Jak sestavit strukturní vzorce kyselin obsahujících kyslík. Strukturní vzorce kyselin. Úvod do dusíku. Aminy

Při grafickém znázornění vzorců látek je sled uspořádání atomů v molekule naznačen pomocí tzv. valenčních tahů (pojem „valenční tah“ navrhl v roce 1858 A. Cooper k označení chemických sil koheze atomů ), jinak nazývaná valenční čára (každá valenční čára nebo valenční prvočíslo, ekvivalentní jednomu páru elektronů v kovalentních sloučeninách nebo jednomu elektronu zapojenému do tvorby iontové vazby). Grafické znázornění vzorců se často mylně zaměňuje za strukturní vzorce, které jsou přijatelné pouze pro sloučeniny s kovalentní vazbou a ukazují relativní uspořádání atomů v molekule.

Ano, vzorecNa-CLnení strukturální, protože NaCI je iontová sloučenina; v její krystalové mřížce nejsou žádné molekuly (molekuly NаСLexistují pouze v plynné fázi). V uzlech krystalové mřížky NaCI jsou ionty a každý z nich Na+ je obklopeno šesti chloridovými ionty. Toto je grafické znázornění vzorce látky, které ukazuje, že sodné ionty nejsou vázány navzájem, ale s chloridovými ionty. Chloridové ionty se navzájem neslučují, jsou spojeny s ionty sodíku.

Ukažme si to na příkladech. V duchu nejprve „rozdělíme“ list papíru do několika sloupců a provedeme akce podle algoritmů pro grafické znázornění vzorců oxidů, zásad, kyselin a solí v následujícím pořadí.

Grafické znázornění oxidových vzorců (například A l 2 Ó 3 )

III II

1. Určete valenci atomů prvků v A l 2 Ó 3

2. Zapište si to chemické znaky atomy kovů na prvním místě (první sloupec). Pokud je atomů kovu více, zapíšeme to do jednoho sloupce a valenci (počet vazeb mezi atomy) označíme valenčními tahy.

H. Druhé místo (sloupec), rovněž v jednom sloupci, je obsazeno chemickými znaky atomů kyslíku a každý atom kyslíku musí mít dva valenční tahy, protože kyslík je dvojmocný

lll ll l

Grafické znázornění základních vzorců(Například F e(OH) 3)

1. Určete valenci atomů prvků Fe(OH) 3

2. Na první místo (první sloupec) napíšeme chemické značky atomů kovů, označující jejich mocenství F e

H. Druhé místo (sloupec) zaujímají chemické znaky atomů kyslíku, které jsou připojeny jednou vazbou k atomu kovu, druhá vazba je stále „volná“

4. Třetí místo (sloupec) zaujímají chemické znaky atomů vodíku navazujících na „volnou“ mocnost atomů kyslíku

Grafické znázornění kyselých vzorců (například H2 TAK 4 )

lVlll

1. Určete valenci atomů prvků H 2 TAK 4 .

2. Na první místo (první sloupec) zapíšeme chemické znaky atomů vodíku do jednoho sloupce s označením valence.

N—

N—

H. Druhé místo (sloupec) zaujímají atomy kyslíku, spojující atom vodíku jednou valenční vazbou, přičemž druhá valence každého atomu kyslíku je stále „volná“

ALE -

ALE -

4. Třetí místo (sloupec) zaujímají chemické znaky kyselinotvorných atomů s označením valence.

5. Atomy kyslíku se přidávají k „volným“ valenciím kyselinotvorného atomu podle valenčního pravidla

Grafické znázornění solných vzorců

Střední soli (Například,Fe 2 TAK 4 ) 3) Ve středních solích jsou všechny atomy vodíku kyseliny nahrazeny atomy kovů, proto jsou při grafickém znázornění jejich vzorců na prvním místě (první sloupec) chemické značky atomů kovů s označením valence a dále - jako u kyselin, tedy na druhém místě (sloupec) jsou chemické znaky atomů kyslíku, na třetím místě (sloupec) jsou chemické znaky kyselinotvorných atomů, jsou tři a jsou připojeny k šesti atomům kyslíku. Atomy kyslíku se přidávají k „volným“ valenciím kyselinotvorné látky podle valenčního pravidla

Soli kyselin ( například Ba(H2 P.O. 4 ) 2) Soli kyselin lze považovat za produkty částečné náhrady atomů vodíku v kyselině atomy kovů, proto se při sestavování grafických vzorců solí kyselin chemické značky atomů kovu a vodíku s označením valence zapisují v první místo (první sloupec)

N—

N—

Va =

N—

N—

Druhé místo (sloupec) zaujímají chemické znaky atomů kyslíku

Abychom dokončili naše seznámení s alkoholy, uvedu ještě vzorec další známé látky – cholesterolu. Ne každý ví, že jde o jednosytný alkohol!

|`/`\\`|<`|w>`\`/|<`/w$color(red)HO$color()>\/`|0/`|/\<`|w>|_q_q_q<-dH>:a_q|0<|dH>`/<`|wH>`\|dH; #a_(A-72)<_(A-120,d+)>-/-/<->`\

Červeně jsem v něm označil hydroxylovou skupinu.

Karboxylové kyseliny

Každý vinař ví, že víno by se mělo skladovat bez přístupu vzduchu. Jinak zkysne. Chemici ale znají důvod – pokud k alkoholu přidáte další atom kyslíku, získáte kyselinu.
Podívejme se na vzorce kyselin, které se získávají z nám již známých alkoholů:

Látka			Kosterní vzorec	Hrubý vzorec
Kyselina metanová (kyselina mravenčí)	H/C'|O|\OH	HCOOH	O///OH
Kyselina ethanová (octová kyselina)	H-C-C\ACH; H|#C|H	CH3-COOH	/`|O|\OH
Kyselina propanová (kyselina methyloctová)	H-C-C-C\ACH; H|#2|H; H|#3|H	CH3-CH2-COOH	\/`|O|\OH
Kyselina butanová (kyselina máselná)	H-C-C-C-C\ACH; H|#2|H; H|#3|H; H|#4|H	CH3-CH2-CH2-COOH	/\/`|O|\OH
Zobecněný vzorec	(R)-C\ACH	(R)-COOH nebo (R)-C02H	(R)/`|O|\OH

Charakteristickým rysem organických kyselin je přítomnost karboxylové skupiny (COOH), která dává těmto látkám kyselé vlastnosti.

Kdo zkusil ocet, ví, že je hodně kyselý. Důvodem je přítomnost kyseliny octové v něm. Stolní ocet obvykle obsahuje 3 až 15 % kyseliny octové a zbytek (většinou) vodu. Konzumace kyseliny octové v nezředěné formě představuje nebezpečí pro život.

Karboxylové kyseliny mohou mít více karboxylových skupin. V e v tom případě jmenují se: dibazický, tribasic atd...

Potravinářské výrobky obsahují mnoho dalších organických kyselin. Zde je jen několik z nich:

Název těchto kyselin odpovídá potravinářským výrobkům, ve kterých jsou obsaženy. Mimochodem, všimněte si prosím, že zde jsou kyseliny, které mají také hydroxylovou skupinu, charakteristickou pro alkoholy. Takové látky se nazývají hydroxykarboxylové kyseliny(nebo hydroxykyseliny).
Dole je pod každou z kyselin znak určující název skupiny organických látek, do které patří.

Radikálové

Radikály jsou dalším konceptem, který ovlivnil chemické vzorce. Samotné slovo zná snad každý, ale v chemii nemají radikálové nic společného s politiky, rebely a dalšími občany s aktivní funkcí.
Zde jsou to jen fragmenty molekul. A nyní přijdeme na to, čím jsou výjimečné, a seznámíme se s novým způsobem psaní chemických vzorců.

Zobecněné vzorce již byly v textu několikrát zmíněny: alkoholy - (R)-OH a karboxylové kyseliny - (R)-COOH. Dovolte mi připomenout, že -OH a -COOH jsou funkční skupiny. Ale R je radikál. Ne nadarmo je zobrazován jako písmeno R.

Přesněji řečeno, monovalentní radikál je část molekuly postrádající jeden atom vodíku. Pokud odečtete dva atomy vodíku, dostanete dvojmocný radikál.

Radikálové v chemii dostali svá vlastní jména. Některé z nich dokonce dostaly latinská označení podobná označení prvků. A kromě toho někdy ve vzorcích mohou být radikály označeny ve zkrácené formě, připomínající spíše hrubé vzorce.
To vše ukazuje následující tabulka.

název	Strukturní vzorec	Označení	Stručný vzorec	Příklad alkoholu
Methyl	CH3-()	Mě	CH3	(Me)-OH	CH30H
Ethyl	CH3-CH2-()	Et	C2H5	(Et)-OH	C2H5OH
prořízl jsem se	CH3-CH2-CH2-()	Pr	C3H7	(Pr)-OH	C3H7OH
isopropyl	H3C\CH(*`/H3C*)-()	i-Pr	C3H7	(i-Pr)-OH	(CH3)2CHOH
fenyl	`/`=`\//-\\-{}	Ph	C6H5	(Ph)-OH	C6H5OH

Myslím, že zde je vše jasné. Chci vás jen upozornit na sloupec, kde jsou uvedeny příklady alkoholů. Některé radikály jsou psány ve formě, která se podobá hrubému vzorci, ale funkční skupina je psána odděleně. Například CH3-CH2-OH se změní na C2H5OH.
A pro rozvětvené řetězce, jako je isopropyl, se používají struktury s konzolami.

Existuje také fenomén jako volné radikály. Jsou to radikály, které se z nějakého důvodu oddělily od funkčních skupin. V tomto případě je porušeno jedno z pravidel, se kterými jsme začali studovat vzorce: počet chemických vazeb již neodpovídá mocenství jednoho z atomů. No, nebo můžeme říci, že jedno ze spojení se na jednom konci otevře. Volné radikály obvykle žijí krátkou dobu, protože molekuly mají tendenci se vracet do stabilního stavu.

Úvod do dusíku. Aminy

Navrhuji seznámit se s dalším prvkem, který je součástí mnoha organických sloučenin. Tento dusík.
Označuje se latinským písmenem N a má valenci tři.

Podívejme se, jaké látky se získají, pokud se ke známým uhlovodíkům přidá dusík:

Látka	Rozšířený strukturní vzorec	Zjednodušený strukturní vzorec	Kosterní vzorec	Hrubý vzorec
aminomethan (methylamin)	H-C-N\H;H|#C|H	CH3-NH2	\NH2
Aminoethan (ethylamin)	H-C-C-N\H;H|#C|H;H|#3|H	CH3-CH2-NH2	/\NH2
Dimethylamin	H-C-N<`|H>-C-H; H|#-3|H; H|#2|H	$L(1,3)H/N<_(A80,w+)CH3>\dCH3	/N<_(y-.5)H>\
Aminobenzen (anilin)	H\N|C\\C|C<\H>`//C<|H>`\C<`/H>`||C<`\H>/	NH2|C\\CH|CH'//C<_(y.5)H>`\HC`||HC/	NH2|\|`/`\`|/_o
triethylamin	$slope(45)H-C-C/N\C-C-H;H|#2|H; H|#3|H; H|#5|H;H|#6|H; #N`|C<`-H><-H>`|C<`-H><-H>`|H	CH3-CH2-N<`|CH2-CH3>-CH2-CH3	\/N<`|/>\|

Jak jste již pravděpodobně uhodli z názvů, všechny tyto látky jsou sjednoceny pod obecným názvem aminy. Funkční skupina ()-NH2 se nazývá aminoskupina. Zde jsou některé obecné vzorce aminů:

Obecně zde nejsou žádné zvláštní inovace. Pokud jsou vám tyto vzorce jasné, můžete se bezpečně pustit do dalšího studia organické chemie pomocí učebnice nebo internetu.
Ale také bych rád mluvil o vzorcích v anorganické chemii. Uvidíte, jak snadné je porozumět jim po prostudování struktury organických molekul.

Racionální vzorce

Nemělo by se dělat závěr, že anorganická chemie je jednodušší než organická chemie. Anorganické molekuly mají samozřejmě tendenci vypadat mnohem jednodušeji, protože nemají tendenci vytvářet složité struktury jako uhlovodíky. Pak ale musíme studovat více než sto prvků, které tvoří periodickou tabulku. A tyto prvky mají tendenci se spojovat podle svých chemických vlastností, ale až na četné výjimky.

Takže nic z toho vám neřeknu. Tématem mého článku jsou chemické vzorce. A s nimi je vše relativně jednoduché.
Nejčastěji se používá v anorganické chemii racionální vzorce. A teď zjistíme, jak se liší od těch, které už známe.

Nejprve se seznámíme s dalším prvkem – vápníkem. To je také velmi častý prvek.
Je určeno Ca a má valenci dvě. Podívejme se, jaké sloučeniny tvoří s uhlíkem, kyslíkem a vodíkem, které známe.

Látka	Strukturní vzorec	Racionální vzorec	Hrubý vzorec
Oxid vápenatý	Ca=0	CaO
Hydroxid vápenatý	H-O-Ca-O-H	Ca(OH)2
Uhličitan vápenatý	$slope(45)Ca`/O\C|O`|/O`\#1	CaCO3
Hydrogenuhličitan vápenatý	HO/`|O|\O/Ca\O/`|O|\OH	Ca(HC03)2
Kyselina uhličitá	H|O\C|O`|/O`|H	H2CO3

Na první pohled je vidět, že racionální vzorec je něco mezi strukturním a hrubým vzorcem. Zatím ale není příliš jasné, jak se získávají. Abyste pochopili význam těchto vzorců, musíte zvážit chemické reakce, kterých se látky účastní.

Vápník ve své čisté formě je měkký bílý kov. V přírodě se nevyskytuje. Ale je docela možné ho koupit v chemickém obchodě. Obvykle se skladuje ve speciálních sklenicích bez přístupu vzduchu. Protože ve vzduchu reaguje s kyslíkem. Ve skutečnosti se proto v přírodě nevyskytuje.
Takže reakce vápníku s kyslíkem:

2Ca + O2 -> 2CaO

Číslo 2 před vzorcem látky znamená, že se reakce účastní 2 molekuly.
Vápník a kyslík produkují oxid vápenatý. Tato látka se také v přírodě nevyskytuje, protože reaguje s vodou:

CaO + H2O -> Ca(OH2)

Výsledkem je hydroxid vápenatý. Pokud se pozorně podíváte na jeho strukturní vzorec (v předchozí tabulce), můžete vidět, že je tvořen jedním atomem vápníku a dvěma hydroxylovými skupinami, které již známe.
Toto jsou zákony chemie: přidá-li se k organické látce hydroxylová skupina, získá se alkohol a přidá-li se ke kovu, získá se hydroxid.

Ale hydroxid vápenatý se v přírodě nevyskytuje kvůli jeho přítomnosti ve vzduchu. oxid uhličitý. Myslím, že každý slyšel o tomto plynu. Vzniká při dýchání lidí a zvířat, spalování uhlí a ropných produktů, při požárech a sopečných erupcích. Proto je vždy přítomen ve vzduchu. Ale také se docela dobře rozpouští ve vodě a tvoří kyselinu uhličitou:

CO2 + H2O<=>H2CO3

Podepsat<=>znamená, že reakce může probíhat v obou směrech za stejných podmínek.

Hydroxid vápenatý rozpuštěný ve vodě tedy reaguje s kyselinou uhličitou a mění se na mírně rozpustný uhličitan vápenatý:

Ca(OH)2 + H2C03 -> CaC03"|v" + 2H20

Šipka dolů znamená, že v důsledku reakce se látka vysráží.
Při dalším kontaktu uhličitanu vápenatého s oxidem uhličitým v přítomnosti vody dochází k vratné reakci za vzniku kyselé soli - hydrogenuhličitanu vápenatého, který je vysoce rozpustný ve vodě

CaCO3 + CO2 + H2O<=>Ca(HC03)2

Tento proces ovlivňuje tvrdost vody. Když teplota stoupne, hydrogenuhličitan se změní zpět na uhličitan. V oblastech s tvrdou vodou se proto v konvicích tvoří vodní kámen.

Křída, vápenec, mramor, tuf a mnoho dalších minerálů jsou z velké části složeny z uhličitanu vápenatého. Nachází se také v korálech, lasturách měkkýšů, zvířecích kostech atd...
Pokud se však uhličitan vápenatý zahřívá na velmi vysoké teplo, změní se na oxid vápenatý a oxid uhličitý.

Tento krátký příběh o koloběhu vápníku v přírodě by měl vysvětlit, proč jsou potřeba racionální vzorce. Takže racionální vzorce jsou psány tak, aby byly viditelné funkční skupiny. V našem případě je to:

Navíc jednotlivé prvky - Ca, H, O (v oxidech) - jsou také nezávislé skupiny.

Ionty

Myslím, že je čas seznámit se s ionty. Toto slovo zná snad každý. A po prostudování funkčních skupin nás nic nestojí zjistit, co tyto ionty jsou.

Obecně je povaha chemických vazeb obvykle taková, že některé prvky se elektronů vzdávají, zatímco jiné je získávají. Elektrony jsou částice se záporným nábojem. Prvek s plným počtem elektronů má nulový náboj. Pokud dal elektron, jeho náboj se stane kladným, a pokud jej přijal, stane se záporným. Například vodík má pouze jeden elektron, kterého se docela snadno vzdává a mění se v kladný iont. V chemických vzorcích je pro to speciální záznam:

H2O<=>H^+ + OH^-

Tady to vidíme jako výsledek elektrolytická disociace voda se rozkládá na kladně nabitý vodíkový iont a záporně nabitou OH skupinu. Iont OH^- se nazývá hydroxidový iont. Nemělo by se zaměňovat s hydroxylovou skupinou, která není iontem, ale součástí nějakého druhu molekuly. Znaménko + nebo - v pravém horním rohu ukazuje náboj iontu.
Ale kyselina uhličitá nikdy neexistuje jako samostatná látka. Ve skutečnosti se jedná o směs vodíkových iontů a uhličitanových iontů (nebo hydrogenuhličitanových iontů):

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

Uhličitanový iont má náboj 2-. To znamená, že k němu byly přidány dva elektrony.

Záporně nabité ionty se nazývají anionty. Typicky tyto zahrnují kyselé zbytky.
Pozitivně nabité ionty - kationtů. Nejčastěji se jedná o vodík a kovy.

A zde pravděpodobně plně pochopíte význam racionálních vzorců. Nejprve se do nich zapíše kation a za ním anion. I když vzorec neobsahuje žádné poplatky.

Asi už tušíte, že ionty lze popsat nejen racionálními vzorci. Zde je kosterní vzorec bikarbonátového aniontu:

Zde je náboj indikován přímo u atomu kyslíku, který přijal elektron navíc, a proto ztratil jeden řádek. Jednoduše řečeno, každý elektron navíc snižuje počet chemických vazeb znázorněných ve strukturním vzorci. Na druhou stranu, pokud má některý uzel strukturního vzorce znaménko +, pak má další tyč. Jako vždy je potřeba tuto skutečnost demonstrovat na příkladu. Mezi nám známými látkami však není jediný kation, který by sestával z několika atomů.
A takovou látkou je čpavek. Jeho vodný roztok se často nazývá amoniak a je součástí každé lékárničky. Amoniak je sloučenina vodíku a dusíku a má racionální vzorec NH3. Uvažujme chemická reakce který nastane, když se amoniak rozpustí ve vodě:

NH3 + H2O<=>NH4^+ + OH^-

Totéž, ale pomocí strukturních vzorců:

H|N<`/H>\H + H-O-H<=>H|N^+<_(A75,w+)H><_(A15,d+)H>`/H + O'^-#-H

Na pravé straně vidíme dva ionty. Vznikly v důsledku pohybu jednoho atomu vodíku z molekuly vody na molekulu amoniaku. Ale tento atom se pohyboval bez svého elektronu. Aniont je nám již známý – jde o hydroxidový iont. A kation se jmenuje amonium. Vykazuje vlastnosti podobné kovům. Například se může kombinovat s kyselým zbytkem. Látka vzniklá spojením amonia s uhličitanovým aniontem se nazývá uhličitan amonný: (NH4)2CO3.
Zde je reakční rovnice pro interakci amonia s uhličitanovým aniontem, zapsaná ve formě strukturních vzorců:

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

Ale v této podobě je rovnice reakce uvedena pro demonstrační účely. Obvykle rovnice používají racionální vzorce:

2NH4^+ + CO3^2-<=>(NH4)2C03

Hill systém

Můžeme tedy předpokládat, že jsme již studovali strukturní a racionální vzorce. Ale je tu ještě jeden problém, který stojí za zvážení podrobněji. Jak se hrubé vzorce liší od racionálních?
Víme, proč racionální vzorec kyselina uhličitá se zapisuje jako H2CO3 a ne jinak. (Na prvním místě jsou dva vodíkové kationty, následované uhličitanovým aniontem.) Ale proč je hrubý vzorec napsán CH2O3?

V zásadě lze racionální vzorec kyseliny uhličité považovat za skutečný vzorec, protože neobsahuje žádné opakující se prvky. Na rozdíl od NH4OH nebo Ca(OH)2.
Ale na hrubé vzorce se velmi často používá další pravidlo, které určuje pořadí prvků. Pravidlo je poměrně jednoduché: nejprve je umístěn uhlík, poté vodík a poté zbývající prvky v abecedním pořadí.
Takže vychází CH2O3 - uhlík, vodík, kyslík. Tomu se říká Hill systém. Používá se téměř ve všech chemických referenčních knihách. A v tomto článku také.

Něco málo o systému easyChem

Místo závěru bych rád hovořil o systému easyChem. Je navržen tak, aby všechny vzorce, které jsme zde probírali, bylo možné snadno vložit do textu. Ve skutečnosti jsou všechny vzorce v tomto článku nakresleny pomocí easyChem.

Proč vůbec potřebujeme nějaký systém pro odvozování vzorců? Jde o to, že standardním způsobem zobrazení informací v internetových prohlížečích je hypertextový značkovací jazyk (HTML). Je zaměřen na zpracování textových informací.

Racionální a hrubé vzorce lze zobrazit pomocí textu. I některé zjednodušené strukturní vzorce lze také zapsat do textu, například alkohol CH3-CH2-OH. I když k tomu byste museli použít následující záznam v HTML: CH ₃-CH ₂-ACH.
To samozřejmě přináší určité potíže, ale dá se s nimi žít. Ale jak znázornit strukturní vzorec? V zásadě můžete použít jednoprostorové písmo:

H H | | H-C-C-O-H | | H H Samozřejmě to nevypadá moc hezky, ale je to také proveditelné.

Skutečný problém nastává při pokusu nakreslit benzenové kruhy a při použití kosterních vzorců. Nezbývá než připojit rastrový obrázek. Rastry jsou uloženy v samostatných souborech. Prohlížeče mohou obsahovat obrázky ve formátu gif, png nebo jpeg.
K vytvoření takových souborů je nutný grafický editor. Například Photoshop. Ale znám Photoshop více než 10 let a mohu s jistotou říci, že se velmi špatně hodí pro zobrazování chemických vzorců.
Molekulární editoři se s tímto úkolem vypořádají mnohem lépe. Ale s velkým množstvím vzorců, z nichž každý je uložen v samostatném souboru, je docela snadné se v nich zmást.
Například počet vzorců v tomto článku je . Od nich se odvozuje forma grafické obrázky(zbytek pomocí nástrojů HTML).

Systém easyChem umožňuje ukládat všechny vzorce přímo do HTML dokumentu v textové podobě. Podle mého názoru je to velmi pohodlné.
Kromě toho se hrubé vzorce v tomto článku počítají automaticky. Protože easyChem funguje ve dvou fázích: nejprve se textový popis převede do informační struktury (grafu) a poté lze na této struktuře provádět různé akce. Mezi nimi můžeme poznamenat následující funkce: výpočet molekulové hmotnosti, převod na hrubý vzorec, kontrola možnosti výstupu jako text, grafika a vykreslení textu.

K přípravě tohoto článku jsem tedy použil pouze textový editor. Navíc jsem nemusel přemýšlet o tom, který ze vzorců bude grafický a který textový.

Zde je několik příkladů, které odhalují tajemství přípravy textu článku: Popisy z levého sloupce jsou automaticky převedeny na vzorce ve druhém sloupci.
V prvním řádku je popis racionálního vzorce velmi podobný zobrazenému výsledku. Jediný rozdíl je v tom, že číselné koeficienty jsou zobrazeny interlineárně.
Na druhém řádku je rozšířený vzorec uveden ve formě tří samostatných řetězců oddělených symbolem; Myslím, že je snadné vidět, že textový popis v mnoha ohledech připomíná úkony, které by bylo potřeba k zobrazení vzorce tužkou na papíře.
Třetí řádek ukazuje použití šikmých čar pomocí symbolů \ a /. Znak ` (backtick) znamená, že čára je vedena zprava doleva (nebo zdola nahoru).

Zde je mnohem podrobnější dokumentace k používání systému easyChem.

Dovolte mi dokončit tento článek a popřát vám hodně štěstí při studiu chemie.

Stručný výkladový slovník pojmů použitých v článku

Uhlovodíky Látky sestávající z uhlíku a vodíku. Liší se od sebe strukturou svých molekul. Strukturní vzorce schematické obrázky molekul, kde jsou atomy označeny latinskými písmeny, a chemické vazby- čárky. Strukturální vzorce jsou rozšířené, zjednodušené a skeletové. Rozšířené strukturní vzorce jsou strukturní vzorce, kde je každý atom reprezentován jako samostatný uzel. Zjednodušené strukturní vzorce jsou ty strukturní vzorce, kde jsou atomy vodíku napsány vedle prvku, se kterým jsou spojeny. A pokud je k jednomu atomu připojeno více než jeden vodík, pak se množství zapíše jako číslo. Můžeme také říci, že skupiny fungují jako uzly ve zjednodušených vzorcích. Kosterní vzorce jsou strukturní vzorce, kde jsou atomy uhlíku znázorněny jako prázdné uzly. Počet atomů vodíku vázaných na každý atom uhlíku je roven 4 mínus počet vazeb, které se v místě sbíhají. Pro uzly tvořené nikoliv uhlíkem platí pravidla zjednodušených vzorců. Hrubý vzorec (aka pravdivý vzorec) - seznam všech chemické prvky, které jsou součástí molekuly, udávající počet atomů ve tvaru čísla (pokud je jeden atom, pak se jednotka nepíše) Hillův systém je pravidlo, které určuje pořadí atomů v hrubém vzorci: uhlík je umístěn nejprve, pak vodík, a pak zbývající prvky v abecedním pořadí. Jedná se o velmi často využívaný systém. A všechny hrubé vzorce v tomto článku jsou napsány podle Hill systému. Funkční skupiny Stabilní kombinace atomů, které jsou zachovány během chemických reakcí. Funkční skupiny mají často své vlastní názvy a ovlivňují chemické vlastnosti a vědecký název látky

7. Kyseliny. Sůl. Vztah mezi třídami anorganických látek

7.1. Kyseliny

Kyseliny jsou elektrolyty, při jejichž disociaci vznikají pouze vodíkové kationty H + jako kladně nabité ionty (přesněji hydroniové ionty H 3 O +).

Jiná definice: kyseliny jsou komplexní látky skládající se z atomu vodíku a zbytků kyselin (tab. 7.1).

Tabulka 7.1

Vzorce a názvy některých kyselin, zbytků kyselin a solí

Kyselý vzorec	Název kyseliny	Zbytek kyseliny (aniont)	Název solí (průměr)
HF	fluorovodík (fluoro)	F −	Fluoridy
HCl	chlorovodíková (chlorovodíková)	Cl -	Chloridy
HBr	bromovodík	Br−	Bromidy
AHOJ	Hydrojodid	Já -	jodidy
H2S	Sirovodík	S 2-	Sulfidy
H2SO3	Sirnatý	SO 3 2 -	Siřičitany
H2SO4	sírový	SO 4 2 -	Sulfáty
HNO2	Dusíkatý	NO2-	Dusitany
HNO3	Dusík	NE 3 -	Dusičnany
H2SiO3	Křemík	SiO 3 2 -	Silikáty
HPO 3	Metafosforečné	PO 3 −	Metafosfáty
H3PO4	Ortofosforečná	PO 4 3 −	Ortofosfáty (fosfáty)
H4P2O7	Pyrofosforečné (bifosforečné)	P 2 O 7 4 -	Pyrofosfáty (difosfáty)
HMnO4	Mangan	MnO 4 -	Manganistan
H2CrO4	Chrome	CrO 4 2 -	Chromáty
H2Cr2O7	Dichrome	Cr 2 O 7 2 -	Dichromáty (bichromáty)
H2Se04	Selen	SeO 4 2 -	Selenáty
H3BO3	Bornaja	BO 3 3 −	Ortoboráty
HC1O	Chlorný	ClO –	Chlornany
HClO2	Chlorid	ClO2-	Chloritany
HClO3	Chloristý	ClO3-	Chlorečnany
HC104	Chlór	ClO 4 -	Chloristany
H2CO3	Uhlí	CO 3 3 -	Uhličitany
CH3COOH	Ocet	CH 3 COO −	Acetáty
HCOOH	Mravenec	HCOO -	Formiates

Na normální podmínky kyseliny mohou být pevné látky (H 3 PO 4, H 3 BO 3, H 2 SiO 3) a kapaliny (HNO 3, H 2 SO 4, CH 3 COOH). Tyto kyseliny mohou existovat jak samostatně (100% forma), tak ve formě zředěných a koncentrovaných roztoků. Například H 2 SO 4, HNO 3, H 3 PO 4, CH 3 COOH jsou známy jak jednotlivě, tak v roztocích.

Řada kyselin je známa pouze v roztocích. Jsou to všechny halogenovodíky (HCl, HBr, HI), sirovodík H 2 S, kyanovodík (kyanovodíková HCN), uhličitá H 2 CO 3, kyselina siřičitá H 2 SO 3, což jsou roztoky plynů ve vodě. Například kyselina chlorovodíková je směs HCl a H 2 O, kyselina uhličitá je směs CO 2 a H 2 O. Je zřejmé, že při použití výrazu „roztok kyseliny chlorovodíkové"špatně.

Většina kyselin je rozpustná ve vodě, kyselina křemičitá H 2 SiO 3 je nerozpustná. Naprostá většina kyselin má molekulární struktura. Příklady strukturních vzorců kyselin:

Ve většině molekul kyseliny obsahující kyslík jsou všechny atomy vodíku vázány na kyslík. Ale existují výjimky:

Kyseliny jsou klasifikovány podle řady charakteristik (tabulka 7.2).

Tabulka 7.2

Klasifikace kyselin

Klasifikační znak	Kyselý typ	Příklady
Počet vodíkových iontů vytvořených po úplné disociaci molekuly kyseliny	Monobáze	HCl, HN03, CH3COOH
	Dibasic	H2SO4, H2S, H2CO3
	Tribasic	H3PO4, H3AsO4
Přítomnost nebo nepřítomnost atomu kyslíku v molekule	Obsahující kyslík (kyselé hydroxidy, oxokyseliny)	HNO2, H2SiO3, H2SO4
	Bez kyslíku	HF, H2S, HCN
Stupeň disociace (síla)	Silné (zcela disociované, silné elektrolyty)	HCl, HBr, HI, H2SO4 (zředěný), HNO3, HClO3, HClO4, HMnO4, H2Cr2O7
	Slabé (částečně disociované, slabé elektrolyty)	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, H2SO4 (konc)
Oxidační vlastnosti	Oxidační činidla díky H + iontům (podmíněně neoxidační kyseliny)	HCl, HBr, HI, HF, H2S04 (zředěná), H3PO4, CH3COOH
	Oxidační činidla díky aniontu (oxidační kyseliny)	HNO 3, HMnO 4, H 2 SO 4 (konc), H 2 Cr 2 O 7
	Aniontové redukční činidla	HCl, HBr, HI, H2S (ale ne HF)
Tepelná stabilita	Existují pouze v řešeních	H2CO3, H2S03, HClO, HCl02
	Při zahřátí se snadno rozkládá	H2S03, HN03, H2Si03
	Tepelně stabilní	H2S04 (konc), H3PO4

Všechny obecné chemické vlastnosti kyselin jsou způsobeny přítomností přebytečných vodíkových kationtů H + (H 3 O +) v jejich vodných roztocích.

1. Vodní roztoky kyselin vlivem přebytku iontů H + mění barvu lakmusové fialové a methyloranže na červenou (fenolftalein nemění barvu a zůstává bezbarvý). Ve vodném roztoku slabé kyseliny uhličité není lakmus červený, ale růžový, roztok nad sraženinou velmi slabé kyseliny křemičité barvu indikátorů vůbec nemění.

2. Kyseliny interagují se zásaditými oxidy, zásadami a amfoterními hydroxidy, hydrátem amoniaku (viz kapitola 6).

Příklad 7.1. K provedení transformace BaO → BaSO 4 můžete použít: a) SO 2; b) H2S04; c) Na2S04; d) SO 3.

Řešení. Transformaci lze provést pomocí H2SO4:

BaO + H 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + H 2 O

BaO + SO3 = BaSO4

Na 2 SO 4 nereaguje s BaO a při reakci BaO s SO 2 vzniká siřičitan barnatý:

BaO + SO2 = BaSO3

Odpověď: 3).

3. Kyseliny reagují s amoniakem a jeho vodnými roztoky za vzniku amonných solí:

HCl + NH3 = NH4Cl - chlorid amonný;

H 2 SO 4 + 2NH 3 = (NH 4) 2 SO 4 - síran amonný.

4. Neoxidační kyseliny reagují s kovy umístěnými v řadě aktivit až na vodík za vzniku soli a uvolňování vodíku:

H2SO4 (zředěná) + Fe = FeSO4 + H2

2HCl + Zn = ZnCl2 = H2

Interakce oxidačních kyselin (HNO 3, H 2 SO 4 (konc)) s kovy je velmi specifická a uvažuje se o ní při studiu chemie prvků a jejich sloučenin.

5. Kyseliny interagují se solemi. Reakce má několik funkcí:

a) ve většině případů, kdy silnější kyselina reaguje se solí slabší kyseliny, vzniká sůl slabé kyseliny a slabé kyseliny, nebo, jak se říká, silnější kyselina vytlačuje slabší. Série klesající síly kyselin vypadá takto:

Příklady probíhajících reakcí:

2HCl + Na2C03 = 2NaCl + H20 + CO2

H 2 CO 3 + Na 2 SiO 3 = Na 2 CO 3 + H 2 SiO 3 ↓

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

3H2SO4 + 2K3PO4 = 3K2S04 + 2H3PO4

Neinteragují spolu, například KCl a H 2 SO 4 (zředěný), NaNO 3 a H 2 SO 4 (zředěný), K 2 SO 4 a HCl (HNO 3, HBr, HI), K 3 PO 4 a H2C03, CH3COOK a H2C03;

b) v některých případech slabší kyselina vytěsňuje silnější ze soli:

CuS04 + H2S = CuS↓ + H2SO4

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

Takové reakce jsou možné, když se sraženiny výsledných solí nerozpustí ve výsledných zředěných silných kyselinách (H 2 SO 4 a HNO 3);

c) v případě tvorby sraženin, které jsou nerozpustné v silných kyselinách, může dojít k reakci mezi silnou kyselinou a solí tvořenou jinou silnou kyselinou:

BaCl2 + H2S04 = BaS04↓ + 2HCl

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

AgNO 3 + HCl = AgCl↓ + HNO 3

Příklad 7.2. Uveďte řádek obsahující vzorce látek, které reagují s H 2 SO 4 (zředěnou).

1) Zn, A1203, KCI (p-p); 3) NaN03 (p-p), Na2S, NaF;2) Cu(OH)2, K2C03, Ag; 4) Na2S03, Mg, Zn(OH)2.

Řešení. Všechny látky řady 4 interagují s H2SO4 (zředěný):

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

Mg + H2S04 = MgS04 + H2

Zn(OH)2 + H2S04 = ZnS04 + 2H20

V řadě 1) není reakce s KCl (p-p) proveditelná, v řadě 2) - s Ag, v řadě 3) - s NaNO 3 (p-p).

Odpověď: 4).

6. Koncentrovaná kyselina sírová se při reakcích se solemi chová velmi specificky. Jedná se o netěkavou a tepelně stabilní kyselinu, proto vytěsňuje všechny silné kyseliny z pevných (!) solí, protože jsou těkavější než H2SO4 (conc):

KCl (tv) + H2SO4 (konc.) KHS04 + HCl

2KCl (s) + H2SO4 (konc) K2S04 + 2HCl

Soli tvořené silnými kyselinami (HBr, HI, HCl, HNO 3, HClO 4) reagují pouze s koncentrovanou kyselinou sírovou a pouze v pevném stavu

Příklad 7.3. Koncentrovaná kyselina sírová na rozdíl od zředěné reaguje:

3) KNO 3 (tv);

Řešení. Obě kyseliny reagují s KF, Na 2 CO 3 a Na 3 PO 4 a pouze H 2 SO 4 (konc.) reaguje s KNO 3 (pevná látka).

Odpověď: 3).

Způsoby výroby kyselin jsou velmi rozmanité.

Anoxické kyseliny dostávat:

• rozpuštěním příslušných plynů ve vodě:

HCl (g) + H20 (l) → HCl (p-p)

H2S (g) + H20 (l) → H2S (roztok)

• ze solí vytěsněním silnějšími nebo méně těkavými kyselinami:

FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S

KCl (tv) + H2S04 (konc) = KHS04 + HCl

Na2S03 + H2SO4 Na2S04 + H2S03

Kyslík obsahující kyseliny dostávat:

• rozpuštěním příslušných kyselých oxidů ve vodě, přičemž stupeň oxidace kyselinotvorného prvku v oxidu a kyselině zůstává stejný (s výjimkou NO 2):

N205 + H20 = 2HN03

S03 + H20 = H2S04

P205 + 3H202H3P04

• oxidace nekovů oxidačními kyselinami:

S + 6HN03 (konc) = H2S04 + 6N02 + 2H20

• vytěsněním silné kyseliny ze soli jiné silné kyseliny (pokud se vysráží sraženina nerozpustná ve výsledných kyselinách):

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

AgNO 3 + HCl = AgCl↓ + HNO 3

• vytěsněním těkavé kyseliny z jejích solí méně těkavou kyselinou.

K tomuto účelu se nejčastěji používá netěkavá, tepelně stabilní koncentrovaná kyselina sírová:

NaNO 3 (tv) + H 2 SO 4 (konc.) NaHSO 4 + HNO 3

KClO 4 (tv) + H 2 SO 4 (konc.) KHSO 4 + HClO 4

• vytěsnění slabší kyseliny z jejích solí kyselinou silnější:

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

NaN02 + HCl = NaCl + HNO2

K2SiO3 + 2HBr = 2KBr + H2SiO3 ↓

2. Báze reagují s kyselinami za vzniku soli a vody (neutralizační reakce). Například:

KOH + HC1 = KS1 + H20;

Fe(OH)2 + 2HN03 = Fe(N03)2 + 2H20

3. Alkálie reagují s kyselými oxidy za vzniku soli a vody:

Ca(OH)2 + C02 = CaC02 + H20.

4. Alkalické roztoky reagují s roztoky solí, pokud je výsledkem tvorba nerozpustné báze nebo nerozpustné soli. Například:

2NaOH + CuS04 = Cu(OH)2↓ + Na2S04;

Ba(OH)2 + Na2S04 = 2NaOH + BaS04↓

5. Při zahřívání se nerozpustné zásady rozkládají na zásaditý oxid a vodu.

2Fe(OH)3Fe203 + ZH20.

6. Alkalické roztoky interagují s kovy, které tvoří amfoterní oxidy a hydroxidy (Zn, Al atd.).

2AI + 2KOH + 6H20 = 2K + 3H 2.

Získávání důvodů

Účtenka rozpustné báze:

a) interakce alkalických kovů a kovů alkalických zemin s vodou:

2Na + 2H20 = 2NaOH + H2;

b) interakce oxidů alkalických kovů a kovů alkalických zemin s vodou:

Na20 + H20 = 2NaOH.

2. Potvrzení nerozpustné báze působení alkálií na rozpustné soli kovů:

2NaOH + FeSO 4 = Fe(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4.

Kyseliny - komplexní látky, při disociaci ve vodě nevznikají vodíkové ionty H + a žádné další kationty.

Chemické vlastnosti

Obecné vlastnosti kyselin ve vodných roztocích jsou určeny přítomností iontů H + (nebo spíše H 3 O +), které se tvoří v důsledku elektrolytické disociace molekul kyselin:

1. Kyseliny mění barvu indikátorů rovnoměrně (tabulka 6).

2. Kyseliny interagují se zásadami.

Například:

H3P04 + 3NaOH = Na3P04 + ZH20;

H3P04 + 2NaOH = Na2HP04 + 2H20;

H3P04 + NaOH = NaH2P04 + H20;

3. Kyseliny interagují se zásaditými oxidy:

2HCl + CaO = CaCl2 + H20;

H2SO4 + Fe203 = Fe2(SO4)3 + ZN20.

4. Kyseliny interagují s amfoterními oxidy:

2HN03 + ZnO = Zn(N03)2 + H20.

5. Kyseliny reagují s některými intermediárními solemi za vzniku nové soli a nové kyseliny, reakce jsou možné, pokud je výsledkem nerozpustná sůl nebo slabší (nebo těkavější) kyselina než původní. Například:

2HC1+Na2C03 = 2NaCl+H20 +C02;

2NaCl + H2S04 = 2HCl + Na2S04.

6. Kyseliny interagují s kovy. Povaha produktů těchto reakcí závisí na povaze a koncentraci kyseliny a na aktivitě kovu. Například zředěná kyselina sírová, kyselina chlorovodíková a další neoxidační kyseliny reagují s kovy, které jsou v sérii standardních elektrodových potenciálů (viz kapitola 7.) nalevo od vodíku. V důsledku reakce se tvoří sůl a plynný vodík:

H2S04 (zředěný) + Zn = ZnS04 + H2;

2HC1 + Mg = MgCl2 + H2.

Oxidační kyseliny (koncentrovaná kyselina sírová, Kyselina dusičná HNO 3 jakékoli koncentrace) interagují i ​​s kovy, které patří mezi standardní elektrodové potenciály po vodíku za vzniku produktu redukce soli a kyseliny. Například:

2H2S04 (konc) + Zn = ZnS04 + S02 + 2H20;

Získávání kyselin

1. Kyslíkaté kyseliny se získávají syntézou z jednoduché látky a následné rozpuštění produktu ve vodě.

S + H2 = H2S.

2. Oxokyseliny se získávají reakcí oxidů kyselin s vodou.

S03 + H20 = H2S04.

3. Většinu kyselin lze získat reakcí solí s kyselinami.

Na2SiO3 + H2SO4 = H2Si03 + Na2S04.

Amfoterní hydroxidy

1. V neutrálním prostředí (čistá voda) se amfoterní hydroxidy prakticky nerozpouštějí a nedisociují na ionty. Rozpouštějí se v kyselinách a zásadách. Disociaci amfoterních hydroxidů v kyselém a alkalickém prostředí lze vyjádřit následujícími rovnicemi:

Zn+ OH - Zn(OH)H++ ZnO

A1 3+ + ZON - Al(OH) 3H + + AlO+ H20

2. Amfoterní hydroxidy reagují s kyselinami i zásadami za vzniku soli a vody.

Interakce amfoterních hydroxidů s kyselinami:

Zn(OH)2 + 2HCl + ZnCl2 + 2H20;

Sn(OH)2 + H2S04 = SnS04 + 2H20.

Interakce amfoterních hydroxidů s alkáliemi:

Zn(OH)2 + 2NaOH Na2Zn02 + 2H20;

Zn(OH)2 + 2NaOH Na2;

Pb(OH)2 + 2NaOHNa2.

soli – produkty nahrazení atomů vodíku v molekule kyseliny atomy kovu nebo nahrazení hydroxidového iontu v molekule báze kyselými zbytky.

Obecné chemické vlastnosti solí

1. Soli ve vodných roztocích disociují na ionty:

a) střední soli disociují na kovové kationty a anionty kyselých zbytků:

NaCN =Na++CN-;

6) kyselé soli disociují na kovové kationty a komplexní anionty:

KHS03 = K+ + HS03-;

c) zásadité soli disociují na komplexní kationty a anionty kyselých zbytků:

AlOH(CH3COO)2 = AlOH2+ + 2CH3COO-.

2. Soli reagují s kovy za vzniku nové soli a nového kovu. Tento kov může ze solných roztoků vytěsnit pouze ty kovy, které jsou napravo od něj v elektrochemické řadě napětí:

CuSO 4 + Fe = FeSO 4 + Cu.

Rozpustné soli reagují s alkáliemi za vzniku nové soli a nové báze. Reakce je možná, pokud se výsledná báze nebo sůl vysráží.

Například:

FeCl3+3KOH = Fe(OH)3↓+3KS1;

K2C03 + Ba(OH)2 = BaC03↓+ 2KOH.

4. Soli reagují s kyselinami za vzniku nové slabší kyseliny nebo nové nerozpustné soli:

Na2C03 + 2HC1 = 2NaCl + CO2 + H20.

Když sůl reaguje s kyselinou, která tvoří danou sůl, získá se kyselá sůl (to je možné, pokud sůl tvoří vícesytná kyselina).

Například:

Na2S + H2S = 2NaHS;

CaC03 + C02 + H20 = Ca(HC03)2.

5. Soli mohou vzájemně interagovat a vytvářet nové soli, pokud se jedna ze solí vysráží:

AgNO 3 + KC1 = AgCl↓ + KNO 3.

6. Mnoho solí se zahříváním rozkládá:

MgC03 MgO+ C02;

2NaNO 3 2NaNO 2 + O 2.

7. Zásadité soli reagují s kyselinami za vzniku středních solí a vody:

Fe(OH)2N03+HN03 = FeOH(N03)2+H20;

FeOH(N03)2 + HN03 = Fe(N03)3 + H20.

8. Kyselé soli reagují s alkáliemi za vzniku středních solí a vody:

NaHS04 + NaOH = Na2S03 + H20;

KN2RO4 + KON = K2NRO4 + H20.

Získávání solí

Všechny způsoby získávání solí jsou založeny na chemické vlastnosti nejdůležitější třídy anorganických sloučenin. V tabulce je uvedeno deset klasických metod získávání solí. 7.

Až na běžné metody pro získávání solí jsou také možné některé soukromé metody:

1. Interakce kovů, jejichž oxidy a hydroxidy jsou amfoterní s alkáliemi.

2. Fúze solí s určitými oxidy kyselin.

K2C03 + Si02 K2Si03 + C02.

3. Interakce alkálií s halogeny:

2KOH + Cl 2 KCl + KClO + H20.

4. Interakce halogenidů s halogeny:

2KVg + Cl2 = 2KS1 + Br2.

Kyseliny- elektrolyty, při jejichž disociaci vznikají z kladných iontů pouze ionty H +:

HNO 3 ↔ H + + NO 3 -;

CH 3 COOH↔ H + +CH 3 COO — .

Všechny kyseliny jsou klasifikovány na anorganické a organické (karboxylové), které mají také své vlastní (vnitřní) klasifikace.

Za normálních podmínek existuje značné množství anorganických kyselin v kapalném stavu, některé v pevné skupenství(H3P04, H3BO3).

Organické kyseliny s až 3 atomy uhlíku jsou vysoce mobilní, bezbarvé kapaliny s charakteristickým štiplavým zápachem; kyseliny se 4-9 atomy uhlíku jsou olejovité kapaliny s nepříjemným zápachem a kyseliny s velkým počtem atomů uhlíku jsou pevné látky nerozpustné ve vodě.

Chemické vzorce kyselin

Uvažujme chemické vzorce kyselin na příkladu několika zástupců (anorganických i organických): kyselina chlorovodíková - HCl, kyselina sírová - H 2 SO 4, kyselina fosforečná - H 3 PO 4, kyselina octová - CH 3 COOH a benzoová kyselina - C6H5COOH. Chemický vzorec ukazuje kvalitu a kvantitativní složení molekul (kolik a které atomy obsahuje konkrétní sloučenina) Pomocí chemického vzorce můžete vypočítat molekulovou hmotnost kyselin (Ar(H) = 1 amu, Ar(Cl) = 35,5 amu, Ar(P) = 31 amu, Ar(O) = 16 amu, Ar(S) = 32 amu, Ar(C) = 12 amu):

Mr(HCl) = Ar(H) + Ar(Cl);

Mr(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5.

Mr(H 2 SO 4) = 2×Ar(H) + Ar(S) + 4×Ar(O);

Mr(H2SO4) = 2×1 + 32 + 4×16 = 2 + 32 + 64 = 98.

Mr(H3PO4) = 3×Ar(H) + Ar(P) + 4×Ar(O);

Mr(H3PO4) = 3×1 + 31 + 4×16 = 3 + 31 + 64 = 98.

Mr(CH3COOH) = 3×Ar(C) + 4×Ar(H) + 2×Ar(O);

Mr(CH3COOH) = 3×12 + 4×1 + 2×16 = 36 + 4 + 32 = 72.

Mr(C 6 H 5 COOH) = 7×Ar(C) + 6×Ar(H) + 2×Ar(O);

Mr(C6H5COOH) = 7 × 12 + 6 × 1 + 2 × 16 = 84 + 6 + 32 = 122.

Strukturní (grafické) vzorce kyselin

Strukturní (grafický) vzorec látky je vizuálnější. Ukazuje, jak jsou atomy v molekule navzájem spojeny. Uveďme strukturní vzorce každé z výše uvedených sloučenin:

Rýže. 1. Strukturní vzorec kyseliny chlorovodíkové.

Rýže. 2. Strukturní vzorec kyseliny sírové.

Rýže. 3. Strukturní vzorec kyseliny fosforečné.

Rýže. 4. Strukturní vzorec kyseliny octové.

Rýže. 5. Strukturní vzorec kyseliny benzoové.

Iontové vzorce

Všechny anorganické kyseliny jsou elektrolyty, tzn. schopné disociovat ve vodném roztoku na ionty:

HCl ↔ H + + Cl -;

H2S04 ↔ 2H++ S042-;

H3PO4↔3H++ PO43-.

Příklady řešení problémů

PŘÍKLAD 1

Cvičení	Při úplném spalování 6 g organická hmota Vzniklo 8,8 g oxidu uhelnatého (IV) a 3,6 g vody. Definovat molekulární vzorec pálená látka, je-li známo, že její molární hmotnost je 180 g/mol.
Řešení	Sestavme schéma spalovací reakce organické sloučeniny a označme počet atomů uhlíku, vodíku a kyslíku jako „x“, „y“ a „z“: CxHyOz + Oz →CO2 + H20. Stanovme hmotnosti prvků, které tvoří tuto látku. Hodnoty relativní atomové hmotnosti převzaty z periodická tabulka DI. Mendělejev, zaokrouhlete na celá čísla: Ar(C) = 12 amu, Ar(H) = 1 amu, Ar(O) = 16 amu. m(C) = n(C)xM(C) = n(C02)xM(C) = xM(C); m(H) = n(H)xM(H) = 2xn(H20)xM(H) = xM(H); Vypočítejme molární hmotnosti oxidu uhličitého a vody. Jak je známo, molární hmotnost molekuly se rovná součtu relativních atomových hmotností atomů, které tvoří molekulu (M = Mr): M(C02) = Ar(C) + 2xAr(O) = 12+ 2x16 = 12 + 32 = 44 g/mol; M(H20) = 2 x Ar(H) + Ar(0) = 2 x 1+ 16 = 2 + 16 = 18 g/mol. m(C) = x 12 = 2,4 g; m(H) = 2 x 3,6 / 18 x 1 = 0,4 g. m(O) = m(CxHyOz) - m(C) - m(H) = 6 - 2,4 - 0,4 = 3,2 g. Pojďme definovat chemický vzorec připojení: x:y:z = m(C)/Ar(C): m(H)/Ar(H): m(0)/Ar(O); x:y:z= 2,4/12:0,4/1:3,2/16; x:y:z= 0,2:0,4:0,2 = 1:2:1. To znamená nejjednodušší vzorec pro sloučeninu CH20i molární hmotnost 30 g/mol. Abychom našli skutečný vzorec organické sloučeniny, najdeme poměr skutečné a výsledné molární hmotnosti: M látka / M(CH20) = 180/30 = 6. To znamená, že indexy atomů uhlíku, vodíku a kyslíku by měly být 6x vyšší, tzn. vzorec látky bude C6H12O6. Jedná se o glukózu nebo fruktózu.
Odpovědět	C6H12O6

PŘÍKLAD 2

Cvičení	Odvoďte nejjednodušší vzorec sloučeniny, ve které je hmotnostní zlomek fosforu 43,66 % a hmotnostní zlomek kyslíku 56,34 %.
Řešení	Hmotnostní zlomek prvku X v molekule o složení NX se vypočítá pomocí následujícího vzorce: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100 %. Označme počet atomů fosforu v molekule „x“ a počet atomů kyslíku „y“ Pojďme najít odpovídající relativní atomové hmotnosti prvků fosfor a kyslík (hodnoty relativních atomových hmotností převzaté z periodické tabulky D.I. Mendělejeva jsou zaokrouhleny na celá čísla). Ar(P) = 31; Ar(O) = 16. Procentuální obsah prvků rozdělíme na odpovídající relativní atomové hmotnosti. Najdeme tedy vztah mezi počtem atomů v molekule sloučeniny: x:y = co(P)/Ar(P): co(O)/Ar(O); x:y = 43,66/31: 56,34/16; x:y: = 1,4 : 3,5 = 1 : 2,5 = 2 : 5. To znamená, že nejjednodušší vzorec pro kombinování fosforu a kyslíku je P 2 O 5 . Je to oxid fosforečný (V).
Odpovědět	P2O5