A kémia területén a vegyületek osztályozása gyakran összetételük és kémiai tulajdonságaikon alapul. Az egyik leggyakoribb kérdés az, hogy a dihidrogén -foszfát só. Ennek kezelése érdekében elengedhetetlen a kulcsfontosságú kémiai kifejezések definícióiba belemerülni, és elemezni a dihidrogén szerkezetét és jellemzőitfoszfát.
Alapvető fogalmak: sók és savas sók
A sók meghatározása
A kémiában a sót hagyományosan olyan kémiai vegyületként definiálják, amely ionkötések által tartott ionokból áll. Akkor képződik, amikor egy sav és egy bázis semlegesítési reakción megy keresztül. A savas ha és a bázis közötti semlegesítő reakció általános képlete: ha + boh → ba + h₂o, ahol a Ba a sót képviseli. A sók általában kationokból (pozitív töltésű ionok) és anionokból (negatív töltésű ionokból) állnak. A kationok általában bázisokból származnak, például fémionokból vagy ammóniumionokból (NH₄⁺), míg az anionok savakból származnak.
Savas sók
A savas sók egy speciális sófajta. Akkor képződnek, ha egy poliprotikus savat csak egy bázis részben semlegesít. A poliprotikus sav olyan sav, amely molekulánként egynél több proton (H⁺) adományozhat. A részleges semlegesítés során a poliprotikus savban levő savas protonokat nem helyettesítik fém vagy ammóniumionok. Ennek eredményeként a savas sók tartalmazzák mind a bázis kationát, mind a negatív töltésű iont, amelynek még mindig van savas protonja. Például, amikor a kénsav (H₂SO₄), akkor egy diprotikus sav korlátozott mennyiségű nátrium -hidroxiddal (NaOH) reagál, nátrium -hidrogén -szulfát (NAHSO₄). Ebben az esetben a kénsavban lévő két proton közül csak az egyiket helyettesíti egy nátrium -ion, így a hidrogén -szulfát -ion (HSO₄⁻) egy fennmaradó protonnal hagyja, amely adományozható, megadva asós savastulajdonságok.
A dihidrogén -foszfát összetétele és szerkezete
Kémiai képlet és ionos összetétel
A dihidrogén -foszfát egy ion, a H₂PO₄⁻ kémiai képlettel. A foszforsavból (H₃PO₄), egy triprotikus savból származik, ami azt jelenti, hogy három protont adhat. Amikor a foszforsav részleges disszociáción vagy részleges semlegesítésen megy keresztül, különböző foszfát -ionok képződhetnek. A dihidrogén -foszfát (H₂PO₄⁻) esetében az egyik proton elveszett a foszforsavból, így két proton maradt a foszfátcsoporthoz.
A dihidrogén -foszfát -só kialakításához a h₂po₄⁻ -ionnak kationnal kell kombinálnia. A dihidrogén -foszfát -só képződésének általános kationjai közé tartozik a fémionok, például a nátrium (NA⁺), a kálium (K⁺), a kalcium (CA²⁺) és az ammónium -ionok (NH₄⁺). Például a nátrium -dihidrogén -foszfát nah₂po₄ kémiai képlettel rendelkezik, amely na⁺ kationokból és h₂po₄⁻ anionokból áll. Hasonlóképpen, az ammónium -dihidrogén -foszfát (NH₄) H₂PO₄, NH₄⁺ kationokat és H₂PO₄⁻ anionokat tartalmaz.
Szerkezeti jellemzők
A dihidrogén -foszfát -ion szerkezete a foszfátcsoporton (PO₄³⁻) alapul, amelynek tetraéder geometriája van, amelynek középpontjában foszfor atom van, négy oxigénatomhoz kötve. A h₂po₄⁻ -ionban az oxigénatomok közül kettő a hidrogénatomokhoz van kötve, OH csoportokat képezve. Ezek az OH -csoportok felelősek a dihidrogén -foszfát -ion savas tulajdonságaiért, mivel ezekben a csoportokban a hidrogénatomok vizes protonként felszabadíthatókmegoldás.
A dihidrogén -foszfát só?
A legfontosabb megkülönböztetés: ion vs. só
Fontos, hogy tisztázzuk a közös zavart pontot: a dihidrogén -foszfát (H₂PO₄⁻) maga egy ion, nem pedig só. A só egy olyan vegyület, amely mind kationokból, mind anionokból áll. Ha azonban a dihidrogén -foszfát -ionok kationokkal kombinálnak, akkor a kapott vegyületek valóban sók. Ezeket a sókat savas sóknak kell besorolni, mivel a H₂po₄⁻ anion még mindig savas protonokat tartalmaz, amelyek adományozhatók.
Például vegye figyelembe a nátrium -dihidrogén -foszfátot (NAH₂PO₄). Ez a vegyület na⁺ kationokból és h₂po₄⁻ anionokból áll, amelyeket ionos kötések tartanak össze. Ha a foszforsav (H₃PO₄) reagál nátrium -hidroxiddal (NaOH) 1: 1 moláris arányban, részleges semlegesítést eredményez: H₃PO₄ + NaOH → Nah₂po₄ + H₂O. Ebben a reakcióban a foszforsavban lévő három proton közül csak az egyiket semlegesítik a nátrium -hidroxid, így két proton marad a H₂po₄⁻ -ionban. Mivel a vegyület kationt (NA⁺) és egy anion (H₂PO₄⁻) is tartalmaz, és egy sav és egy bázis közötti semlegesítési reakcióval képződik, a nátrium -dihidrogén -foszfát egyértelműen só.
A dihidrogén -foszfát sók kémiai tulajdonságai
A dihidrogén -foszfát sók a savas sók jellegzetes tulajdonságait mutatják. Vizes oldatban a h₂po₄⁻ -ion savként és bázisként is működhet, az oldat pH -jától függően. Ennek oka az, hogy adományozhat egy protont (savként hat), hogy a hidrogén -foszfát -ion (hpo₄²⁻) képződjön, vagy elfogadjon egy protont (bázisként) a foszforsav (H₃PO₄) reformjához. Ez az amfoter természet sok savas só közös jellemzője, amely poliprotikus savakból származik.
Például a nátrium -dihidrogén -foszfát oldatában a következő egyensúly létezik:
H₂po₄⁻ ⇌ h⁺ + hpo₄²⁻ (savként hat)
H₂po₄⁻ + h⁺ ⇌ h₃po₄ (alapként viselkedik)
A dihidrogén -foszfát -só -oldat pH -ja a sav relatív erősségétől és a h₂po₄⁻ -ion bázis disszociációjától függ. A foszforsav esetében a H₂PO₄⁻ képződésének első disszociációs állandója (KA₁) viszonylag nagy, míg a HPO₄²⁻ képződésének második disszociációs állandója (KA₂) kisebb. Ennek eredményeként az oldatban a H₂po₄⁻ -ion nagyobb valószínűséggel adományoz egy protont, mint elfogadja az egyiket, így sok dihidrogén -foszfát -só oldatait kissé savas.
Általános dihidrogén -foszfát -sók és azok alkalmazásai
Nátrium -dihidrogén -foszfát (nah₂po₄)
A nátrium -dihidrogén -foszfát egy fehér, kristályos szilárd anyag, amely vízben nagyon oldódik. Ezt általában az élelmiszeriparban használják emulgeálószerként, pufferoló szerként és kovácsi ügynökként. A gyógyszeriparban a hashajtók készítésében és pufferoló szerként használják intravénás oldatokban. Ez is alkalmazható vízkezelésben és reagensként a vegyi laboratóriumokban.
Kálium -dihidrogén -foszfát (KH₂PO₄)
A kálium -dihidrogén -foszfát egy másik széles körben alkalmazott dihidrogén -foszfát -só. Ez mind a kálium, mind a foszfor forrása, ezáltal hasznos műtrágyaként, különösen a hidroponikus rendszerekben és az üvegházakban történő növények termesztéséhez. Ezt az élelmiszeriparban is használják, mint szekvenciális és pufferoló szerként, valamint mosószerek és tisztítószerek előállításában.
Ammónium -dihidrogén -foszfát ((NH₄) H₂PO₄)
Az ammónium -dihidrogén -foszfát fontos műtrágya, amely mind a nitrogént, mind a foszfort biztosítja a növények számára. Gyakran használják más műtrágyákkal kombinálva a növények táplálkozási igényeinek kielégítésére. Ezt a tűzoltó készülékek előállításában, az égésgátlóként és a textiliparban is használják.
Következtetés
Összegezve, a "dihidrogén -foszfát" kifejezés utalhat a H₂po₄⁻ -ionra, amely nem só, hanem anion. Ha azonban ez az ion olyan kationokkal kombinálódik, mint a Na⁺, K⁺, Ca²⁺ vagy NH₄⁺, akkor a kapott vegyületek valóban sók. Ezeket a sókat savas sóknak kell besorolni, mivel a H₂po₄⁻ anion megőrzi a savas protonokat, amelyeket oldatban adományozhatnak. A dihidrogén -foszfát -sók a sók tipikus tulajdonságait mutatják, ideértve az ionkötést, a víz oldhatóságát és az áramot oldva vagy megolvasztva. Ezeket széles körben használják a különféle iparágakban, az élelmiszer- és gyógyszeriparoktól kezdve a mezőgazdaságig és a gyártásig, kiemelve azok fontosságát mind a kémiai, mind a gyakorlati környezetben.
A dihidrogén -foszfát -ion és a dihidrogén -foszfát -sók közötti különbségtétel megértése elengedhetetlen a pontos kémiai osztályozás és kommunikáció szempontjából. Noha maga az ion nem só, a kationokkal rendelkező sók kialakításában játszott szerepe alapvető fontosságú annak kémiai viselkedésében és alkalmazásában. A sók és a savas sók meghatározásainak megvizsgálásával, a dihidrogén -foszfát összetételének és szerkezetének elemzésével, valamint a közös dihidrogén -foszfát -sók tulajdonságainak és felhasználásának figyelembevételével, egyértelmű, hogy ezek a vegyületek szilárdan a kémia kategóriájába tartoznak.