U carstvu hemije, klasifikacija spojeva često se šarke na njihovu kompoziciju i hemijska svojstva. Jedno često pitanje koje se pojavljuje je da li je dihidrogen fosfat sol. Da bi se to riješilo, od suštinskog je značaja za definiranje ključnih hemijskih pojmova i analizirati strukturu i karakteristike dihidrogenafosfat.
Osnovni pojmovi: soli i kisele soli
Definicija soli
U hemiji, sol se tradicionalno definira kao hemijski spoj koji se sastoji od jona koje se održavaju ioničke obveznice. Formira se kada se kiselina i baza prolaze reakciju neutralizacije. Opća formula za reakciju neutralizacije između kiseline ha i baznog bojeva je: ha + boh → ba + h₂o, gdje BA predstavlja sol. Soli se obično sastoje od kationa (pozitivno napunjenih jona) i anija (negativno napunjeni joni). Kationi su obično izvedeni iz baza, poput metalnih jona ili amonijum jona (nh₄⁺), dok su anioni izvedene iz kiselina.
Kisele soli
Kisele soli su specifična vrsta soli. Oni se formiraju kada je poliprotska kiselina samo djelomično neutralizirana bazom. Poliprotska kiselina je kiselina koja može donirati više od jednog protona (h) po molekuli. Tokom djelomične neutralizacije, nisu svi kiseli protonovi u poliprotskoj kiselini zamjenjuju metalni ili amonijum ioni. Kao rezultat toga, kisele soli sadrže i kation iz baze i negativno napunjene ion koji i dalje ima kisele protone koji mogu donirati. Na primjer, kada sumporna kiselina (H₂so₄), diprotna kiselina, reagira sa ograničenom količinom natrijum hidroksida (NAOH), formirana je natrijum vodikov sulfat (nahso₄). U tom se slučaju samo jedan od dva protona u sumpornom kiselini zamijeni natrijum-jon, ostavljajući hidrogen sulfat ion (HSO₄⁻) sa preostalim protonom koji se može donirati, dajućisoli kiseliNekretnine.
Sastav i struktura dihidrogenog fosfata
Hemijska formula i jonski sastav
Dihidrogen fosfat je ion sa hemijskim formulom H₂po₄⁻. Izveden je iz fosforne kiseline (h₃po₄), trostručne kiseline, što znači da može donirati tri protona. Kada se fosforna kiselina podvrgne djelomičnoj disocijaciji ili djelomičnoj neutralizaciji, mogu se formirati različiti ioni fosfata. U slučaju dihidrogenog fosfata (H₂po₄⁻), jedan proton je izgubljen iz fosforne kiseline, ostavljajući dva protona i dalje vezan za fosfatnu grupu.
Da bi se formirala dihidrogena fosfatna sol, h₂po₄⁻ ion mora se kombinirati sa katijom. Uobičajene katije koje čine dihidrogene fosfatne soli uključuju metalne jone kao što su natrijum (na⁺), kalijum (k⁺), kalcijum (CA2⁺⁺) i amonijum jona (NH₄⁺). Na primjer, fosfat natrijum dihidrogena ima hemijsku formulu nah₂po₄, koja se sastoji od na⁺ kationa i h₂po-aniona. Slično tome, amonijum dihidrogen fosfat je (nh₄) h₂po₄, koji sadrži nh₄⁺ katione i h₂po-anije.
Strukturne karakteristike
Struktura dihidrogena fosfatna ion zasniva se na fosfatnu grupu (po₄³⁻), koja ima tetraedra geometriju sa fosforom atomom u središtu vezana na četiri atoma kisika. U H₂po-jonu, dva atoma kisika veže se na atome vodika, formiranjem oh grupe. Ove grupe su odgovorne za kisele svojstva dihidrogenog fosfata jona, jer se atomi vodika u tim grupama mogu pustiti kao protone u vodenojrešenje.
Da li je dihidrogen fosfat sol?
Ključna razlika: Ion vs. Sol
Važno je razjasniti zajedničku tačku zbrke: samoodrogen fosfat (h₂po₄⁻) sam ion, a ne sol. Sol je spoj sastavljen od oba kationa i aniona. Međutim, kada se dihidrogeni ioni fosfati kombiniraju s katijima, rezultirajuće jedinjenja su doista soli. Ove soli su klasificirane kao kisele soli jer H₂po₄⁻ anion i dalje sadrži kisele protone koji se mogu donirati.
Na primjer, razmislite o fosfatu natrijum dihidrogena (Nah₂po₄). Ovaj spoj sastoji se od na⁺ kationa i h₂po-anija, koje se drže zajedno od strane jonskih obveznica. Formirana je kada fosforna kiselina (H₃po₄) reagira sa natrijum-hidroksidom (NAOH) u ratoru od 1: 1, što rezultira djelomičnom neutralizacijom: H₃po₄ + naoh → nah₂po₄ + h₂o. U ovoj reakciji samo je jedan od tri protona u fosfornoj kiselini neutraliziran natrijum hidroksidom, ostavljajući dva protona u H₂po-ionu. Budući da spoj sadrži i kation (na⁺) i anion (h₂po₄⁻), a formira se reakcijama neutralizacije između kiseline i baze, fosfat natrijum dihidrogena očito je sol.
Hemijska svojstva dihidrogena fosfatnih soli
Dihidrogen fosfatne soli pokazuju karakteristične svojstva kiselih soli. U vodenoj otopini, H₂po₄⁻ ion može djelovati kao kiselinu i bazu, ovisno o pH rješenja. To je zato što može donirati proton (djelujući kao kiselinu) da bi se formiralo hidrogen fosfatna jona (HPO₄₄⁻⁻) ili prihvati proton (djelujući kao bazu) za reformu fosforne kiseline (H₃po₄). Ova amfoterična priroda uobičajena je karakteristika mnogih kiselih soli izvedenih iz poliprotičkih kiselina.
Na primjer, u otopini fosfata natrijum dihidrogena, postoji sljedeća ravnoteža:
H₂po₄⁻ ⇌ h⁺ + hpak²⁻ (djeluje kao kiselina)
H₂po₄⁻ + h⁺ ⇌ h₃po₄ (gluma kao baza)
PH dihidrogena rješenje soli fosfata ovisi o relativnim jačinama kiseline i bazne disocijacije H₂po-jona. Za fosfornu kiselinu, prva konstanta disocijacije (KA₁) za formiranje H₂po-a relativno je velika, dok je stalna rastacija (KA₂) za formiranje HPO₄₄₄⁻. Kao rezultat, u rješenju, H₂po-ion vjerovatnije će donirati proton nego prihvatiti jedan, izrađivati rješenja mnogih dihidrogenih fosfatnih soli blago kiselo.
Zajedničke dihidrogene fosfatne soli i njihove primjene
Natrijum dihidrogen fosfat (Nah₂po₄)
Natrijum-dihidrogen fosfat je bijela, kristalna čvrsta kruta koja je vrlo topljiva u vodi. Obično se koristi u prehrambenoj industriji kao emulgaju, pufering agenta i sabiranje agenta. U farmaceutskoj industriji koristi se u formulaciji laksativa i kao sredstvo za punjenje u intravenskoj rješenjima. Također ima primjene u tretmanu vode i kao reagens u hemijskim laboratorijama.
Kalijum dihidrogen fosfat (Kh₂po₄)
Kalijum dihidrogen fosfat je još jedna široko korištena dihidrogena fosfatna sol. To je izvor kalijuma i fosfora, čineći ga korisnim kao đubrivom, posebno u hidroponskim sistemima i za uzgoj biljaka u plastenicima. Koristi se i u prehrambenoj industriji kao sekfikom i pufernom agentu, te u proizvodnji deterdženata i sredstava za čišćenje.
Amonijum dihidrogen fosfat ((nh₄) h₂po₄)
Amonijum dihidrogen fosfat važno je gnojivo, pružajući i azotu i fosforu na biljke. Često se koristi u kombinaciji s drugim gnojivima kako bi se zadovoljili prehrambene potrebe usjeva. Koristi se i u proizvodnji aparata za gašenje požara, kao plamena usporavanja, a u tekstilnoj industriji kao završnog sredstva.
Zaključak
Zaključno, izraz "dihidrogen fosfat" može se odnositi na H₂po-ion, koji nije sol, već i anion. Međutim, kada se ovaj jon kombinira s kationima kao što su na⁺, k⁺, ca. CA², ili NH₄⁺, rezultirajuće jedinjenja su doista soli. Ove soli su klasificirane kao kisele soli jer H₂po₄⁻ anion zadržava kisele protone koji se mogu donirati u rješenju. Dihidrogene fosfatne soli pokazuju tipična svojstva soli, uključujući insko vezivanje, rastvorljivost u vodi i sposobnost provođenja električne energije kada se otopi ili rastopi. Široko se koriste u raznim industrijama, od hrane i lijekova za poljoprivredu i proizvodnju, ističući njihovu važnost u kemijskim i praktičnim kontekstima.
Razumijevanje razlike između dihidrogena fosfatna jona i dihidrogene fosfatne soli ključno je za tačnu hemijsku klasifikaciju i komunikaciju. Dok sam ion nije sol, njegova uloga u formiranju soli sa kationima je osnovna za njeno hemijsko ponašanje i aplikacije. Ispitivanjem definicija soli i kiselih soli, analizirajući sastav i strukturu dihidrogena fosfata i razmatranja svojstava i upotrebe zajedničkih dihidrogenih fosfatnih soli, jasno je da ovi spojevi čvrsto pripadaju kategoriji soli u hemiji.