7. กรด. เกลือ. ความสัมพันธ์ระหว่างประเภทของสารอนินทรีย์

7.1. กรด

กรดคืออิเล็กโทรไลต์เมื่อมีการแยกตัวออกซึ่งมีเพียงไฮโดรเจนไอออนบวก H + เท่านั้นที่ก่อตัวเป็นไอออนที่มีประจุบวก (แม่นยำยิ่งขึ้นคือไฮโดรเนียมไอออน H 3 O +)

ความหมายอื่น: กรดคือ สารที่ซับซ้อนประกอบด้วยอะตอมไฮโดรเจนและ กรดตกค้าง(ตารางที่ 7.1)

ตารางที่ 7.1

สูตรและชื่อของกรดบางชนิด กรดตกค้าง และเกลือ

สูตรกรด	ชื่อกรด	กรดตกค้าง (แอนไอออน)	ชื่อของเกลือ (โดยเฉลี่ย)
เอชเอฟ	ไฮโดรฟลูออริก (ฟลูออริก)	ฉ -	ฟลูออไรด์
เอชซีแอล	ไฮโดรคลอริก (ไฮโดรคลอริก)	ซีแอล -	คลอไรด์
ฮบ	ไฮโดรโบรมิก	Br−	โบรไมด์
สวัสดี	ไฮโดรไอโอไดด์	ฉัน -	ไอโอไดด์
H2S	ไฮโดรเจนซัลไฟด์	ส 2−	ซัลไฟด์
H2SO3	กำมะถัน	ดังนั้น 3 2 -	ซัลไฟต์
H2SO4	ซัลฟิวริก	ดังนั้น 4 2 -	ซัลเฟต
HNO2	ไนโตรเจน	NO2−	ไนไตรต์
HNO3	ไนโตรเจน	หมายเลข 3 -	ไนเตรต
H2SiO3	ซิลิคอน	SiO 3 2 -	ซิลิเกต
เอชพีโอ 3	เมตาฟอสฟอริก	ป.3 -	เมตาฟอสเฟต
H3PO4	ออร์โธฟอสฟอริก	ป.4 3 -	ออร์โธฟอสเฟต (ฟอสเฟต)
H4P2O7	ไพโรฟอสฟอริก (ไบฟอสฟอริก)	ป 2 โอ 7 4 -	ไพโรฟอสเฟต (ไดฟอสเฟต)
HMnO4	แมงกานีส	เอ็มเอ็นโอ 4 -	เปอร์แมงกาเนต
H2CrO4	โครเมียม	โคร 4 2 −	โครเมต
H2Cr2O7	ไดโครม	Cr 2 O 7 2 -	ไดโครเมต (ไบโครเมต)
H2SeO4	ซีลีเนียม	ซอ 4 2 −	เซเลเนต
H3BO3	บอร์นายา	โบ 3 3 -	ออร์โธบอเรต
HClO	ไฮโปคลอรัส	คลอโล –	ไฮโปคลอไรต์
HClO2	คลอไรด์	ClO2−	คลอไรท์
HClO3	คลอรัส	ClO3−	คลอเรต
HClO4	คลอรีน	คลอโล4 −	เปอร์คลอเรต
H2CO3	ถ่านหิน	คาร์บอนไดออกไซด์ 3 3 -	คาร์บอเนต
CH3COOH	น้ำส้มสายชู	CH 3 ซีโอโอ -	อะซิเตต
HCOOH	มด	เอชซีโอโอ -	ก่อตัว

ภายใต้สภาวะปกติกรดอาจเป็นได้ ของแข็ง(H 3 PO 4, H 3 BO 3, H 2 SiO 3) และของเหลว (HNO 3, H 2 SO 4, CH 3 COOH) กรดเหล่านี้สามารถมีอยู่ได้ทั้งแบบเดี่ยวๆ (รูปแบบ 100%) และในรูปของสารละลายเจือจางและเข้มข้น ตัวอย่างเช่น H 2 SO 4 , HNO 3 , H 3 PO 4 , CH 3 COOH เป็นที่รู้จักทั้งแบบรายบุคคลและในโซลูชัน

กรดจำนวนหนึ่งรู้จักเฉพาะในสารละลายเท่านั้น ทั้งหมดนี้คือไฮโดรเจนเฮไลด์ (HCl, HBr, HI), ไฮโดรเจนซัลไฟด์ H 2 S, ไฮโดรเจนไซยาไนด์ (ไฮโดรไซยานิก HCN), คาร์บอนิก H 2 CO 3, กรดซัลฟูรัส H 2 SO 3 ซึ่งเป็นสารละลายของก๊าซในน้ำ ตัวอย่างเช่น กรดไฮโดรคลอริกเป็นส่วนผสมของ HCl และ H 2 O กรดคาร์บอนิกเป็นส่วนผสมของ CO 2 และ H 2 O เป็นที่ชัดเจนว่าการใช้นิพจน์ "สารละลายกรดไฮโดรคลอริก" ไม่ถูกต้อง

กรดส่วนใหญ่ละลายได้ในน้ำ กรดซิลิซิก H 2 SiO 3 ไม่ละลายน้ำ กรดส่วนใหญ่มีอย่างท่วมท้น โครงสร้างโมเลกุล- ตัวอย่างสูตรโครงสร้างของกรด:

ในโมเลกุลส่วนใหญ่ กรดที่ประกอบด้วยออกซิเจนอะตอมของไฮโดรเจนทั้งหมดจะเกิดพันธะกับออกซิเจน แต่มีข้อยกเว้น:

กรดถูกจำแนกตามคุณลักษณะหลายประการ (ตารางที่ 7.2)

ตารางที่ 7.2

การจำแนกประเภทของกรด

ป้ายจำแนกประเภท	ชนิดกรด	ตัวอย่าง
จำนวนไฮโดรเจนไอออนที่เกิดจากการแตกตัวของโมเลกุลกรดโดยสมบูรณ์	โมโนเบส	HCl, HNO3, CH3COOH
	ดิเบสิก	H2SO4, H2S, H2CO3
	ไทรเบสิก	H3PO4, H3AsO4
การมีหรือไม่มีอะตอมออกซิเจนในโมเลกุล	ที่ประกอบด้วยออกซิเจน (กรดไฮดรอกไซด์, กรดออกโซ)	HNO2, H2SiO3, H2SO4
	ปราศจากออกซิเจน	HF, H2S, HCN
ระดับความแตกแยก (ความแข็งแกร่ง)	แข็งแกร่ง (แยกตัวออกจากกันอย่างสมบูรณ์ อิเล็กโทรไลต์ที่แข็งแกร่ง)	HCl, HBr, HI, H2SO4 (เจือจาง), HNO3, HClO3, HClO4, HMnO4, H2Cr2O7
	อ่อนแอ (แยกตัวออกบางส่วน อิเล็กโทรไลต์อ่อนแอ)	HF, HNO 2, H 2 SO 3, HCOOH, CH 3 COOH, H 2 SiO 3, H 2 S, HCN, H 3 PO 4, H 3 PO 3, HClO, HClO 2, H 2 CO 3, H 3 BO 3, H 2 SO 4 (กระชับ)
คุณสมบัติออกซิเดชั่น	สารออกซิไดซ์เนื่องจาก H + ไอออน (กรดที่ไม่ออกซิไดซ์ตามเงื่อนไข)	HCl, HBr, HI, HF, H 2 SO 4 (ดิล), H 3 PO 4, CH 3 COOH
	สารออกซิไดซ์เนื่องจากไอออน (กรดออกซิไดซ์)	HNO 3, HMnO 4, H 2 SO 4 (กระชับ), H 2 Cr 2 O 7
	สารรีดิวซ์ประจุลบ	HCl, HBr, HI, H 2 S (แต่ไม่ใช่ HF)
เสถียรภาพทางความร้อน	มีอยู่ในโซลูชันเท่านั้น	เอช 2 CO 3, เอช 2 SO 3, HClO, HClO 2
	สลายตัวได้ง่ายเมื่อถูกความร้อน	H2SO3, HNO3, H2SiO3
	มีความเสถียรทางความร้อน	เอช 2 เอส 4 (คอนซี), เอช 3 ปอ 4

ทั่วไปทั้งหมด คุณสมบัติทางเคมีกรดเกิดจากการมีสารละลายไฮโดรเจนไอออนบวก H + (H 3 O +) อยู่ในสารละลายที่เป็นน้ำ

1. เนื่องจากไอออน H + มากเกินไป สารละลายกรดจึงเปลี่ยนสีของลิตมัสไวโอเล็ตและสีส้มเมทิลเป็นสีแดง (ฟีนอล์ฟทาลีนไม่เปลี่ยนสีและยังคงไม่มีสี) ในสารละลายที่เป็นน้ำอ่อนแอ กรดคาร์บอนิกสารสีน้ำเงินไม่ใช่สีแดง แต่เป็นสีชมพู สารละลายเหนือตะกอนของกรดซิลิซิกที่อ่อนแอมากจะไม่เปลี่ยนสีของตัวบ่งชี้เลย

2. กรดทำปฏิกิริยากับออกไซด์พื้นฐาน เบสและแอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์ แอมโมเนียไฮเดรต (ดูบทที่ 6)

ตัวอย่างที่ 7.1

ในการดำเนินการเปลี่ยนแปลง BaO → BaSO 4 คุณสามารถใช้: a) SO 2; ข) ฮ 2 เอส 4; ค) นา 2 SO 4; ง) ดังนั้น 3

สารละลาย. การเปลี่ยนแปลงสามารถทำได้โดยใช้ H 2 SO 4:

เบ้า + H 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + H 2 O

เบ้า + SO 3 = เบ้า SO 4

Na 2 SO 4 ไม่ทำปฏิกิริยากับ BaO และในปฏิกิริยาของ BaO กับ SO 2 แบเรียมซัลไฟต์จะเกิดขึ้น:

เบ้า + SO 2 = เบ้า SO 3

คำตอบ: 3)

3. กรดทำปฏิกิริยากับแอมโมเนียและสารละลายที่เป็นน้ำเพื่อสร้างเกลือแอมโมเนียม:

HCl + NH 3 = NH 4 Cl - แอมโมเนียมคลอไรด์;

H 2 SO 4 + 2NH 3 = (NH 4) 2 SO 4 - แอมโมเนียมซัลเฟต

4. กรดที่ไม่ออกซิไดซ์จะทำปฏิกิริยากับโลหะที่อยู่ในชุดกิจกรรมจนถึงไฮโดรเจนเพื่อสร้างเกลือและปล่อยไฮโดรเจนออกมา:

H 2 SO 4 (เจือจาง) + Fe = FeSO 4 + H 2

2HCl + สังกะสี = ZnCl 2 = H 2

ปฏิกิริยาของกรดออกซิไดซ์ (HNO 3, H 2 SO 4 (conc)) กับโลหะมีความเฉพาะเจาะจงมากและได้รับการพิจารณาเมื่อศึกษาเคมีขององค์ประกอบและสารประกอบของพวกมัน

5. กรดทำปฏิกิริยากับเกลือ ปฏิกิริยามีคุณสมบัติหลายประการ:

ก) ในกรณีส่วนใหญ่ เมื่อกรดที่แรงกว่าทำปฏิกิริยากับเกลือของกรดอ่อนกว่า จะเกิดเกลือของกรดอ่อนและกรดอ่อน หรืออย่างที่พวกเขาพูดกันว่ากรดที่แรงกว่าจะเข้ามาแทนที่กรดที่อ่อนกว่า ลำดับความแรงของกรดที่ลดลงจะมีลักษณะดังนี้:

ตัวอย่างปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น:

2HCl + นา 2 CO 3 = 2NaCl + H 2 O + CO 2

เอช 2 CO 3 + นา 2 SiO 3 = นา 2 CO 3 + H 2 SiO 3 ↓

2CH 3 COOH + K 2 CO 3 = 2CH 3 ปรุงอาหาร + H 2 O + CO 2

3H 2 SO 4 + 2K 3 PO 4 = 3K 2 SO 4 + 2H 3 PO 4

ห้ามโต้ตอบกัน เช่น KCl และ H 2 SO 4 (เจือจาง), NaNO 3 และ H 2 SO 4 (เจือจาง), K 2 SO 4 และ HCl (HNO 3, HBr, HI), K 3 PO 4 และ H 2 CO 3, CH 3 COOK และ H 2 CO 3;

b) ในบางกรณี กรดอ่อนกว่าจะเข้ามาแทนที่กรดที่แรงกว่าจากเกลือ:

CuSO 4 + H 2 S = CuS↓ + H 2 SO 4

3AgNO 3 (ดิล) + H 3 PO 4 = Ag 3 PO 4 ↓ + 3HNO 3

ปฏิกิริยาดังกล่าวเกิดขึ้นได้เมื่อการตกตะกอนของเกลือที่เกิดขึ้นไม่ละลายในกรดแก่เจือจางที่เกิดขึ้น (H 2 SO 4 และ HNO 3)

c) ในกรณีของการก่อตัวของตะกอนที่ไม่ละลายในกรดแก่ปฏิกิริยาอาจเกิดขึ้นระหว่างกรดแก่กับเกลือที่เกิดจากกรดแก่อื่น:

BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2HCl

บา(หมายเลข 3) 2 + H 2 SO 4 = บาSO 4 ↓ + 2HNO 3

AgNO 3 + HCl = AgCl↓ + HNO 3

ตัวอย่างที่ 7.2

สารละลาย. สารทั้งหมดในแถวที่ 4 มีปฏิกิริยากับ H 2 SO 4 (dil):

นา 2 SO 3 + H 2 SO 4 = นา 2 SO 4 + H 2 O + SO 2

มก. + เอช 2 SO 4 = มก. SO 4 + เอช 2

สังกะสี(OH) 2 + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + 2H 2 O

ในแถวที่ 1) การทำปฏิกิริยากับ KCl (p-p) ไม่สามารถทำได้ ในแถวที่ 2) - กับ Ag ในแถวที่ 3) - ด้วย NaNO 3 (p-p)

คำตอบ: 4)

6. น้ำที่มีความเข้มข้นมีพฤติกรรมเฉพาะเจาะจงมากในการทำปฏิกิริยากับเกลือ กรดซัลฟิวริก- นี่เป็นกรดที่ไม่ระเหยและมีความเสถียรต่อความร้อน ดังนั้นจึงแทนที่กรดแก่ทั้งหมดจากเกลือที่เป็นของแข็ง (!) เนื่องจากมีความผันผวนมากกว่า H2SO4 (conc):

KCl (ทีวี) + H 2 SO 4 (สรุป) KHSO 4 + HCl

2KCl (s) + H 2 SO 4 (กระชับ) K 2 SO 4 + 2HCl

เกลือที่เกิดจากกรดแก่ (HBr, HI, HCl, HNO 3, HClO 4) ทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกเข้มข้นเท่านั้น และเมื่ออยู่ในสถานะของแข็งเท่านั้น

ตัวอย่างที่ 7.3

กรดซัลฟิวริกเข้มข้นทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกเข้มข้นซึ่งแตกต่างจากกรดเจือจาง:

3) KNO 3 (ทีวี);

เบ้า + SO 2 = เบ้า SO 3

สารละลาย. กรดทั้งสองทำปฏิกิริยากับ KF, Na 2 CO 3 และ Na 3 PO 4 และมีเพียง H 2 SO 4 (เข้มข้น) เท่านั้นที่ทำปฏิกิริยากับ KNO 3 (ของแข็ง)

วิธีการผลิตกรดมีความหลากหลายมากกรดอ็อกซิก

• รับ:

โดยการละลายก๊าซที่เกี่ยวข้องในน้ำ:

HCl (g) + H 2 O (l) → HCl (pp)

• H 2 S (g) + H 2 O (l) → H 2 S (สารละลาย)

จากเกลือโดยการแทนที่ด้วยกรดที่แรงกว่าหรือระเหยน้อยกว่า:

FeS + 2HCl = FeCl 2 + H 2 S

KCl (ทีวี) + H 2 SO 4 (conc) = KHSO 4 + HCl

นา 2 SO 3 + H 2 SO 4 นา 2 SO 4 + H 2 SO 3กรดอ็อกซิก

• กรดที่ประกอบด้วยออกซิเจน การเลิกกิจการที่สอดคล้องกันกรดออกไซด์

ในน้ำในขณะที่ระดับการเกิดออกซิเดชันขององค์ประกอบที่สร้างกรดในออกไซด์และกรดยังคงเท่าเดิม (ยกเว้น NO 2):

N2O5 + H2O = 2HNO3

ดังนั้น 3 + H 2 O = H 2 ดังนั้น 4

• ป 2 โอ 5 + 3H 2 O 2H 3 PO 4

ออกซิเดชันของอโลหะด้วยกรดออกซิไดซ์:

• S + 6HNO 3 (กระชับ) = H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O

โดยการแทนที่กรดแก่จากเกลือของกรดแก่อื่น (หากการตกตะกอนที่ไม่ละลายในกรดที่เกิดขึ้นจะตกตะกอน):

บา(หมายเลข 3) 2 + H 2 SO 4 = บาSO 4 ↓ + 2HNO 3

• Ba(NO 3) 2 + H 2 SO 4 (เจือจาง) = BaSO 4 ↓ + 2HNO 3

โดยการแทนที่กรดระเหยออกจากเกลือด้วยกรดระเหยน้อยกว่า

เพื่อจุดประสงค์นี้ มักใช้กรดซัลฟิวริกเข้มข้นที่ไม่ระเหยและมีความเสถียรทางความร้อน:

นาโน 3 (ทีวี) + H 2 SO 4 (เข้มข้น) NaHSO 4 + HNO 3

• KClO 4 (ทีวี) + H 2 SO 4 (สรุป) KHSO 4 + HClO 4

การแทนที่กรดอ่อนกว่าจากเกลือด้วยกรดที่แรงกว่า:

แคลเซียม 3 (PO 4) 2 + 3H 2 SO 4 = 3CaSO 4 ↓ + 2H 3 PO 4

นาโน 2 + HCl = โซเดียมคลอไรด์ + HNO 2

K 2 SiO 3 + 2HBr = 2KBr + H 2 SiO 3 ↓ กรดทาร์ทาริก:คำอธิบายทั่วไป สาร สถานที่ในธรรมชาติ กายภาพ และลักษณะทางเคมี

กรดทาร์ทาริก: สูตรโครงสร้าง สมบัติ การเตรียมและการใช้งาน

จากมาสเตอร์เว็บ

04.12.2018 15:00

กรดทาร์ทาริกจัดอยู่ในกลุ่มกรดคาร์บอกซิลิก สารนี้ได้รับชื่อเนื่องจากแหล่งผลิตหลักคือน้ำองุ่น ในระหว่างการหมักอย่างหลังกรดจะถูกปล่อยออกมาในรูปของเกลือโพแทสเซียมที่ละลายได้ไม่ดี พื้นที่หลักของการใช้สารนี้คือการผลิตผลิตภัณฑ์ อุตสาหกรรมอาหาร.

คำอธิบายทั่วไป

กรดทาร์ทาริกอยู่ในหมวดหมู่ของกรดไฮโดรไซคลิกไดเบสิกแบบอะไซคลิกซึ่งมีทั้งหมู่ไฮดรอกซิลและคาร์บอกซิล สารประกอบดังกล่าวยังถือเป็นอนุพันธ์ไฮดรอกซิลของกรดคาร์บอกซิลิก สารนี้มีชื่อเรียกอื่น:

• ไดออกซีซัคซินิก;
• ทาร์ทาร์;
• กรด 2, 3-ไดไฮดรอกซีบิวเทนไดโออิก

สูตรทางเคมีของกรดทาร์ทาริก: C4H6O6

สารประกอบนี้มีลักษณะเป็นสเตอริโอไอโซเมทรีและสามารถมีอยู่ได้ 3 รูปแบบ สูตรโครงสร้างของกรดทาร์ทาริกแสดงไว้ในภาพด้านล่าง

รูปแบบที่สาม (กรดมีโซทาร์ทาริก) มีความเสถียรที่สุด กรด D และ L มีฤทธิ์เชิงแสง แต่ส่วนผสมของไอโซเมอร์เหล่านี้ซึ่งถ่ายในปริมาณที่เท่ากันจะไม่แอ็กทีฟเชิงแสง กรดนี้เรียกอีกอย่างว่า r- หรือ i-tartaric (racemic, องุ่น) ลักษณะสารนี้คือผลึกไม่มีสีหรือผงสีขาว

ทำเลที่ตั้งอยู่ในธรรมชาติ

แอล-ทาร์ทาริก (RR-tartaric) และกรดองุ่นพบได้ใน ปริมาณมากในองุ่นซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์แปรรูปรวมทั้งในน้ำเปรี้ยวจากผลไม้หลายชนิด สารประกอบนี้ถูกแยกออกจากครีมออฟทาร์ทาร์เป็นครั้งแรก ซึ่งเป็นตะกอนที่หลุดออกมาเมื่อทำไวน์ เป็นส่วนผสมของโพแทสเซียมทาร์เทรตและแคลเซียม

กรดมีโซทาร์ทาริกไม่ได้เกิดขึ้นในธรรมชาติ สามารถรับได้เท่านั้น ดุ้งดิ้ง– เมื่อต้ม D- และ L-isomers ในด่างกัดกร่อนตลอดจนในระหว่างการออกซิเดชันของกรดมาลิกหรือฟีนอล

ลักษณะทางกายภาพ

หลัก คุณสมบัติทางกายภาพกรดทาร์ทาริกคือ:

• น้ำหนักโมเลกุล – 150 ก. em.
• จุดหลอมเหลว: o D- หรือ L-isomer – 170 °C; หรือกรดองุ่น – 260 °C; หรือกรดมีโซทาร์ทาริก – 140 °C
• ความหนาแน่น – 1.66-1.76 ก./ซม.3
• ความสามารถในการละลาย – สารปราศจากน้ำ 135 กรัมต่อน้ำ 100 กรัม (ที่อุณหภูมิ 20 ° C)
• ความร้อนจากการเผาไหม้ – 1,096.7 กิโลจูล/(กรัม·โมล)
• ความจุความร้อนจำเพาะ – 1.26 kJ/(mol∙°С)
• ความจุความร้อนของกราม – 0.189 kJ/(mol∙°С)

กรดละลายได้ดีในน้ำและสังเกตการดูดซับความร้อนและอุณหภูมิของสารละลายที่ลดลง

การตกผลึกจากสารละลายที่เป็นน้ำเกิดขึ้นในรูปแบบไฮเดรต (2C4H6O6)∙H2O คริสตัลมีรูปร่างเป็นปริซึมขนมเปียกปูน ในกรด mesotartaric มีลักษณะเป็นแท่งปริซึมหรือมีเกล็ด เมื่อถูกความร้อนสูงกว่า 73 °C รูปแบบแอนไฮดรัสจะตกผลึกจากแอลกอฮอล์

คุณสมบัติทางเคมี

กรดทาร์ทาริกก็เหมือนกับกรดไฮดรอกซีอื่นๆ ที่มีคุณสมบัติทั้งหมดของแอลกอฮอล์และกรด หมู่ฟังก์ชัน –COOH และ –OH สามารถทำปฏิกิริยากับสารประกอบอื่น ๆ ได้อย่างอิสระหรือมีก็ได้ อิทธิพลซึ่งกันและกันซึ่งกำหนดลักษณะทางเคมีของสารนี้:

• การแยกตัวด้วยไฟฟ้า กรดทาร์ทาริกเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่แรงกว่ากรดต้นกำเนิด กรดคาร์บอกซิลิก. ให้ได้มากที่สุด D- หรือ L-isomers มีการแยกตัวน้อยที่สุด ส่วนกรด mesotartaric มีการแยกตัวน้อยที่สุด
• การก่อตัวของเกลือที่เป็นกรดและเกลือปานกลาง (ทาร์เทรต) ที่พบมากที่สุดคือ: ทาร์เตรตเปรี้ยวและโพแทสเซียมทาร์เตรต, แคลเซียมทาร์เตรต
• การก่อตัวของสารประกอบเชิงซ้อนคีเลตกับโลหะที่มีโครงสร้างต่างกัน องค์ประกอบของสารประกอบเหล่านี้ขึ้นอยู่กับความเป็นกรดของตัวกลาง
• การศึกษา เอสเทอร์เมื่อแทนที่ –OH ในกลุ่มคาร์บอกซิล

เมื่อกรดแอล-ทาร์ทาริกถูกให้ความร้อนถึง 165 °C ผลิตภัณฑ์จะถูกควบคุมด้วยกรดมีโซทาร์ทาริกและกรดองุ่น ในช่วง 165-175 °C โดยกรดองุ่น และสูงกว่า 175 °C โดยกรดเมตาทาร์ทาริก ซึ่งเป็นสารเรซินสีเหลือง .

กรดองุ่นเมื่อถูกความร้อนถึง 130°C ผสมด้วย กรดไฮโดรคลอริกบางส่วนกลายเป็นเมโซไวน์

คุณสมบัติของเกลือ

ในบรรดาลักษณะของเกลือของกรดทาร์ทาริกมีดังนี้:

• เกลือโพแทสเซียมที่เป็นกรด KHC4H4O6 (โพแทสเซียมไฮโดรเจนทาร์เทรต, ครีมออฟทาร์ทาร์): o ละลายได้ไม่ดีในน้ำและแอลกอฮอล์ o ตกตะกอนในระหว่างการสัมผัสเป็นเวลานาน o มีลักษณะของผลึกเล็ก ๆ ที่ไม่มีสีรูปร่างซึ่งอาจเป็นขนมเปียกปูนสี่เหลี่ยมจัตุรัสหกเหลี่ยมหรือสี่เหลี่ยม o ความหนาแน่นสัมพัทธ์ – 1.973
• แคลเซียมทาร์เทรต CaC4H4O6: o ลักษณะ – ผลึกขนมเปียกปูน; o ละลายน้ำได้ไม่ดี
• เกลือโพแทสเซียมโดยเฉลี่ย K2C4H4∙0.5 H2O, เกลือแคลเซียมกรด CaH2 (C4H4O6)2 – ละลายได้ดีในน้ำ

สังเคราะห์

วัตถุดิบสำหรับการผลิตกรดทาร์ทาริกมี 2 ประเภท:

• ทาร์เตรตมะนาว (ผลิตภัณฑ์จากการแปรรูปมาร์ค, ยีสต์ตะกอน, ของเสียจากการผลิตคอนญักแอลกอฮอล์จากวัสดุไวน์);
• โพแทสเซียมไฮโดรเจนทาร์เตรต (เกิดขึ้นในไวน์อ่อนเมื่อถูกทำให้เย็นลงเช่นเดียวกับเมื่อทำให้น้ำองุ่นเข้มข้น)

การสะสมของกรดทาร์ทาริกในองุ่นขึ้นอยู่กับพันธุ์องุ่นและสภาพภูมิอากาศที่ปลูก (จะมีกรดทาร์ทาริกน้อยกว่าในปีที่อากาศหนาวเย็น)

มะนาวทาร์ทาริกถูกทำให้บริสุทธิ์จากสิ่งสกปรกในขั้นแรกโดยการล้างด้วยน้ำ การกรอง และการหมุนเหวี่ยง โพแทสเซียม ไฮโดรธอเรตบดในเครื่องบดลูกกลมหรือเครื่องบดให้มีขนาดอนุภาค 0.1-0.3 มม. จากนั้นนำไปแปรรูปเป็นมะนาวในปฏิกิริยาตกตะกอนแบบแลกเปลี่ยนกับแคลเซียมคลอไรด์และแคลเซียมคาร์บอเนต

กรดทาร์ทาริกผลิตในเครื่องปฏิกรณ์ ขั้นแรก หลังจากล้างกากตะกอนยิปซั่มแล้วเทน้ำลงไป จากนั้นใส่ครีมออฟทาร์ทาร์ในอัตรา 80-90 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร มวลนี้ถูกทำให้ร้อนถึง 70-80 °C เติมแคลเซียมคลอไรด์และนมมะนาวลงไป การสลายตัวของหินปูนจะใช้เวลา 3-3.5 ชั่วโมงหลังจากนั้นจึงกรองและล้างสารแขวนลอย

กรดถูกแยกได้จากทาร์เทรตของมะนาวโดยการสลายตัวของ H2SO4 ในเครื่องปฏิกรณ์เหล็กทนกรด มวลถูกทำให้ร้อนถึง 85-90 °C กรดส่วนเกินจะถูกทำให้เป็นกลางเมื่อสิ้นสุดกระบวนการโดยใช้ชอล์ก ความเป็นกรดของสารละลายไม่ควรเกิน 1.5 จากนั้นสารละลายกรดทาร์ทาริกจะถูกระเหยและตกผลึก ยิปซั่มละลายตกตะกอน

การใช้งาน

การใช้กรดทาร์ทาริกส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมอาหาร การใช้ช่วยเพิ่มความอยากอาหาร เพิ่มประสิทธิภาพการหลั่งของกระเพาะอาหารและตับอ่อน และปรับปรุงกระบวนการย่อยอาหาร ก่อนหน้านี้กรดทาร์ทาริกถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นกรด แต่ตอนนี้ถูกแทนที่ด้วยกรดซิตริก (รวมถึงในการผลิตไวน์เมื่อแปรรูปองุ่นที่สุกมาก)

Diacetyl tartrate ester ใช้เพื่อปรับปรุงคุณภาพของขนมปัง ด้วยการใช้งานทำให้ความพรุนและปริมาตรของเศษขนมปังตลอดจนอายุการเก็บรักษาเพิ่มขึ้น

พื้นที่หลักของการใช้กรดทาร์ทาริกเกิดจากคุณสมบัติทางเคมีกายภาพ:

• เครื่องปรับความเป็นกรดและตัวควบคุมความเป็นกรด
• สารต้านอนุมูลอิสระ;
• สารกันบูด;
• ตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับตัวทำละลายที่มีน้ำเข้า การสังเคราะห์สารอินทรีย์และเคมีวิเคราะห์

ในอุตสาหกรรมอาหาร สารนี้ถูกใช้เป็นสารเติมแต่ง E334 ในผลิตภัณฑ์อาหาร เช่น:

• ขนม คุกกี้;
• ผักและผลไม้กระป๋อง
• เยลลี่และแยม
• เครื่องดื่มแอลกอฮอล์ต่ำน้ำมะนาว

กรดเมตาทาร์ทาริกถูกใช้เป็นสารเพิ่มความคงตัวและสารเติมแต่งเพื่อป้องกันความขุ่นในไวน์ แชมเปญ และการปรากฏตัวของทาร์ทาร์

การผลิตไวน์และการกลั่นเบียร์

ต้องเติมกรดทาร์ทาริกหากระดับต่ำกว่า 0.65% สำหรับไวน์แดงและ 0.7-0.8% สำหรับไวน์ขาว มีการปรับเปลี่ยนก่อนที่จะเริ่มการหมัก ขั้นแรกให้ทำบนต้นแบบ จากนั้นจึงเติมสารลงในสาโทในส่วนเล็กๆ หากมีกรดทาร์ทาริกมากเกินไป จะทำการรักษาเสถียรภาพความเย็น มิฉะนั้นคริสตัลจะตกตะกอนในขวดไวน์เชิงพาณิชย์

ในการผลิตเบียร์ กรดถูกใช้เพื่อล้างยีสต์ที่เพาะเลี้ยงจากยีสต์ป่า การปนเปื้อนในเบียร์เป็นสาเหตุของความขุ่นและข้อบกพร่อง การเติมกรดทาร์ทาริกเพียงเล็กน้อย (0.5-1.0%) จะทำให้จุลินทรีย์เหล่านี้เป็นกลาง

ถนนเคียฟยาน, 16 0016 อาร์เมเนีย เยเรวาน +374 11 233 255

เพื่อทำความคุ้นเคยกับแอลกอฮอล์ให้สมบูรณ์ฉันจะให้สูตรของสารที่รู้จักกันดีอีกชนิดหนึ่งนั่นคือคอเลสเตอรอล ไม่ใช่ทุกคนที่รู้ว่ามันเป็นแอลกอฮอล์โมโนไฮดริก!

|`/`\\`|<`|w>`\`/|<`/w$color(red)HO$color()>\/`|0/`|/\<`|w>|_q_q_q<-dH>:a_q|0<|dH>`/<`|wH>`\|dH;<_(A-120,d+)>-/-/<->`\

#a_(A-72)

ฉันทำเครื่องหมายหมู่ไฮดรอกซิลในนั้นด้วยสีแดง

กรดคาร์บอกซิลิก
ผู้ผลิตไวน์ทุกคนรู้ดีว่าควรจัดเก็บไวน์โดยไม่ต้องเข้าถึงอากาศ ไม่อย่างนั้นมันจะเปรี้ยว แต่นักเคมีรู้เหตุผล - ถ้าคุณเติมออกซิเจนอีกอะตอมหนึ่งลงในแอลกอฮอล์ คุณก็จะได้กรด

ลองดูสูตรกรดที่ได้จากแอลกอฮอล์ที่เราคุ้นเคยอยู่แล้ว:			สาร	สูตรโครงกระดูก
สูตรรวม กรดมีเทน	(กรดฟอร์มิก)	HCOOH	H/C`|O|\OH
โอ//\โอ้ กรดเอทาโนอิก	(กรดอะซิติก)เอช-ซี-ซี	\โอ้; ช|#ค|ช	CH3-COOH
/`|O|\OH กรดโพรพานิก	(กรดเมทิลอะซิติก)H-C-C-C	\โอ้; ส|#2|ส; ฮ|#3|ฮ	CH3-CH2-COOH
\/`|O|\OH กรดบิวทาโนอิก	(กรดบิวทีริก)H-C-C-C-C	\โอ้; ส|#2|ส; ส|#3|ส; ช|#4|ช	CH3-CH2-CH2-COOH
/\/`|O|\OH	สูตรทั่วไป(ร)-ซี	\โอ้	(R)-COOH หรือ (R)-CO2H

(R)/`|O|\OH

คุณสมบัติที่โดดเด่นของกรดอินทรีย์คือการมีกลุ่มคาร์บอกซิล (COOH) ซึ่งทำให้สารดังกล่าวมีคุณสมบัติเป็นกรด

ใครเคยชิมน้ำส้มสายชูจะรู้ว่าเปรี้ยวมาก เหตุผลก็คือมีกรดอะซิติกอยู่ในนั้น โดยทั่วไปน้ำส้มสายชูบนโต๊ะจะมีกรดอะซิติกอยู่ระหว่าง 3 ถึง 15% โดยที่เหลือ (ส่วนใหญ่เป็น) น้ำ การบริโภคกรดอะซิติกในรูปแบบที่ไม่เจือจางอาจเป็นอันตรายต่อชีวิต กรดคาร์บอกซิลิกสามารถมีกลุ่มคาร์บอกซิลได้หลายกลุ่ม ในกรณีนี้เรียกว่า:, พื้นฐานชนเผ่า

ฯลฯ...

ผลิตภัณฑ์อาหารประกอบด้วยกรดอินทรีย์อื่นๆ อีกมากมาย นี่เป็นเพียงบางส่วนเท่านั้น: ชื่อของกรดเหล่านี้สอดคล้องกับชื่อเหล่านั้นที่พวกเขามีอยู่ โปรดทราบว่าที่นี่มีกรดที่มีกลุ่มไฮดรอกซิลซึ่งเป็นลักษณะของแอลกอฮอล์ด้วย สารดังกล่าวมีชื่อเรียกว่า กรดไฮดรอกซีคาร์บอกซิลิก(หรือกรดไฮดรอกซี)
ด้านล่างของกรดแต่ละชนิดจะมีป้ายระบุชื่อกลุ่มของสารอินทรีย์ที่เป็นกรดนั้น

พวกหัวรุนแรง

อนุมูลเป็นอีกแนวคิดหนึ่งที่มีอิทธิพลต่อสูตรทางเคมี ทุกคนอาจรู้จักคำนี้ แต่ในทางเคมี พวกหัวรุนแรงไม่มีอะไรที่เหมือนกันกับนักการเมือง กลุ่มกบฏ และพลเมืองคนอื่นๆ ที่มีบทบาทแข็งขัน
นี่เป็นเพียงเศษเสี้ยวของโมเลกุล และตอนนี้เราจะหาคำตอบว่าอะไรทำให้พวกเขาพิเศษและทำความคุ้นเคยกับวิธีใหม่ในการเขียนสูตรเคมี

มีการกล่าวถึงสูตรทั่วไปหลายครั้งในข้อความ: แอลกอฮอล์ - (R)-OH และกรดคาร์บอกซิลิก - (R)-COOH ฉันขอเตือนคุณว่า -OH และ -COOH เป็นกลุ่มฟังก์ชัน แต่ R เป็นราก ไม่ใช่เพื่ออะไรที่เขาจะแสดงเป็นตัวอักษรอาร์

กล่าวให้เจาะจงมากขึ้น อนุมูลโมโนวาเลนต์เป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุลที่ไม่มีอะตอมไฮโดรเจนหนึ่งอะตอม ถ้าคุณลบอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอม คุณจะได้อนุมูลไดวาเลนต์

อนุมูลในวิชาเคมีได้รับชื่อของตัวเอง บางคนถึงกับถูกกำหนดภาษาละตินคล้ายกับการกำหนดองค์ประกอบต่างๆ นอกจากนี้บางครั้งในสูตรสามารถระบุอนุมูลในรูปแบบย่อซึ่งชวนให้นึกถึงสูตรรวมมากกว่า
ทั้งหมดนี้แสดงไว้ในตารางต่อไปนี้

ชื่อ	สูตรโครงสร้าง	การกำหนด	สูตรย่อ	ตัวอย่างแอลกอฮอล์
เมทิล	CH3-()	ฉัน	ช3	(ฉัน)-โอ้	CH3OH
เอทิล	CH3-CH2-()	เอต	C2H5	(เอต)-โอ้	C2H5OH
ฉันตัดผ่าน	CH3-CH2-CH2-()	ปร	C3H7	(ราคา)-โอ้	C3H7OH
ไอโซโพรพิล	H3C\CH(*`/H3C*)-()	ไอ-ปร	C3H7	(i-Pr)-โอ้	(CH3)2CHOH
ฟีนิล	`/`=`\//-\\-{}	ปริญญาเอก	C6H5	(พ.ศ.)-โอ้	C6H5OH

ฉันคิดว่าทุกอย่างชัดเจนที่นี่ ฉันแค่อยากจะดึงความสนใจของคุณไปที่คอลัมน์ที่ให้ตัวอย่างแอลกอฮอล์ ค่ารากบางตัวเขียนอยู่ในรูปแบบที่คล้ายกับสูตรรวม แต่กลุ่มฟังก์ชันจะเขียนแยกกัน ตัวอย่างเช่น CH3-CH2-OH เปลี่ยนเป็น C2H5OH
และสำหรับโซ่ที่มีกิ่งก้านเช่นไอโซโพรพิล จะใช้โครงสร้างที่มีวงเล็บ

ก็ยังมีปรากฏการณ์เช่น อนุมูลอิสระ- สิ่งเหล่านี้คืออนุมูลที่แยกออกจากกลุ่มฟังก์ชันด้วยเหตุผลบางประการ ในกรณีนี้ มีการละเมิดกฎข้อหนึ่งที่เราเริ่มศึกษาสูตร: จำนวนพันธะเคมีไม่สอดคล้องกับความจุของอะตอมตัวใดตัวหนึ่งอีกต่อไป หรือเราสามารถพูดได้ว่าการเชื่อมต่ออันใดอันหนึ่งเปิดที่ปลายด้านหนึ่ง อนุมูลอิสระมักมีชีวิตอยู่ได้ในช่วงเวลาสั้นๆ เนื่องจากโมเลกุลมีแนวโน้มที่จะกลับสู่สภาวะคงที่

ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับไนโตรเจน เอมีน

ฉันเสนอให้ทำความคุ้นเคยกับองค์ประกอบอื่นที่เป็นส่วนหนึ่งของหลาย ๆ สารประกอบอินทรีย์- นี้ ไนโตรเจน.
แสดงด้วยอักษรละติน เอ็นและมีความจุเท่ากับสาม

มาดูกันว่าจะได้รับสารอะไรบ้างหากเติมไนโตรเจนลงในไฮโดรคาร์บอนที่คุ้นเคย:

ลองดูสูตรกรดที่ได้จากแอลกอฮอล์ที่เราคุ้นเคยอยู่แล้ว:	สูตรโครงสร้างขยาย	สูตรโครงสร้างอย่างง่าย	สาร	สูตรโครงกระดูก
อะมิโนมีเทน (เมทิลลามีน)	H-C-N\H;H|#C|H	CH3-NH2	\NH2
อะมิโนอีเทน (เอทิลลามีน)	H-C-C-N\H;H|#C|H;H|#3|H	CH3-CH2-NH2	/\NH2
ไดเมทิลลามีน	H-C-N<`|H>-C-H; ช|#-3|ช; ฮ|#2|ฮ	$ลิตร(1.3)H/N<_(A80,w+)CH3>\dCH3	/น<_(y-.5)H>\
อะมิโนเบนซีน (สวรรค์)	ฮ\N|ค\\ค|ค<\H>`//ค<|H>`\ค<`/H>`||ค<`\H>/	NH2|C\\CH|CH`//C<_(y.5)H>`\เอชซี`||เอชซี/	NH2|\|`/`\`|/_o
ไตรเอทิลเอมีน	$ความชัน(45)H-C-C/N\C-C-H;H|#2|H; ส|#3|ส; H|#5|H;H|#6|H; #น`|ซี<`-H><-H>`|ซี<`-H><-H>`|ฮ	CH3-CH2-N<`|CH2-CH3>-CH2-CH3	\/น<`|/>\|

ตามที่คุณอาจเดาได้จากชื่อแล้วสารเหล่านี้ทั้งหมดจะรวมกันเป็นหนึ่งเดียวภายใต้ชื่อทั่วไป เอมีน- หมู่ฟังก์ชัน ()-NH2 เรียกว่า กลุ่มอะมิโน- ต่อไปนี้เป็นสูตรทั่วไปของเอมีน:

โดยทั่วไปแล้วไม่มีนวัตกรรมพิเศษที่นี่ หากสูตรเหล่านี้ชัดเจนสำหรับคุณ คุณก็สามารถศึกษาเคมีอินทรีย์เพิ่มเติมได้อย่างปลอดภัยโดยใช้ตำราเรียนหรืออินเทอร์เน็ต
แต่ฉันอยากจะพูดถึงสูตรด้วย เคมีอนินทรีย์- คุณจะเห็นว่าง่ายต่อการเข้าใจหลังจากศึกษาโครงสร้างของโมเลกุลอินทรีย์แล้ว

สูตรตรรกยะ

ไม่ควรสรุปว่าเคมีอนินทรีย์ง่ายกว่าเคมีอินทรีย์ แน่นอน, โมเลกุลอนินทรีย์มักจะดูง่ายกว่ามากเพราะไม่มีแนวโน้มที่จะก่อตัวเช่นนี้ โครงสร้างที่ซับซ้อนเช่นไฮโดรคาร์บอน แต่แล้วเราก็ต้องศึกษาองค์ประกอบมากกว่าร้อยองค์ประกอบที่ประกอบเป็นตารางธาตุ และองค์ประกอบเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะรวมกันตามคุณสมบัติทางเคมี แต่มีข้อยกเว้นหลายประการ

ดังนั้นฉันจะไม่บอกคุณเรื่องนี้เลย หัวข้อบทความของฉันคือสูตรเคมี และทุกอย่างก็ค่อนข้างง่ายสำหรับพวกเขา
ส่วนใหญ่มักใช้ในเคมีอนินทรีย์ สูตรตรรกยะ- และตอนนี้เราจะมาดูกันว่าพวกมันแตกต่างจากที่เราคุ้นเคยอยู่แล้วอย่างไร

ก่อนอื่นมาทำความรู้จักกับองค์ประกอบอื่นนั่นคือแคลเซียม นี่เป็นองค์ประกอบที่พบบ่อยมาก
มันถูกกำหนดไว้ แคลิฟอร์เนียและมีค่าความจุเป็นสองเท่า เรามาดูกันว่าสารประกอบใดก่อตัวขึ้นกับคาร์บอน ออกซิเจน และไฮโดรเจนที่เรารู้จัก

ลองดูสูตรกรดที่ได้จากแอลกอฮอล์ที่เราคุ้นเคยอยู่แล้ว:	สูตรโครงสร้าง	สูตรตรรกยะ	สูตรโครงกระดูก
แคลเซียมออกไซด์	แคลเซียม=โอ	แคลเซียมโอ
แคลเซียมไฮดรอกไซด์	H-O-Ca-O-H	แคลเซียม(OH)2
แคลเซียมคาร์บอเนต	$ความชัน(45)Ca`/O\C|O`|/O`\#1	CaCO3
แคลเซียมไบคาร์บอเนต	HO/`|O|\O/Ca\O/`|O|\OH	Ca(HCO3)2
กรดคาร์บอนิก	H|O\C|O`|/O`|H	H2CO3

เมื่อมองแวบแรก คุณจะเห็นว่าสูตรตรรกยะเป็นสิ่งที่อยู่ระหว่างสูตรเชิงโครงสร้างและสูตรรวม แต่ยังไม่ชัดเจนว่าได้มาอย่างไร เพื่อให้เข้าใจถึงความหมายของสูตรเหล่านี้ คุณต้องพิจารณาปฏิกิริยาทางเคมีที่สารมีส่วนร่วมด้วย

แคลเซียมในรูปแบบบริสุทธิ์จะเป็นโลหะสีขาวอ่อน มันไม่ได้เกิดขึ้นในธรรมชาติ แต่หาซื้อได้ตามร้านขายเคมีภัณฑ์ค่อนข้างจะเป็นไปได้ โดยปกติแล้วจะเก็บไว้ในขวดโหลพิเศษที่ไม่มีอากาศเข้าถึง เพราะในอากาศจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจน จริงๆ แล้ว เหตุนี้จึงไม่เกิดในธรรมชาติ
ดังนั้นปฏิกิริยาของแคลเซียมกับออกซิเจน:

2Ca + O2 -> 2CaO

เลข 2 หน้าสูตรของสารหมายความว่ามี 2 โมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยา
แคลเซียมและออกซิเจนผลิตแคลเซียมออกไซด์ สารนี้ไม่เกิดขึ้นในธรรมชาติเนื่องจากทำปฏิกิริยากับน้ำ:

CaO + H2O -> Ca(OH2)

ผลที่ได้คือแคลเซียมไฮดรอกไซด์ หากคุณดูสูตรโครงสร้างของมันอย่างใกล้ชิด (ในตารางก่อนหน้า) คุณจะเห็นว่ามันถูกสร้างขึ้นโดยอะตอมแคลเซียมหนึ่งอะตอมและกลุ่มไฮดรอกซิลสองกลุ่มซึ่งเราคุ้นเคยอยู่แล้ว
นี่คือกฎเคมี: หากมีหมู่ไฮดรอกซิลเกาะอยู่ สารอินทรีย์ปรากฎว่าเป็นแอลกอฮอล์ และหากทาบนโลหะ ก็จะกลายเป็นไฮดรอกไซด์

แต่แคลเซียมไฮดรอกไซด์ไม่ได้เกิดขึ้นในธรรมชาติเนื่องจากมีคาร์บอนไดออกไซด์อยู่ในอากาศ ฉันคิดว่าทุกคนเคยได้ยินเกี่ยวกับก๊าซนี้ มันเกิดขึ้นระหว่างการหายใจของมนุษย์และสัตว์ การเผาไหม้ของถ่านหินและผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม ระหว่างการเกิดเพลิงไหม้และภูเขาไฟระเบิด ดังนั้นจึงปรากฏอยู่ในอากาศเสมอ แต่ยังละลายได้ค่อนข้างดีในน้ำทำให้เกิดกรดคาร์บอนิก:

คาร์บอนไดออกไซด์ + H2O<=>H2CO3

เข้าสู่ระบบ<=>บ่งชี้ว่าปฏิกิริยาสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งสองทิศทางภายใต้สภาวะเดียวกัน

ดังนั้นแคลเซียมไฮดรอกไซด์ที่ละลายในน้ำจะทำปฏิกิริยากับกรดคาร์บอนิกและกลายเป็นแคลเซียมคาร์บอเนตที่ละลายน้ำได้เล็กน้อย:

Ca(OH)2 + H2CO3 -> CaCO3"|v" + 2H2O

ลูกศรลงหมายความว่าสารจะตกตะกอนจากปฏิกิริยา
เมื่อสัมผัสแคลเซียมคาร์บอเนตเพิ่มเติมด้วย คาร์บอนไดออกไซด์เมื่อมีน้ำจะเกิดปฏิกิริยาการก่อตัวแบบย้อนกลับได้ เกลือเปรี้ยว- แคลเซียมไบคาร์บอเนตซึ่งละลายน้ำได้สูง

CaCO3 + CO2 + H2O<=>Ca(HCO3)2

กระบวนการนี้ส่งผลต่อความกระด้างของน้ำ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ไบคาร์บอเนตจะเปลี่ยนกลับเป็นคาร์บอเนต ดังนั้นในภูมิภาคที่มีน้ำกระด้าง ให้ตะกรันในกาต้มน้ำ

ชอล์ก หินปูน หินอ่อน ปอย และแร่ธาตุอื่นๆ ส่วนใหญ่ประกอบด้วยแคลเซียมคาร์บอเนต นอกจากนี้ยังพบในปะการัง เปลือกหอย กระดูกสัตว์ ฯลฯ...
แต่หากให้ความร้อนแคลเซียมคาร์บอเนตด้วยความร้อนสูงมาก ก็จะกลายเป็นแคลเซียมออกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์

เรื่องสั้นเกี่ยวกับวัฏจักรแคลเซียมในธรรมชาตินี้น่าจะอธิบายได้ว่าทำไมจึงต้องมีสูตรที่มีเหตุผล ดังนั้นจึงมีการเขียนสูตรตรรกยะเพื่อให้มองเห็นกลุ่มฟังก์ชันได้ ในกรณีของเราคือ:

นอกจาก, แต่ละองค์ประกอบ- Ca, H, O (ในออกไซด์) ก็เป็นกลุ่มอิสระเช่นกัน

ไอออน

ฉันคิดว่าถึงเวลาทำความคุ้นเคยกับไอออนแล้ว คำนี้คงคุ้นเคยกับทุกคน และหลังจากศึกษากลุ่มฟังก์ชันแล้ว ก็ไม่เสียค่าใช้จ่ายใดๆ เลยที่จะรู้ว่าไอออนเหล่านี้คืออะไร

โดยทั่วไป ธรรมชาติของพันธะเคมีมักคือการที่องค์ประกอบบางชนิดให้อิเล็กตรอนในขณะที่ธาตุอื่นๆ ได้รับอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคที่มีประจุลบ องค์ประกอบที่มีอิเล็กตรอนเต็มจะมีประจุเป็นศูนย์ ถ้าเขาให้อิเล็กตรอนออกไป ประจุของมันก็จะกลายเป็นบวก และถ้าเขายอมรับมัน มันก็จะกลายเป็นลบ ตัวอย่างเช่น ไฮโดรเจนมีอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียว ซึ่งยอมจำนนได้ง่ายจนกลายเป็นไอออนบวก มีรายการพิเศษสำหรับสิ่งนี้ในสูตรทางเคมี:

น้ำ<=>เอช^+ + โอ้^-

ที่นี่เราเห็นว่าเป็นผล การแยกตัวด้วยไฟฟ้าน้ำแตกตัวออกเป็นไฮโดรเจนไอออนที่มีประจุบวกและหมู่ OH ที่มีประจุลบ ไอออน OH^- เรียกว่า ไฮดรอกไซด์ไอออน- ไม่ควรสับสนกับหมู่ไฮดรอกซิลซึ่งไม่ใช่ไอออน แต่เป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุลบางชนิด เครื่องหมาย + หรือ - ที่มุมขวาบนแสดงประจุของไอออน
แต่กรดคาร์บอนิกไม่เคยมีอยู่เป็นสารอิสระ ในความเป็นจริง มันเป็นส่วนผสมของไอออนไฮโดรเจนและไอออนคาร์บอเนต (หรือไอออนไบคาร์บอเนต):

H2CO3 = H^+ + HCO3^-<=>2H^+ + CO3^2-

คาร์บอเนตไอออนมีประจุ 2- ซึ่งหมายความว่ามีการเพิ่มอิเล็กตรอนสองตัวเข้าไป

เรียกว่าไอออนที่มีประจุลบ แอนไอออน- โดยทั่วไปสิ่งเหล่านี้จะรวมถึงสารตกค้างที่เป็นกรดด้วย
ไอออนที่มีประจุบวก - ไพเพอร์- ส่วนใหญ่มักเป็นไฮโดรเจนและโลหะ

และที่นี่คุณคงเข้าใจความหมายของสูตรตรรกยะได้อย่างถ่องแท้ ไอออนบวกจะถูกเขียนลงไปก่อน ตามด้วยไอออนลบ แม้ว่าสูตรจะไม่มีค่าใช้จ่ายใดๆก็ตาม

คุณคงเดาได้แล้วว่าไอออนสามารถอธิบายได้ไม่เพียงแค่สูตรตรรกยะเท่านั้น นี่คือสูตรโครงร่างของไอออนไบคาร์บอเนต:

ในที่นี้ประจุจะแสดงติดกับอะตอมออกซิเจนโดยตรง ซึ่งได้รับอิเล็กตรอนเพิ่มมาหนึ่งตัวและสูญเสียเส้นไปหนึ่งเส้น พูดง่ายๆ ก็คือ อิเล็กตรอนส่วนเกินแต่ละตัวจะลดจำนวนพันธะเคมีที่แสดงในสูตรโครงสร้าง ในทางกลับกัน หากโหนดบางโหนดของสูตรโครงสร้างมีเครื่องหมาย + ก็แสดงว่ามีแท่งเพิ่มเติม และเช่นเคย ข้อเท็จจริงข้อนี้ต้องแสดงให้เห็นด้วยตัวอย่าง แต่ในบรรดาสารที่เราคุ้นเคยนั้นไม่มีไอออนบวกเพียงตัวเดียวที่ประกอบด้วยอะตอมหลายอะตอม
และสารดังกล่าวก็คือแอมโมเนีย ของเขา สารละลายที่เป็นน้ำมักเรียกว่า แอมโมเนียและรวมอยู่ในชุดปฐมพยาบาล แอมโมเนียเป็นสารประกอบของไฮโดรเจนและไนโตรเจน และมีสูตรตรรกยะ NH3 ลองพิจารณาดู ปฏิกิริยาเคมีซึ่งเกิดขึ้นเมื่อแอมโมเนียละลายในน้ำ:

NH3 + H2O<=>NH4^+ + โอ้^-

สิ่งเดียวกัน แต่ใช้สูตรโครงสร้าง:

เอช|เอ็น<`/H>\H + H-O-H<=>ฮ|น^+<_(A75,w+)H><_(A15,d+)H>`/H + O`^-# -H

ทางด้านขวาเราเห็นไอออนสองตัว พวกมันถูกสร้างขึ้นจากผลของอะตอมไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมที่เคลื่อนที่จากโมเลกุลของน้ำไปเป็นโมเลกุลแอมโมเนีย แต่อะตอมนี้เคลื่อนที่โดยไม่มีอิเล็กตรอน เราคุ้นเคยกับประจุลบอยู่แล้ว - มันคือไฮดรอกไซด์ไอออน และเรียกไอออนบวกว่า แอมโมเนียม- มีคุณสมบัติคล้ายโลหะ ตัวอย่างเช่น อาจรวมกับสารตกค้างที่เป็นกรด สารที่เกิดขึ้นจากการรวมแอมโมเนียมกับไอออนคาร์บอเนตเรียกว่าแอมโมเนียมคาร์บอเนต: (NH4)2CO3
นี่คือสมการปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาระหว่างแอมโมเนียมกับไอออนคาร์บอเนตซึ่งเขียนในรูปของสูตรโครงสร้าง:

2H|น^+<`/H><_(A75,w+)H>_(A15,d+)H + O^-\C|O`|/O^-<=>ฮ|น^+<`/H><_(A75,w+)H>_(A15,d+)H`|0O^-\C|O`|/O^-|0H_(A-15,d-)N^+<_(A105,w+)H><\H>`|ฮ

แต่ในรูปแบบนี้ สมการปฏิกิริยามีไว้เพื่อวัตถุประสงค์ในการสาธิต โดยทั่วไปสมการจะใช้สูตรตรรกยะ:

2NH4^+ + CO3^2-<=>(NH4)2CO3

ระบบฮิลล์

ดังนั้นเราจึงสรุปได้ว่าเราได้ศึกษาสูตรโครงสร้างและเหตุผลแล้ว แต่มีอีกประเด็นหนึ่งที่น่าพิจารณาโดยละเอียดเพิ่มเติม สูตรรวมแตกต่างจากสูตรตรรกยะอย่างไร
เรารู้ว่าเหตุใดจึงเขียนสูตรตรรกยะของกรดคาร์บอนิก H2CO3 ไม่ใช่วิธีอื่น (ไฮโดรเจนไอออนบวกทั้งสองเกิดขึ้นก่อน ตามด้วยคาร์บอเนตแอนไอออน) แต่เหตุใดสูตรรวมจึงเขียนว่า CH2O3

โดยหลักการแล้ว สูตรตรรกยะของกรดคาร์บอนิกอาจถือเป็นสูตรที่แท้จริงได้ เนื่องจากไม่มีองค์ประกอบที่ซ้ำกัน ต่างจาก NH4OH หรือ Ca(OH)2
แต่กฎเพิ่มเติมมักใช้กับสูตรรวมซึ่งกำหนดลำดับขององค์ประกอบ กฎนั้นค่อนข้างง่าย: คาร์บอนจะถูกวางไว้ก่อน จากนั้นไฮโดรเจน และองค์ประกอบที่เหลือตามลำดับตัวอักษร
CH2O3 ออกมา - คาร์บอน, ไฮโดรเจน, ออกซิเจน สิ่งนี้เรียกว่าระบบฮิลล์ มันถูกใช้ในหนังสืออ้างอิงทางเคมีเกือบทั้งหมด และในบทความนี้ด้วย

เล็กน้อยเกี่ยวกับระบบ easyChem

แทนที่จะสรุป ฉันอยากจะพูดถึงระบบ easyChem ได้รับการออกแบบเพื่อให้สามารถแทรกสูตรทั้งหมดที่เรากล่าวถึงในที่นี้ลงในข้อความได้อย่างง่ายดาย จริงๆ แล้ว สูตรทั้งหมดในบทความนี้วาดโดยใช้ easyChem

เหตุใดเราจึงต้องมีระบบบางอย่างในการหาสูตรด้วย? ประเด็นก็คือวิธีมาตรฐานในการแสดงข้อมูลในอินเทอร์เน็ตเบราว์เซอร์คือภาษามาร์กอัปไฮเปอร์เท็กซ์ (HTML) มุ่งเน้นไปที่การประมวลผลข้อมูลข้อความ

สูตรตรรกยะและสูตรรวมสามารถแสดงได้โดยใช้ข้อความ แม้จะเรียบง่ายบางอย่างก็ตาม สูตรโครงสร้างสามารถเขียนเป็นข้อความได้ เช่น แอลกอฮอล์ CH3-CH2-OH แม้ว่าคุณจะต้องใช้รายการต่อไปนี้ใน HTML: CH ₃-ช ₂-โอ้.
แน่นอนว่าสิ่งนี้สร้างปัญหาบางอย่าง แต่คุณสามารถอยู่กับมันได้ แต่จะพรรณนาสูตรโครงสร้างได้อย่างไร? โดยหลักการแล้ว คุณสามารถใช้แบบอักษร monospace ได้:

เอช เอช | - H-C-C-O-H | - H H แน่นอนว่ามันดูไม่สวยงามนัก แต่ก็สามารถทำได้เช่นกัน

ปัญหาที่แท้จริงเกิดขึ้นเมื่อพยายามวาดวงแหวนเบนซินและเมื่อใช้สูตรโครงร่าง ไม่มีทางอื่นนอกจากการเชื่อมต่อภาพแรสเตอร์ แรสเตอร์จะถูกจัดเก็บไว้ในไฟล์แยกกัน เบราว์เซอร์สามารถรวมรูปภาพในรูปแบบ gif, png หรือ jpeg
ในการสร้างไฟล์ดังกล่าว จำเป็นต้องมีโปรแกรมแก้ไขกราฟิก ตัวอย่างเช่น โฟโต้ชอป แต่ฉันคุ้นเคยกับ Photoshop มามากกว่า 10 ปีแล้ว และฉันสามารถพูดได้อย่างแน่นอนว่ามันไม่เหมาะมากสำหรับการแสดงสูตรทางเคมี
บรรณาธิการระดับโมเลกุลสามารถรับมือกับงานนี้ได้ดีขึ้นมาก แต่ด้วยสูตรจำนวนมากซึ่งแต่ละสูตรถูกเก็บไว้ในไฟล์แยกกันจึงค่อนข้างง่ายที่จะสับสน
เช่น จำนวนสูตรในบทความนี้คือ จะแสดงในรูปแบบของภาพกราฟิก (ส่วนที่เหลือใช้เครื่องมือ HTML)

ระบบ easyChem ช่วยให้คุณสามารถจัดเก็บสูตรทั้งหมดได้โดยตรงในเอกสาร HTML ในรูปแบบข้อความ ในความคิดของฉันมันสะดวกมาก
นอกจากนี้ สูตรรวมในบทความนี้ยังได้รับการคำนวณโดยอัตโนมัติอีกด้วย เนื่องจาก easyChem ทำงานในสองขั้นตอน ขั้นแรกคำอธิบายข้อความจะถูกแปลงเป็นโครงสร้างข้อมูล (กราฟ) จากนั้นจึงสามารถดำเนินการต่างๆ บนโครงสร้างนี้ได้ ฟังก์ชันต่อไปนี้สามารถสังเกตได้: การคำนวณน้ำหนักโมเลกุล การแปลงเป็นสูตรรวม การตรวจสอบความเป็นไปได้ของเอาต์พุตเป็นข้อความ กราฟิก และการแสดงข้อความ

ดังนั้น เพื่อเตรียมบทความนี้ ผมจึงใช้เพียงโปรแกรมแก้ไขข้อความเท่านั้น นอกจากนี้ ฉันไม่จำเป็นต้องคิดว่าสูตรใดจะเป็นกราฟิกและข้อความใด

ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างบางส่วนที่เปิดเผยความลับในการเตรียมข้อความของบทความ: คำอธิบายจากคอลัมน์ด้านซ้ายจะเปลี่ยนเป็นสูตรในคอลัมน์ที่สองโดยอัตโนมัติ
ในบรรทัดแรก คำอธิบายของสูตรตรรกยะจะคล้ายกับผลลัพธ์ที่แสดงมาก ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือค่าสัมประสิทธิ์ตัวเลขจะแสดงเป็นเส้นตรง
ในบรรทัดที่ 2 ให้ระบุสูตรขยายไว้ รูปแบบของสามแยกโซ่คั่นด้วยสัญลักษณ์ ฉันคิดว่ามันง่ายที่จะเห็นว่าคำอธิบายที่เป็นข้อความนั้นชวนให้นึกถึงการกระทำที่จำเป็นในการแสดงสูตรด้วยดินสอบนกระดาษในหลาย ๆ ด้าน
บรรทัดที่สามสาธิตการใช้เส้นเอียงโดยใช้สัญลักษณ์ \ และ / เครื่องหมาย ` (backtick) หมายถึงเส้นที่ลากจากขวาไปซ้าย (หรือล่างขึ้นบน)

มีเอกสารรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการใช้ระบบ easyChem ที่นี่

ฉันขอจบบทความนี้และขอให้คุณโชคดีในการเรียนวิชาเคมี

พจนานุกรมอธิบายโดยย่อของคำศัพท์ที่ใช้ในบทความ

ไฮโดรคาร์บอน สารที่ประกอบด้วยคาร์บอนและไฮโดรเจน พวกมันต่างกันในโครงสร้างของโมเลกุล สูตรโครงสร้างเป็นภาพแผนผังของโมเลกุลซึ่งมีการกำหนดอะตอมไว้ในตัวอักษรละติน , ก- ขีดกลาง สูตรโครงสร้างได้รับการขยาย ลดความซับซ้อน และเป็นโครงร่างสูตรโครงสร้างแบบขยายคือสูตรโครงสร้างโดยที่แต่ละอะตอมจะแสดงเป็นโหนดแยกกัน สูตรโครงสร้างแบบง่ายคือสูตรที่มีการเขียนอะตอมไฮโดรเจนถัดจากองค์ประกอบที่เกี่ยวข้องกัน และถ้ามีไฮโดรเจนมากกว่าหนึ่งตัวติดอยู่ที่อะตอมหนึ่ง ปริมาณก็จะเขียนเป็นตัวเลขนอกจากนี้เรายังสามารถพูดได้ว่ากลุ่มทำหน้าที่เป็นโหนดในสูตรแบบง่าย

สูตรโครงร่างเป็นสูตรโครงสร้างที่อะตอมของคาร์บอนแสดงเป็นโหนดว่างจำนวนอะตอมไฮโดรเจนที่เกิดพันธะกับอะตอมของคาร์บอนแต่ละอะตอมมีค่าเท่ากับ 4 ลบด้วยจำนวนพันธะที่มาบรรจบกันที่บริเวณนั้น

สำหรับปมที่ไม่ได้เกิดจากคาร์บอน ให้ใช้กฎของสูตรแบบง่าย

สูตรรวม (หรือที่เรียกว่าสูตรจริง) - รายการทั้งหมด

องค์ประกอบทางเคมี ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุลระบุจำนวนอะตอมในรูปของตัวเลข (ถ้ามี 1 อะตอมก็ไม่มีหน่วยเขียน) ระบบฮิลเป็นกฎที่กำหนดลำดับของอะตอมในสูตรรวม: คาร์บอนจะถูกวางไว้ก่อน ตามด้วยไฮโดรเจน และองค์ประกอบที่เหลือตามลำดับตัวอักษร.

นี่เป็นระบบที่ใช้บ่อยมาก และสูตรรวมทั้งหมดในบทความนี้เขียนตามระบบฮิลล์ กลุ่มฟังก์ชัน การรวมกันของอะตอมที่เสถียรซึ่งถูกสงวนไว้ระหว่างปฏิกิริยาเคมีหมู่ฟังก์ชันมักมีชื่อเป็นของตัวเอง ส่งผลต่อคุณสมบัติทางเคมี และ ชื่อทางวิทยาศาสตร์.

สาร

กรด

- เหล่านี้เป็นสารที่ซับซ้อนซึ่งมีโมเลกุลประกอบด้วยอะตอมไฮโดรเจนที่สามารถเปลี่ยนได้และสารตกค้างที่เป็นกรด กากกรดมีประจุลบกรดปราศจากออกซิเจน: HCl, HBr, H 2 S เป็นต้น

องค์ประกอบที่เมื่อรวมกับอะตอมของไฮโดรเจนและออกซิเจนจะก่อให้เกิดโมเลกุลของกรดที่มีออกซิเจนเรียกว่า การขึ้นรูปกรดตามจำนวนอะตอมของไฮโดรเจนในโมเลกุล กรดจะถูกแบ่งออกเป็น

โมโนเบสิก และกรด (เนื่องจากอะตอมไนโตรเจนมีสถานะออกซิเดชันสูงสุดที่ +5)

หากสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบต่ำกว่าค่าสูงสุด ให้เติมเข้าไป "...เหนื่อยกรด":

1+3-2
HNO 2 – ไนโตรเจน เหนื่อยกรด (เนื่องจากองค์ประกอบที่สร้างกรด N มีสถานะออกซิเดชันขั้นต่ำ)

H3PO4 – ออร์โธกรดฟอสฟอริก

เอชพีโอ 3 – เมตาดาต้ากรดฟอสฟอริก

สูตรโครงสร้างของกรด

ในโมเลกุลของกรดที่ประกอบด้วยออกซิเจน อะตอมของไฮโดรเจนจะถูกพันธะกับอะตอมขององค์ประกอบที่ก่อให้เกิดกรดผ่านอะตอมของออกซิเจน ดังนั้นเมื่อรวบรวมสูตรโครงสร้าง ไอออนของไฮดรอกไซด์ทั้งหมดจะต้องติดอยู่กับอะตอมขององค์ประกอบที่ก่อให้เกิดกรดก่อน

จากนั้นเชื่อมต่ออะตอมออกซิเจนที่เหลือด้วยเส้นประสองอันเข้ากับอะตอมขององค์ประกอบที่ก่อให้เกิดกรดโดยตรง (รูปที่ 2)