Syreföreningar egenskaper, reaktioner, användningar

1455
Robert Johnston

De syresatta föreningar De är alla de som innehåller syre antingen kovalent eller joniskt. Den mest kända består av organiska molekyler som har C-O-bindningar; men familjen är mycket bredare och har länkar som Si-O, P-O, Fe-O eller liknande.

Kovalenta oxygenater är i allmänhet organiska (med kolskelett), medan jonföreningar är oorganiska och består väsentligen av oxider (metalliska och icke-metalliska). Naturligtvis finns det många undantag från den föregående regeln; men de har alla gemensamt närvaron av syreatomer (eller joner).

Bubblor med syre stiger från havets djup. Källa: Pxhere.

Syre finns lätt när det bubblar i vatten (toppbild) eller i något annat lösningsmedel där det inte solubiliseras. Det är i luften vi andas, i bergen, i cement, och i växt- och djurvävnader..

Oxygenater finns överallt. De av den kovalenta typen är inte lika "urskiljbara" som de andra, eftersom de ser ut som genomskinliga vätskor eller svaga färger; dock är syret där, bundet på flera sätt.

Artikelindex

  • 1 Fastigheter
    • 1.1 Graden av oxidation
    • 1.2 Funktionella grupper
    • 1.3 Polaritet
  • 2 Nomenklatur
    • 2.1 Alkoholer
    • 2.2 Aldehyder
    • 2.3 Ketoner
    • 2.4 Eter och estrar
  • 3 Reaktioner
  • 4 användningsområden
  • 5 Exempel
  • 6 Referenser

Egenskaper

Eftersom familjen av oxygenater är så stor kommer denna artikel bara att fokusera på de organiska och kovalenta typerna..

Graden av oxidation

De har alla gemensamma C-O-bindningar, oavsett struktur. om det är linjärt, grenat, cykliskt, intrikat, etc. Ju fler C-O-bindningar det finns, desto mer syresatt föreningen eller molekylen sägs; och därför är dess oxidationsgrad högre. Detta är fallet, syresatta föreningar, värda redundansen, oxideras.

Beroende på deras oxidationsgrad frigörs olika typer av sådana föreningar. De minst oxiderade är alkoholerna och etrarna; i den första finns en C-OH-bindning (oavsett om detta kol är primärt, sekundärt eller tertiärt) och i det andra bindningen C-O-C. Därför kan man hävda att etrar är mer oxiderade än alkoholer.

Efter samma tema följer aldehyder och ketoner graden av oxidation; Dessa är karbonylföreningar, och de heter så för att de har en karbonylgrupp, C = O. Och slutligen finns estrarna och karboxylsyrorna, de senare är bärare av karboxylgruppen, COOH.

Funktionella grupper

Egenskaperna hos dessa föreningar är en funktion av deras oxidationsgrad; och på samma sätt reflekteras detta av närvaron, bristen eller överflödet av de ovan nämnda funktionella grupperna: OH, CO och COOH. Ju större antal av dessa grupper som finns i en förening, desto mer syresatt blir det.

Inte heller kan de interna C-O-C-bindningarna glömmas bort, som "tappar" betydelsen jämfört med syresatta grupper..

Och vilken roll spelar sådana funktionella grupper i en molekyl? De definierar dess reaktivitet och representerar också aktiva platser där molekylen kan genomgå transformationer. Detta är en viktig egenskap: de är byggstenar för makromolekyler eller föreningar för specifika ändamål..

Polaritet

Oxygenater är i allmänhet polära. Detta beror på att syreatomer är mycket elektronegativa, vilket skapar permanenta dipolmoment..

Det finns dock många variabler som avgör om dessa är polära; till exempel molekylens symmetri, vilket leder till vektorn avlägsnas av sådana dipolmoment.

Nomenklatur

Varje typ av syresatta föreningar har sina riktlinjer som ska namnges enligt IUPAC-nomenklaturen. Nomenklaturerna för några av dessa föreningar diskuteras kort nedan..

Alkoholer

Alkoholer, till exempel, namnges genom att lägga till suffixet -ol i slutet av namnen på de alkaner som de kommer från. Således är alkoholen härrörande från metan, CH4, det kommer att kallas metanol, CH3Åh.

Aldehyder

Något liknande händer för aldehyder, men att lägga till suffixet -al. I ditt fall har de inte en OH-grupp utan CHO, kallad formyl. Detta är inget annat än en karbonylgrupp med ett väte bundet direkt till kolet.

Från och med CH4 och "avlägsnande" av två väten kommer vi att ha molekylen HCOH eller HtvåC = O, kallad metanal (eller formaldehyd, enligt traditionell nomenklatur).

Ketoner

För ketoner är suffixet -one. Karbonylgruppen eftersträvas att ha den lägsta lokaliseraren när man listar kol i huvudkedjan. Således kan ch3CHtvåCHtvåCHtvåBil3 det är 2-hexanon, inte 5-hexanon; i själva verket är båda föreningarna ekvivalenta i detta exempel.

Ethers och estrar

Deras namn liknar varandra, men den förra har den allmänna formeln ROR ', medan den senare har RCOOR'. R och R 'representerar samma eller olika alkylgrupper, vilka nämns i alfabetisk ordning, i fallet med etrar; eller beroende på vilken som är kopplad till karbonylgruppen, i fallet med estrar.

Till exempel CH3OCHtvåCH3 är etylmetyleter. Medan CH3COOCHtvåCH3, är etyletanoat. Varför etanoat och inte metanoat? Eftersom det anses inte bara CH3 men också karbonylgruppen, eftersom CH3CO- representerar "syradelen" av estern.

Reaktioner

Det nämndes att funktionella grupper är ansvariga för att definiera oxygenaternas reaktiviteter. OH kan till exempel frisättas i form av en vattenmolekyl; man talar då om en uttorkning. Denna uttorkning gynnas i närvaro av värme och ett surt medium.

Eter, för sin del, reagerar också i närvaro av vätehalogenider, HX. Därigenom bryts deras C-O-C-bindningar för att bilda alkylhalogenider, RX.

Beroende på miljöförhållandena kan föreningen oxidera ytterligare. Exempelvis kan etrar omvandlas till organiska peroxider, ROOR '. Likaså och bättre kända är oxidationerna av primära och sekundära alkoholer till aldehyder respektive ketoner..

Aldehyder kan i sin tur oxideras till karboxylsyror. Dessa, i närvaro av alkoholer och ett surt eller basiskt medium, genomgår en förestringsreaktion för att ge estrar..

I mycket allmänna termer syftar reaktionerna till att öka eller minska graden av oxidation av föreningen; men i processen kan det ge upphov till nya strukturer, nya föreningar.

Applikationer

När deras mängder kontrolleras är de mycket användbara som tillsatser (läkemedel, livsmedel, i beredning av produkter, bensin, etc.) eller lösningsmedel. Deras användningsområden är uppenbarligen beroende av oxygenatets karaktär, men om polära arter behövs är de troligtvis ett alternativ..

Problemet med dessa föreningar är att när de brinner kan de producera produkter som är skadliga för livet och miljön. Till exempel representerar överskottet av syresatta föreningar som föroreningar i bensin en negativ aspekt eftersom det genererar föroreningar. Detsamma händer om bränslekällorna är vegetabiliska massor (biodrivmedel).

Exempel

Slutligen nämns en serie exempel på syresatta föreningar:

- Etanol.

- Dietyleter.

- Aceton.

- Hexanol.

- Isoamyletonoonat.

- Myrsyra.

- Fettsyror.

- Kronetrar.

- Isopropanol.

- Metoxibensen.

- Fenylmetyleter.

- Butanal.

- Propanon.

Referenser

  1. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. (Fjärde upplagan). Mc Graw Hill.
  2. Morrison, R.T. och Boyd, R. N. (1987). Organisk kemi. (5: e upplagan). Addison-Wesley Iberoamericana
  3. Carey, F. A. (2008). Organisk kemi. (6: e upplagan). McGraw-Hill, Interamerica, Editores S.A.
  4. Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. (2011). Organisk kemi. Aminer. (10: e upplagan.). Wiley plus.
  5. Andrew Tipler. (2010). Bestämning av syrehaltiga föreningar med låg nivå i bensin med Clarus 680 GC med S-Swafer MicroChannel Flow Technology. PerkinElmer, Inc. Shelton, CT 06484 USA.
  6. Chang, J., Danuthai, T., Dewiyanti, S., Wang, C. & Borgna, A. (2013). Hydrodeoxygenering av guaiacol över kolbärade metallkatalysatorer. ChemCatChem 5, 3041-3049. dx.doi.org

Ingen har kommenterat den här artikeln än.