옥시산

산소산의 구조와 생산

옥시산은 산소 원자, 산 형성 원소 및 산소에 결합된 적어도 하나의 수소 원자의 세 가지 핵심 요소로 구성됩니다. 중심 원자는 일반적으로 황, 질소 또는 인과 같은 비금속입니다. 이러한 원소를 "산 형성 원소"라고 합니다. 여기에는 망간(VII)과 같은 높은 산화 상태의 특정 금속도 포함될 수 있습니다. 옥시산의 이름은 산을 형성하는 원소의 이름에서 만들어지며, 그 원자가는 괄호 안에 지정하고 접미사 -ic 를 추가합니다. 즉, 인산, 황산, 질산 등입니다. 산소산의 원자가는 반드시 산의 이름에 명시되어야 합니다. 옥시산은 주로 산 무수물과 물의 반응을 통해 얻어진다. 무수물은 특정 비금속(또는 특정 금속)의 산화물입니다. 이 경우 산소산은 두 단계로 얻을 수 있습니다. 첫 번째 단계에서 산 형성 요소는 산소 속에서 연소됩니다. 그러한 반응의 예는 인(4원자 분자를 형성함)의 연소입니다. 인(V) 산화물 또는 인 오산화인은 백색 연기의 형태로 형성됩니다. 생성된 산 무수물은 물에 용해되어 인산을 형성합니다. 메틸오렌지(pH 지시약)가 시스템에 추가되면 얻은 산이 용액의 pH를 낮추기 때문에 용액이 빨간색으로 변합니다. 산소산을 얻는 또 다른 방법은 (이중) 치환 반응을 이용하는 것입니다. 특정 염에 강산을 작용하면 염에서 약한 산을 대체할 수 있습니다.

산소산의 특성

옥시산은 이른바 전해질 , 즉 전류를 전도할 수 있는 화합물로 분류됩니다. 산에 따라 다양한 정도로 물에서 전해 해리될 수 있습니다. 수용액에서 옥시산은 양이온(양이온)과 음이온(음이온)으로 해리되어 전하를 옮길 수 있습니다. 산은 다음과 같이 분류됩니다.

• 수소 양이온과 산성 라디칼 음이온으로 완전히 해리되는 강산. 강한 산소산에는 황산(VI)산, 질산(V)산, 염소산(VII)산이 포함됩니다.
• 완전한 전해 해리를 거치지 않는 약한 산소산. 수용액에서 대부분의 분자는 해리되지 않은 상태로 남아 있습니다. 일반적으로 산화 상태가 낮은 원소를 기반으로 하는 산은 강도가 낮습니다. 여기에는 황산(IV) 또는 질산(III)이 포함됩니다. 탄산(H ₂ CO ₃ )은 가장 약한 산소산입니다. 매우 불안정합니다. 그것은 종종 더 강한 산에 의해 용액에서 대체됩니다.

주어진 산의 산 라디칼을 형성하는 중심 원자의 전기 음성도가 클수록 산 자체는 더 강합니다. 동일한 원소가 여러 산을 형성하는 경우 분자의 산소 원자 수에 따라 강도가 증가합니다. 또한, 옥시산의 강도는 수소 이온을 해리하는 능력 (해리 정도)에 의해 결정될 수 있습니다. 단일 양성자 산(하나의 수소 양이온을 가짐)은 단일 단계로 해리되는 반면 다중 양성자 산(분자에 하나 이상의 수소 원자를 가짐)은 여러 단계로 해리됩니다. 그들 각각은 특정한 평형 방정식을 가지고 있습니다. 첫 번째 단계는 항상 가장 빠릅니다. 해리된 수소 원자는 물 분자와 결합하여 옥소늄 이온(H ₃ O ⁺ )을 형성합니다. 그들은 산성 수용액의 산성 pH를 유발합니다. 옥시산은 염기성 산화물 및 수산화물 과 반응합니다. 이러한 반응의 결과로 상응하는 염과 물이 형성됩니다. 중요한 것은 산소산이 산성 산화물과 반응하지 않는다는 것입니다. 화학적 활성 금속(예: 알칼리 토금속 또는 알칼리 금속)과 반응 합니다. 이 금속은 산 분자에서 수소를 대체하여 염을 형성합니다. 귀금속(화학적 활성이 높지 않은)은 수소 원자를 대체하지 않기 때문에 유사한 방식으로 산소산과 반응하지 않습니다. 이들은 산화성 산, 즉 황산 또는 질산의 농축 용액과만 반응합니다.

선택된 산소산의 특성 및 응용

황산, H ₂ SO ₄ 유성 액체 형태의 강산입니다. 1.84g/cm ³ 에서 밀도는 물보다 거의 두 배 높습니다. 거의 모든 비율로 물과 혼합되어 많은 양의 열을 방출합니다. 황산은 흡습성이 높습니다. 농도가 98%인 황산 용액은 시중에서 구할 수 있습니다. Oleum은 황산에 황산화물 SO ₃ 의 용액입니다. H ₂ SO ₄ 는 업계의 핵심 부산물입니다. 그것은 비료(예: 과인산 ), 기타 산(예: 포름산 ), 세탁 세제, 폭발물, 살충제, 고무, 종이 및 기타 물건의 생산에 사용됩니다. 질산, HNO ₃ 질산은 물에 쉽게 용해되는 무색 액체입니다. 농축 용액(약 68%)은 강한 산화 특성을 가지고 있습니다. HNO3는 단백질의 특징적인 황변( _{xanthoproteic} reaction)을 일으킵니다. 농축된 질산은 갈색 산화질소를 방출하면서 분해되어 연기를 냅니다. 질산의 주요 용도는 주로 다른 화학 물질(예: 특정 염 , 에스테르 또는 니트로 화합물)의 제조를 포함합니다. _HNO3 에 대한 중요한 수요는 질산암모늄 생산 공정에서 나옵니다. 산은 또한 폭발물, 염료, 금속 표면 청소 및 제약 산업에 사용됩니다. 인산, H ₃ PO ₄ 약 85%농도의 이 산 수용액(유성 액체)은 실험실에서 가장 일반적으로 사용됩니다. 순수한 H ₃ PO ₄ 도 사용할 수 있습니다. 흰색 결정 형태로 제공됩니다(실온에서). 인산은 흡습성이 강합니다. 그것은 인산염(V), 인산이수소(V) 및 인산수소(V)의 세 가지 계열의 염을 형성합니다. 인산은 업계에서 중요한 제품입니다. 광물질 비료, 가정용 화학 제품, 사료 첨가제 또는 의약품 제조와 같은 화학 및 제약 공정에서 상당한 양이 소비됩니다. 또한 석회질 제거 및 녹 제거 제제 생산에 사용되는 기질 중 하나입니다.