илүү их гидроксид
Өндөр гидроксид нь үүсгэгч элемент нь исэлдэлтийн хамгийн өндөр төлөвт байдаг нэгдлүүд юм. Эдгээр нь ангийн бүх төрлүүдийн нэг юм. Суурийн жишээ бол магнийн гидроксид юм. Хөнгөн цагааны гидроксид амфотер шинж чанартай, харин перхлорт хүчил нь хүчиллэг гидроксид гэж ангилагдана.
Үйлдвэрлэгч элементээс хамааран эдгээр бодисын шинж чанарын өөрчлөлтийг Д. И. Менделеевийн үечилсэн системийн дагуу ажиглаж болно. Өндөр гидроксидын хүчиллэг шинж чанар зүүнээс баруун тийш өсдөг бол металлын шинж чанар нь энэ чиглэлд тус тус сулардаг.
Үндсэн гидроксид
Нарийн утгаараа OH анион нь диссоциацийн явцад хуваагддаг тул энэ төрлийг суурь гэж нэрлэдэг. Эдгээр нэгдлүүдээс хамгийн алдартай нь шүлтүүд юм, жишээлбэл:
- Унтуулсан шохой Ca(OH)2 цайруулах, арьс шир боловсруулах, мөөгөнцрийн эсрэг шингэн, зуурмаг, бетон бэлтгэх, ус зөөлрүүлэх, элсэн чихэр, цайруулагч, бордоо үйлдвэрлэх, идэмхийжүүлэх зэрэгт хэрэглэнэ. натри, калийн карбонат, хүчиллэг уусмалыг саармагжуулах, нүүрстөрөгчийн давхар ислийг илрүүлэх, халдваргүйжүүлэх, хөрсний эсэргүүцлийг бууруулах, хүнсний нэмэлт болгон.
- KOH идэмхий кали нь гэрэл зураг, газрын тос боловсруулах, хүнс, цаас, металлургийн үйлдвэрт хэрэглэгддэг ба шүлтлэг зай, хүчил саармагжуулагч, катализатор, хий цэвэршүүлэгч, рН зохицуулагч, электролит,угаалгын нунтаг, өрөмдлөгийн шингэн, будагч бодис, бордоо, калийн органик болон органик бус бодис, пестицид, уутыг эмчлэх эмийн бэлдмэл, саван, синтетик резин.
- Целлюлоз, цаасны үйлдвэрт шаардлагатай идэмхий натри NaOH, угаалгын нунтаг үйлдвэрлэхэд өөх тосыг саванжуулах, хүчил саармагжуулах, биодизель үйлдвэрлэх, бөглөрөлтийг уусгах, хорт бодисыг тайлах, хөвөн ноос боловсруулах, хөгц угаах, хүнсний үйлдвэрлэл, гоо сайхан, гэрэл зураг.
Үндсэн гидроксид нь +1 эсвэл +2 исэлдэлтийн төлөвтэй ихэнх тохиолдолд харгалзах металлын ислийн устай харилцан үйлчлэлийн үр дүнд үүсдэг. Үүнд шүлтлэг, шүлтлэг газар ба шилжилтийн элементүүд орно.
Үүнээс гадна суурийг дараах аргаар авч болно:
- шүлт ба идэвхгүй металлын давстай харилцан үйлчлэл;
- шүлтлэг эсвэл шүлтлэг дэлхийн элемент ба усны хоорондох урвал;
- давсны усан уусмалын электролизээр.
Хүчиллэг ба үндсэн гидроксидууд хоорондоо харилцан үйлчилж давс, ус үүсгэдэг. Энэ урвалыг саармагжуулах гэж нэрлэдэг бөгөөд титриметрийн шинжилгээнд маш чухал ач холбогдолтой. Үүнээс гадна, энэ нь өдөр тутмын амьдралд хэрэглэгддэг. Хүчил асгарах үед аюултай урвалжийг содоор саармагжуулж, шүлтэнд цуу хэрэглэдэг.
Үүнээс гадна үндсэн гидроксид нь уусмал дахь диссоциацийн үед ионы тэнцвэрт байдлыг шилжүүлж, индикаторуудын өнгө өөрчлөгдөхөд илэрдэг бөгөөд солилцооны урвалд ордог.
Халах үед уусдаггүй нэгдлүүд исэл, ус болон задарч, шүлтүүд хайлдаг. Үндсэн гидроксид ба хүчиллэг исэл нь давс үүсгэдэг.
Амфотерийн гидроксид
Зарим элемент нь нөхцөл байдлаас шалтгаалан үндсэн болон хүчиллэг шинж чанарыг харуулдаг. Тэдгээр дээр суурилсан гидроксидыг амфотер гэж нэрлэдэг. Тэдгээр нь +3, +4 исэлдэлтийн төлөвтэй найрлагад орсон металлаар тодорхойлоход хялбар байдаг. Тухайлбал, цагаан желатин бодис - хөнгөн цагааны гидроксид Al(OH)3, шингээх чадвар өндөр учир ус цэвэршүүлэхэд, дархлааны хариу урвалыг сайжруулах бодис болгон вакцин үйлдвэрлэхэд ашигладаг., анагаах ухаанд хүчиллэг хамааралтай өвчнийг эмчлэхэд ходоод гэдэсний зам. Энэ нь ихэвчлэн галд тэсвэртэй хуванцар материалд ордог бөгөөд катализаторыг зөөвөрлөх үүрэг гүйцэтгэдэг.
Гэхдээ элементийн исэлдэлтийн төлөвийн утга +2 байхад үл хамаарах зүйлүүд байдаг. Энэ нь бериллий, цагаан тугалга, хар тугалга, цайрын хувьд ердийн зүйл юм. Сүүлчийн металлын гидроксид Zn(OH)2 нь химийн үйлдвэрт, ялангуяа янз бүрийн нэгдлүүдийг нийлэгжүүлэхэд өргөн хэрэглэгддэг.
Та шилжилтийн металлын давсны уусмалыг шингэрүүлсэн шүлттэй урвалд оруулснаар амфотерийн гидроксид авч болно.
Амфотерийн гидроксид ба хүчиллэг исэл, шүлт эсвэл хүчил харилцан үйлчлэхэд давс үүсгэдэг. Халаахад гидроксид нь ус болон метагидроксид болж задрахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь цааш халах үед исэл болж хувирдаг.
Амфотерик бахүчиллэг гидроксид нь шүлтлэг орчинд ижил төстэй байдлаар ажилладаг. Хүчилтэй харилцан үйлчлэх үед амфотерийн гидроксид нь суурь болдог.
Хүчиллэг гидроксид
Энэ төрөл нь +4-ээс +7 хүртэлх исэлдэлтийн төлөвт элемент агуулагддагаараа онцлог юм. Уусмалын хувьд тэд устөрөгчийн катионыг өгөх эсвэл электрон хосыг хүлээн авч ковалент холбоо үүсгэх чадвартай. Ихэнхдээ тэдгээр нь шингэнийг нэгтгэх төлөвтэй байдаг ч тэдгээрийн дотор хатуу бодисууд ч байдаг.
Давс үүсгэх чадвартай, металл бус эсвэл шилжилтийн металл агуулсан гидроксидын хүчиллэг исэл үүсгэдэг. Уг ислийг металл бус исэлдэлт, хүчил эсвэл давс задралын үр дүнд олж авдаг.
Гидроксидын хүчиллэг шинж чанар нь индикаторуудыг өнгөөр ялгах, идэвхтэй металлыг устөрөгчийн задралаар уусгах, суурь ба үндсэн ислүүдтэй урвалд орох чадвараар илэрдэг. Тэдний өвөрмөц онцлог нь исэлдэлтийн урвалд оролцох явдал юм. Химийн процессын явцад тэд сөрөг цэнэгтэй энгийн бөөмсийг өөрсөддөө хавсаргадаг. Шингэрүүлж давс болгон хувиргаснаар электрон хүлээн авагчийн үүрэг гүйцэтгэх чадвар сулардаг.
Тиймээс гидроксидын хүчил-суурь шинж чанараас гадна исэлдүүлэгч шинж чанарыг нь ялгах боломжтой.
Азотын хүчил
HNO3 нь хүчтэй нэг суурьт хүчил гэж тооцогддог. Энэ нь маш хортой бөгөөд арьсан дээр шархлаа үлдээж, шар толбо үүсгэдэг бөгөөд түүний уур нь амьсгалын замын салст бүрхэвчийг цочроодог. Хуучин нэр нь хүчтэй архи. Энэ нь усан уусмал дахь хүчиллэг гидроксидыг хэлдэгионуудад бүрэн задардаг. Гаднаас нь харахад агаарт ууршиж буй өнгөгүй шингэн юм шиг харагддаг. Баяжуулсан усан уусмал нь бодисын 60 - 70% байх ба 95% -иас хэтэрсэн тохиолдолд түүнийг азотын хүчил гэж нэрлэдэг.
Концентраци ихсэх тусам шингэн нь бараан өнгөтэй болно. Тэр ч байтугай гэрэлд эсвэл бага зэрэг халаахад исэл, хүчилтөрөгч, усанд задарснаас бор өнгөтэй байж болзошгүй тул харанхуй шилэн саванд сэрүүн газар хадгална.
Хүчиллэг гидроксидын химийн шинж чанар нь түүнийг зөвхөн даралтын дор задралгүйгээр нэрэх боломжтой. Алт, цагаан алтны бүлэг, танталаас бусад бүх металууд түүнтэй урвалд ордог боловч эцсийн бүтээгдэхүүн нь хүчлийн концентрацаас хамаарна.
Жишээлбэл, 60%-ийн бодис цайртай харьцахдаа азотын давхар ислийг зонхилох дайвар бүтээгдэхүүн, 30% - монооксид, 20% - динитроген исэл (инээх хий) үүсгэдэг. Бүр бага агууламжтай 10% ба 3% нь хий, аммонийн нитрат хэлбэрээр азотын энгийн бодисыг өгдөг. Тиймээс хүчилээс янз бүрийн нитро нэгдлүүдийг гаргаж авах боломжтой. Жишээнээс харахад концентраци бага байх тусам азотын бууралт гүнзгийрэх болно. Металлын идэвхжил ч үүнд нөлөөлдөг.
Бодис нь алт эсвэл цагаан алтыг зөвхөн aqua regia-ийн найрлагад уусгах чадвартай - давсны гурван хэсэг ба нэг азотын хүчлийн холимог. Шил болон PTFE нь үүнд тэсвэртэй.
Металлаас гадна бодис нь урвалд ордогүндсэн ба амфотерийн исэл, суурь, сул хүчил. Бүх тохиолдолд үр дүн нь давс, металл бус хүчилтэй байдаг. Бүх урвалууд аюулгүй явагддаггүй, жишээлбэл, амин болон турпентин нь концентрацитай төлөвт гидроксидтэй харьцах үед аяндаа асдаг.
Давсыг нитрат гэж нэрлэдэг. Халах үед тэдгээр нь задрах эсвэл исэлдүүлэх шинж чанарыг харуулдаг. Практикт тэдгээрийг бордоо болгон ашигладаг. Өндөр уусдаг тул байгальд бараг байдаггүй тул кали, натриас бусад бүх давсыг зохиомлоор гаргаж авдаг.
Хүчилийг өөрөө нийлэгжүүлсэн аммиакаас гаргаж авдаг бөгөөд шаардлагатай бол хэд хэдэн аргаар баяжуулдаг:
- даралтыг нэмэгдүүлэх замаар тэнцвэрийг өөрчлөх;
- хүхрийн хүчлийн дэргэд халааж;
- нэрэх.
Цаашилбал эрдэс бордоо, будагч бодис, эмийн үйлдвэрлэл, цэргийн үйлдвэр, стакан график, үнэт эдлэл, органик синтез зэрэгт ашигладаг. Заримдаа шингэрүүлсэн хүчлийг гэрэл зурагт будах уусмалыг хүчиллэгжүүлэхэд ашигладаг.
Хүхрийн хүчил
Н2SO4 нь хүчтэй хоёр суурьт хүчил юм. Энэ нь өнгөгүй хүнд тослог шингэн, үнэргүй мэт харагдаж байна. Хуучирсан нэр нь vitriol (усан уусмал) эсвэл vitriol oil (хүхрийн давхар исэлтэй холимог) юм. Энэ нэрийг 19-р зууны эхэн үед витриолын үйлдвэрүүдэд хүхэр үйлдвэрлэж байсантай холбогдуулан өгсөн. Уламжлалыг хүндэтгэн сульфат гидратыг өнөөг хүртэл витриол гэж нэрлэдэг.
Хүчлийн үйлдвэрлэл нь үйлдвэрлэлийн хэмжээнд тогтсон бажилд 200 сая тонн орчим байна. Энэ нь хүхрийн давхар ислийг хүчилтөрөгч эсвэл азотын давхар исэлтэй усаар исэлдүүлэх, эсвэл хүхэрт устөрөгчийг зэс, мөнгө, хар тугалга, мөнгөн усны сульфаттай урвалд оруулах замаар гаргаж авдаг. Үүссэн төвлөрсөн бодис нь хүчтэй исэлдүүлэгч бодис юм: галогенийг холбогдох хүчлүүдээс нүүлгэн шилжүүлж, нүүрстөрөгч, хүхрийг хүчиллэг исэл болгон хувиргадаг. Дараа нь гидроксидыг хүхрийн давхар исэл, устөрөгчийн сульфид эсвэл хүхэр болгон бууруулна. Шингэрүүлсэн хүчил нь ихэвчлэн исэлдүүлэх шинж чанартай байдаггүй бөгөөд дунд болон хүчиллэг давс, эфир үүсгэдэг.
Уг бодисыг уусдаг барийн давстай урвалд оруулснаар илрүүлж, тодорхойлох боломжтой бөгөөд үүний үр дүнд сульфатын цагаан тунадас үүснэ.
Хүчилийг цаашид хүдэр боловсруулах, эрдэс бордоо, химийн утас, будагч бодис, утаа, тэсэрч дэлбэрэх бодис үйлдвэрлэх, төрөл бүрийн үйлдвэр, органик нийлэгжилт, электролит болгон ашигт малтмалын давс гаргаж авахад ашигладаг.
Гэхдээ хэрэглээ нь тодорхой аюулаар дүүрэн байдаг. Идэмхий бодис нь арьс, салст бүрхэвчинд хүрэхэд химийн түлэгдэлт үүсгэдэг. Амьсгалах үед эхлээд ханиалга гарч ирдэг бөгөөд дараа нь хоолой, гуурсан хоолой, гуурсан хоолойн үрэвсэлт өвчин үүсдэг. Нэг шоо метр дэх зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээ 1 мг-аас хэтрэх нь үхлийн аюултай.
Хүхрийн хүчлийн утаа зөвхөн төрөлжсөн үйлдвэрүүдэд төдийгүй хотын агаар мандалд ч тохиолдож болно. Энэ нь химийн болон металлургийн үед тохиолддогаж ахуйн нэгжүүд хүхрийн исэл ялгаруулж, улмаар хүчиллэг бороо болон ордог.
Энэ бүх аюул нь ОХУ-д 45%-иас дээш массын агууламжтай хүхрийн хүчлийн эргэлт хязгаарлагдмал болоход хүргэсэн.
Хүхрийн хүчил
Н2SO3 - хүхрийн хүчлээс сул хүчил. Түүний томъёо нь зөвхөн нэг хүчилтөрөгчийн атомаар ялгаатай боловч энэ нь түүнийг тогтворгүй болгодог. Энэ нь чөлөөт төлөвт тусгаарлагдаагүй, зөвхөн шингэрүүлсэн усан уусмалд байдаг. Тэдгээрийг шатаасан шүдэнзийг санагдуулам хурц үнэрээр тодорхойлж болно. Мөн сульфитын ион байгаа эсэхийг баталгаажуулахын тулд калийн перманганаттай урвалд оруулснаар улаан ягаан уусмал өнгөгүй болно.
Өөр өөр нөхцөлд бодис нь бууруулагч ба исэлдүүлэгчийн үүрэг гүйцэтгэж, хүчиллэг болон дунд зэргийн давс үүсгэдэг. Энэ нь хоол хүнс хадгалах, модноос целлюлоз авах, ноос, торго болон бусад материалыг нарийн цайруулахад хэрэглэгддэг.
Ортофосфорын хүчил
H3PO4 нь өнгөгүй талст шиг харагддаг дунд зэргийн хүчтэй хүчил юм. Ортофосфорын хүчил нь эдгээр талстуудын усан дахь 85% -ийн уусмал гэж нэрлэгддэг. Энэ нь гипотермид өртөмтгий үнэргүй, сироп шингэн мэт харагдаж байна. Цельсийн 210 хэмээс дээш халах нь пирофосфорын хүчил болж хувирдаг.
Фосфорын хүчил нь усанд сайн уусдаг, шүлт, аммиакийн гидратаар саармагждаг, металлтай урвалд ордог,полимер нэгдэл үүсгэдэг.
Та бодисыг янз бүрийн аргаар авч болно:
- улаан фосфорыг даралтын дор, 700-900 градусын температурт цагаан алт, зэс, титан эсвэл цирконий ашиглан усанд уусгах;
- баяжуулсан азотын хүчилд буцалж буй улаан фосфор;
- фосфинд халуун төвлөрсөн азотын хүчил нэмснээр;
- фосфины хүчилтөрөгчийг 150 градуст исэлдүүлэх;
- тетрафосфор декаоксидыг 0 градусын температурт гаргаж, дараа нь аажмаар 20 градус хүртэл нэмэгдүүлж, буцалгахад жигд шилждэг (бүх үе шатанд ус шаардлагатай);
- пантахлорид эсвэл фосфорын трихлоридын ислийг усанд уусгах.
Үйлдвэрлэсэн бүтээгдэхүүний хэрэглээ өргөн. Үүний тусламжтайгаар гадаргуугийн хурцадмал байдлыг бууруулж, гагнуурын ажилд бэлтгэж буй гадаргуугаас исэлүүдийг зайлуулж, металлыг зэвээс цэвэрлэж, гадаргуу дээр нь хамгаалалтын хальс үүсгэдэг бөгөөд энэ нь зэврэлтээс сэргийлдэг. Үүнээс гадна ортофосфорын хүчлийг үйлдвэрийн хөлдөөгчид болон молекул биологийн судалгаанд ашигладаг.
Мөн нэгдэл нь нисэхийн гидравлик шингэн, хүнсний нэмэлт, хүчиллэг зохицуулагчийн нэг хэсэг юм. Үүнийг мал аж ахуйд усны булга зэрэг өвчнөөс урьдчилан сэргийлэх, шүдний эмчилгээнд ломбо хийхээс өмнө хэрэглэдэг.
Пирофосфорын хүчил
H4R2O7 - эхний үед хүчтэй гэж тодорхойлогддог хүчил үе шаттай, бусдад сул дорой. Тэргүйгээр хайлдагзадрал, учир нь энэ процесс нь вакуумд халаах эсвэл хүчтэй хүчил агуулсан байхыг шаарддаг. Энэ нь шүлтээр саармагжиж, устөрөгчийн хэт исэлтэй урвалд ордог. Үүнийг дараах аргуудын аль нэгээр авна уу:
- тетрафосфорын декаоксидыг тэг температурт усанд задалж, дараа нь 20 градус хүртэл халаана;
- фосфорын хүчлийг 150 градус хүртэл халааж;
- өтгөрүүлсэн фосфорын хүчлийн тетрафосфор декаоксидтай 80-100 градусын урвал.
Голчлон бордоо үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Эдгээрээс гадна хүчиллэг гидроксидын өөр олон төлөөлөгчид байдаг. Тэдгээр нь тус бүр өөрийн гэсэн онцлог, шинж чанартай байдаг ч ерөнхийдөө исэл ба гидроксидын хүчиллэг шинж чанар нь устөрөгчийг задлах, задлах, шүлт, давс, металлуудтай харилцан үйлчлэх чадварт оршдог.
