SEBATIAN OKSIGEN: SIFAT, TINDAK BALAS, KEGUNAAN - KIMIA - 2025

The oxygenates adalah mereka yang oksigen Incorporate memuat kovalen atau ionically. Yang paling terkenal terdiri daripada molekul organik yang mempunyai ikatan CO; tetapi keluarga jauh lebih luas, hosting pautan seperti Si-O, PO, Fe-O atau yang serupa.

Oksigenat kovalen umumnya organik (dengan kerangka karbon), sementara sebatian ion tidak organik, terdiri daripada oksida (logam dan bukan logam). Sudah tentu, terdapat banyak pengecualian daripada peraturan sebelumnya; tetapi kesemuanya mempunyai kehadiran atom oksigen (atau ion).

Gelembung oksigen naik dari kedalaman laut. Sumber: Pxhere.

Oksigen mudah hadir apabila ia menggelegak di air (gambar atas) atau pelarut lain di mana ia tidak larut. Di udara kita bernafas, di pergunungan, di simen, dan di tisu tumbuhan dan haiwan.

Oksigenat ada di mana-mana. Jenis kovalen tidak "dapat dibezakan" seperti yang lain, kerana mereka mempunyai rupa cecair lutsinar atau warna samar; namun oksigen ada, terikat dalam pelbagai cara.

Hartanah

Kerana keluarga oksigenat sangat luas, artikel ini hanya akan menumpukan pada jenis organik dan kovalen.

Tahap pengoksidaan

Kesemuanya mempunyai ikatan CO yang sama, tanpa mengira strukturnya; jika berbentuk linear, bercabang, kitaran, rumit, dll. Semakin banyak ikatan CO, semakin banyak oksigen sebatian atau molekul dikatakan; dan oleh itu, tahap pengoksidaannya lebih tinggi. Oleh kerana sebatian oksigen, bernilai redundansi, dioksidakan.

Bergantung pada tahap pengoksidaannya, pelbagai jenis sebatian tersebut dilepaskan. Yang paling tidak teroksidasi ialah alkohol dan eter; pada yang pertama terdapat ikatan C-OH (jadilah karbon primer, sekunder atau tersier ini), dan pada ikatan COC kedua. Oleh itu dapat dikatakan bahawa eter lebih teroksidasi daripada alkohol.

Mengikuti tema yang sama, aldehid dan keton mengikuti tahap pengoksidaan; Ini adalah sebatian karbonil, dan ia disebut kerana mereka mempunyai kumpulan karbonil, C = O. Dan akhirnya, terdapat ester dan asid karboksilik, yang terakhir adalah pembawa kumpulan karboksil, COOH.

Kumpulan berfungsi

Sifat sebatian ini adalah fungsi tahap pengoksidaannya; dan juga, ini ditunjukkan oleh kehadiran, kekurangan atau banyaknya kumpulan fungsi yang disebutkan di atas: OH, CO dan COOH. Semakin besar bilangan kumpulan ini yang terdapat dalam sebatian, semakin banyak oksigennya.

Ikatan COC dalaman juga tidak dapat dilupakan, yang "kehilangan" kepentingannya berbanding kumpulan beroksigen.

Dan apakah peranan kumpulan berfungsi sedemikian dalam molekul? Mereka menentukan kereaktifan, dan juga mewakili laman aktif di mana molekul dapat mengalami transformasi. Ini adalah harta yang penting: mereka adalah blok bangunan untuk makromolekul atau sebatian untuk tujuan tertentu.

Kutuban

Oksigenat umumnya polar. Ini kerana atom oksigen sangat elektronegatif, sehingga mewujudkan momen dipol kekal.

Walau bagaimanapun, terdapat banyak pemboleh ubah yang menentukan sama ada polar atau tidak; sebagai contoh, simetri molekul, yang memerlukan pembatalan vektor momen dipol tersebut.

Tatanama

Setiap jenis sebatian beroksigen mempunyai pedoman yang harus diberi nama sesuai dengan tatanama IUPAC. Tatanama untuk sebilangan sebatian ini dibincangkan secara ringkas di bawah.

Alkohol

Alkohol, misalnya, dinamakan dengan menambahkan akhiran -ol pada akhir nama alkana dari mana asalnya. Oleh itu, alkohol yang berasal dari metana, CH ₄ , akan disebut metanol, CH ₃ OH.

Aldehid

Perkara serupa berlaku untuk aldehid, tetapi menambahkan akhiran -al. Dalam kes anda, mereka tidak mempunyai kumpulan OH melainkan CHO, yang disebut formyl. Ini tidak lebih daripada kumpulan karbonil dengan hidrogen yang terikat terus ke karbon.

Oleh itu, bermula dari CH ₄ dan "membuang" dua hidrogen, kita akan mempunyai molekul HCOH atau H ₂ C = O, dipanggil methanal (atau formaldehid, mengikut tatanama tradisional).

Keton

Untuk keton, akhiran adalah –ona. Kumpulan karbonil dicari mempunyai pencari terendah ketika menyenaraikan karbon dalam rantai utama. Oleh itu, CH ₃ CH ₂ CH ₂ CH ₂ COCH ₃ adalah 2-heksanon, dan bukan 5-heksanon; sebenarnya, kedua-dua sebatian itu setara dalam contoh ini.

Eter dan ester

Nama mereka serupa, tetapi yang pertama memiliki formula umum ROR ', sementara yang terakhir memiliki RCOOR'. R dan R 'mewakili kumpulan alkil yang sama atau berlainan, yang disebutkan mengikut urutan abjad, dalam hal eter; atau bergantung pada mana yang melekat pada kumpulan karbonil, dalam hal ester.

Sebagai contoh, CH ₃ OCH ₂ CH ₃ adalah etil metil eter. Manakala CH ₃ COOCH ₂ CH ₃ adalah etil etanoat. Mengapa etanoat dan bukan metanoat? Kerana dianggap bukan hanya CH ₃ tetapi juga kumpulan karbonil, kerana CH ₃ CO- mewakili "bahagian asid" ester.

Reaksi

Telah disebutkan bahawa kumpulan berfungsi bertanggungjawab untuk menentukan kereaktifan oksigenat. OH, misalnya, boleh dilepaskan dalam bentuk molekul air; seseorang bercakap kemudian mengenai dehidrasi. Dehidrasi ini disukai dengan adanya haba dan medium asid.

Ether, dari pihak mereka, juga bertindak balas dengan adanya hidrogen halida, HX. Dengan berbuat demikian, ikatan COC mereka dipecahkan untuk membentuk alkil halida, RX.

Bergantung pada keadaan persekitaran, sebatian tersebut dapat dioksidakan lebih jauh. Sebagai contoh, eter boleh diubah menjadi peroksida organik, ROOR '. Juga, dan lebih dikenali, adalah pengoksidaan alkohol primer dan sekunder, kepada aldehid dan keton.

Sebaliknya, aldehid boleh dioksidakan menjadi asid karboksilik. Ini, dengan adanya alkohol dan medium berasid atau asas, mengalami reaksi esterifikasi untuk menimbulkan ester.

Secara umum, tindak balas bertujuan untuk meningkatkan atau mengurangkan tahap pengoksidaan sebatian; tetapi dalam proses itu dapat menimbulkan struktur baru, sebatian baru.

Permohonan

Apabila kuantiti mereka dikawal, ia sangat berguna sebagai bahan tambahan (farmaseutikal, bahan makanan, dalam perumusan produk, petrol, dll.) Atau pelarut. Penggunaannya jelas bergantung pada sifat oksigenat, tetapi jika spesies polar diperlukan maka kemungkinan mereka menjadi pilihan.

Masalah dengan sebatian ini ialah apabila mereka membakar mereka dapat menghasilkan produk yang berbahaya bagi kehidupan dan alam sekitar. Contohnya, kelebihan sebatian beroksigen sebagai kekotoran petrol, mewakili aspek negatif kerana menghasilkan bahan pencemar. Perkara yang sama berlaku jika sumber bahan bakarnya adalah jisim sayuran (biofuel).

Contoh

Akhirnya, sebilangan contoh sebatian beroksigen disebutkan:

- Etanol.

- Dietil eter.

- Aseton.

- Heksanol.

- Isoamil etaonoat.

- Asid formik.

- Asid lemak.

- Ether mahkota.

- Isopropanol.

- Methoxybenzene.

- Fenil metil eter.

- Butanal.

- Propanone.

Rujukan

1. Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. (Edisi keempat). Bukit Mc Graw.
2. Morrison, RT dan Boyd, RN (1987). Kimia organik. (Edisi Ke-5). Addison-Wesley Iberoamericana
3. Carey, FA (2008). Kimia organik. (Edisi ke-6). McGraw-Hill, Interamerica, Editores SA
4. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Kimia organik. Amines. (Edisi ke-10.) Wiley Plus.
5. Andrew Tipler. (2010). Penentuan Sebatian Beroksigen Tahap Rendah dalam Bensin Menggunakan Clarus 680 GC dengan Teknologi Aliran Mikro Saluran S-Swafer. PerkinElmer, Inc. Shelton, CT 06484 Amerika Syarikat.
6. Chang, J., Danuthai, T., Dewiyanti, S., Wang, C. & Borgna, A. (2013). Hidrodoksigenasi guaiacol ke atas pemangkin logam yang disokong karbon. ChemCatChem 5, 3041-3049. dx.doi.org