HIDROKSIDA: SIFAT, TATANAMA DAN CONTOH - KIMIA - 2026

The hidroksida adalah sebatian tak organik dan pertigaan terdiri daripada interaksi antara kation logam dan OH kumpulan berfungsi (anion hidroksida, OH ^- ). Sebilangan besar daripadanya bersifat ionik, walaupun mereka juga mempunyai ikatan kovalen.

Sebagai contoh, hidroksida yang boleh diwakili sebagai interaksi elektrostatik antara M ⁺ kation dan OH ^- anion , atau sebagai ikatan kovalen melalui ikatan M-OH (imej yang lebih rendah). Pada yang pertama, ikatan ionik berlaku, sementara yang kedua, kovalen. Fakta ini bergantung pada logam atau kation M ⁺ , serta cas dan jejari ionnya.

Sumber: Gabriel Bolívar

Oleh kerana sebahagian besar daripadanya berasal dari logam, adalah sama dengan menyebutnya sebagai hidroksida logam.

Bagaimana ia dibentuk?

Terdapat dua laluan sintetik utama: dengan bertindak balas oksida yang sesuai dengan air, atau dengan asas kuat dalam medium berasid:

MO + H ₂ O => M (OH) ₂

MO + H ⁺ + OH ^- => M (OH) ₂

Hanya oksida logam yang larut dalam air yang bertindak balas secara langsung untuk membentuk hidroksida (persamaan kimia pertama). Yang lain tidak larut dan memerlukan spesies berasid untuk melepaskan M ⁺ , yang kemudian berinteraksi dengan OH ^- dari pangkalan kuat (persamaan kimia kedua).

Walau bagaimanapun, asas kuat ini adalah hidroksida logam NaOH, KOH dan lain-lain dari kumpulan logam alkali (LiOH, RbOH, CsOH). Ini adalah sebatian ion yang sangat larut dalam air, oleh itu, OH mereka ^- bebas untuk mengambil bahagian dalam tindak balas kimia.

Sebaliknya, terdapat hidroksida logam yang tidak larut dan akibatnya adalah asas yang sangat lemah. Sebilangan daripadanya bahkan berasid, seperti halnya asid Telluric, Te (OH) ₆ .

Hidroksida mewujudkan keseimbangan kelarutan dengan pelarut sekitarnya. Sekiranya ia adalah air, misalnya, maka keseimbangan dinyatakan seperti berikut:

M (OH) ₂ <=> M ²⁺ (aq) + OH ^- (aq)

Di mana (ac) menunjukkan bahawa medium itu berair. Apabila pepejal tidak larut, kepekatan OH terlarut adalah kecil atau boleh diabaikan. Atas sebab ini, hidroksida logam tidak larut tidak dapat menghasilkan penyelesaian yang asas seperti NaOH.

Dari perkara di atas dapat disimpulkan bahawa hidroksida menunjukkan sifat yang sangat berbeza, berkaitan dengan struktur kimia dan interaksi antara logam dan OH. Oleh itu, walaupun banyak yang bersifat ionik, dengan struktur kristal yang bervariasi, yang lain mempunyai struktur polimer yang kompleks dan tidak teratur.

Sifat hidroksida

OH anion

Ion hidroksil adalah atom oksigen yang terikat secara kovalen dengan hidrogen. Oleh itu, ini dapat digambarkan dengan mudah sebagai OH ^- . Muatan negatif terletak pada oksigen, menjadikan anion ini sebagai spesies penderma elektron: sebuah pangkalan.

Sekiranya OH ^- menyumbangkan elektronnya kepada hidrogen, molekul H ₂ O terbentuk. Ia juga dapat menyumbangkan elektronnya kepada spesies bermuatan positif: seperti pusat logam M ⁺ . Oleh itu, sebuah kompleks koordinasi terbentuk melalui ikatan M - OH (oksigen memberikan pasangan elektron).

Walau bagaimanapun, untuk ini oksigen mesti dapat berkoordinasi dengan cekap dengan logam, jika tidak, interaksi antara M dan OH akan mempunyai watak ion yang kuat (M ⁺ OH ^- ). Oleh kerana ion hidroksil adalah sama dalam semua hidroksida, perbezaan antara keduanya terletak pada kation yang menyertainya.

Juga, kerana kation ini boleh berasal dari logam apa pun pada jadual berkala (kumpulan 1, 2, 13, 14, 15, 16, atau logam peralihan), sifat hidroksida tersebut sangat berbeza, walaupun semuanya merenung dalam sepunya beberapa aspek.

Perwatakan ionik dan asas

Dalam hidroksida, walaupun mereka mempunyai ikatan koordinasi, mereka mempunyai watak ion laten. Di beberapa, seperti NaOH, ion mereka adalah sebahagian daripada kisi kristal yang terdiri daripada kation Na ⁺ dan anion OH ^- dalam 1: 1; iaitu, untuk setiap ion Na ⁺ terdapat ion OH ^- rakan sejawat.

Bergantung pada cas pada logam, terdapat lebih kurang OH ^- anion di sekelilingnya. Sebagai contoh, untuk kation logam M ²⁺ akan terdapat dua ion OH ^{- yang} berinteraksi dengannya: M (OH) ₂ , yang digariskan sebagai HO ^- M ²⁺ OH ^- . Perkara yang sama berlaku pada logam M ³⁺ dan dengan logam lain dengan cas lebih positif (walaupun jarang melebihi 3+).

Watak ion ini bertanggungjawab untuk banyak sifat fizikal, seperti lebur dan takat didih. Ini tinggi, mencerminkan daya elektrostatik yang bekerja di dalam kisi kristal. Juga, apabila hidroksida larut atau cair, mereka dapat mengalirkan arus elektrik kerana pergerakan ionnya.

Walau bagaimanapun, tidak semua hidroksida mempunyai kisi kristal yang sama. Mereka yang paling stabil akan larut dalam pelarut polar seperti air. Sebagai peraturan umum, semakin berbeza jejari ion M ⁺ dan OH ^- , semakin larut.

Trend berkala

Perkara di atas menerangkan mengapa kelarutan hidroksida logam alkali meningkat apabila seseorang turun melalui kumpulan. Oleh itu, susunan kelarutan dalam air yang semakin meningkat adalah seperti berikut: LiOH

OH ^- adalah anion kecil, dan ketika kation menjadi lebih besar, kisi kristal lemah tenaga.

Sebaliknya, logam bumi beralkali membentuk hidroksida yang kurang larut kerana cas positifnya yang lebih tinggi. Ini kerana M ²⁺ menarik OH ^- lebih kuat daripada M ⁺ . Begitu juga, kationnya lebih kecil, dan oleh itu ukurannya tidak sama dengan OH ^- .

Hasilnya adalah bukti eksperimen bahawa NaOH jauh lebih asas daripada Ca (OH) ₂ . Alasan yang sama dapat diterapkan untuk hidroksida lain, baik untuk logam peralihan, atau untuk logam blok-p (Al, Pb, Te, dll.).

Juga, semakin kecil dan lebih besar jejari ion dan muatan positif M ⁺ , semakin rendah sifat ion hidroksida, dengan kata lain, mereka yang mempunyai kepadatan cas yang sangat tinggi. Contohnya berlaku dengan berilium hidroksida, Be (OH) ₂ . Be ²⁺ adalah kation yang sangat kecil dan caj divalennya menjadikannya elektrik sangat padat.

Amfoterisme

M (OH) ₂ hidroksida bertindak balas dengan asid untuk membentuk kompleks berair, iaitu, M ⁺ berakhir dikelilingi oleh molekul air. Walau bagaimanapun, terdapat sebilangan kecil hidroksida yang juga boleh bertindak balas dengan asas. Inilah yang dikenali sebagai hidroksida amfoterik.

Amfoterik hidroksida bertindak balas dengan kedua-dua asid dan basa. Situasi kedua dapat ditunjukkan oleh persamaan kimia berikut:

M (OH) ₂ + OH ^- => M (OH) ₃ ^-

Tetapi bagaimana menentukan sama ada hidroksida bersifat amfoterik? Melalui eksperimen makmal sederhana. Oleh kerana banyak hidroksida logam tidak larut dalam air, menambahkan asas kuat ke larutan dengan ion M ⁺ terlarut, misalnya Al ³⁺ , akan memendapkan hidroksida yang sesuai:

Al ³⁺ (aq) + 3OH ^- (aq) => Al (OH) ₃ (s)

Tetapi dengan lebihan OH ^- hidroksida terus bertindak balas:

Al (OH) ₃ (OH) ^- => Al (OH) ₄ ^- (aq)

Akibatnya, kompleks bermuatan negatif baru dilarutkan oleh molekul air di sekitarnya, melarutkan pepejal putih aluminium hidroksida. Hidroksida yang tidak berubah dengan penambahan asas tambahan tidak bertindak sebagai asid dan, oleh itu, tidak amfoterik.

Struktur

Hidroksida boleh mempunyai struktur kristal yang serupa dengan banyak garam atau oksida; ada yang sederhana, dan yang lain sangat kompleks. Tambahan pula, mereka yang mengalami penurunan sifat ionik mungkin mempunyai pusat logam yang dihubungkan oleh jambatan oksigen (HOM - O - KKM).

Dalam penyelesaian strukturnya berbeza. Walaupun untuk hidroksida yang sangat larut, memadai untuk menganggapnya sebagai ion yang larut dalam air, untuk yang lain perlu diambil kira kimia koordinasi.

Oleh itu, setiap kation M ⁺ dapat berkoordinasi dengan jumlah spesies yang terhad. Semakin besar, semakin banyak bilangan molekul air atau OH ^{- yang} terikat dengannya. Dari sinilah timbulnya oktahedron koordinasi yang terkenal dari banyak logam yang dilarutkan di dalam air (atau dalam pelarut lain): M (OH ₂ ) ₆ ^{+ n} , di mana n sama dengan muatan positif logam.

Cr (OH) ₃ , misalnya, sebenarnya membentuk oktahedron. Bagaimana? Memandangkan kompaun sebagai, di mana tiga daripada molekul air digantikan oleh OH ^- anion . Sekiranya semua molekul digantikan oleh OH ^- , maka kompleks dengan muatan negatif dan struktur oktahedral ^{3 - akan diperoleh} . Caj -3 adalah hasil daripada enam caj negatif OH ^- .

Reaksi dehidrasi

Hidroksida boleh dianggap sebagai "oksida terhidrat". Namun, di dalamnya "air" bersentuhan langsung dengan M ⁺ ; sedangkan dalam oksida terhidrat MO · nH ₂ O, molekul air adalah sebahagian daripada sfera koordinasi luaran (mereka tidak dekat dengan logam).

Molekul air ini dapat diekstraksi dengan memanaskan sampel hidroksida:

M (OH) ₂ + Q (panas) => MO + H ₂ O

MO adalah oksida logam yang terbentuk akibat penyahhidratan hidroksida. Contoh tindak balas ini adalah yang diperhatikan apabila hidroksida kriket, Cu (OH) _2, mengalami dehidrasi :

Cu (OH) ₂ (biru) + Q => CuO (hitam) + H ₂ O

Tatanama

Apakah cara yang tepat untuk menyebut hidroksida? IUPAC mencadangkan tiga tatanama untuk tujuan ini: tradisional, stok, dan sistematik. Betul menggunakan salah satu daripada ketiga-tiganya, bagaimanapun, untuk beberapa hidroksida mungkin lebih senang atau praktikal untuk menyebutnya dengan satu cara atau yang lain.

Tradisional

Tatanama tradisional hanya untuk menambahkan akhiran –ico dengan kekuatan logam paling tinggi; dan akhiran –ada yang paling rendah. Oleh itu, sebagai contoh, jika logam M mempunyai valensi +3 dan +1, hidroksida M (OH) ₃ akan dipanggil hidroksida (nama logam) ico , sementara hidroksida KKM (nama logam) menanggung .

Untuk menentukan valensi logam dalam hidroksida, perhatikan nombor selepas OH yang dilampirkan dalam tanda kurung. Oleh itu, M (OH) ₅ bermaksud bahawa logam mempunyai muatan atau valensi +5.

Kelemahan utama tatanama ini, bagaimanapun, adalah sukar bagi logam dengan lebih daripada dua keadaan pengoksidaan (seperti kromium dan mangan). Untuk kes seperti itu, awalan hiper dan hipo- digunakan untuk menunjukkan valensi tertinggi dan terendah.

Oleh itu, jika M bukannya hanya mempunyai valensi +3 dan +1, ia juga mempunyai +4 dan +2, maka nama hidroksida dengan valensi tertinggi dan terendah adalah: hiper hidroksida (nama logam) ico , dan hipo hidroksida ( nama logam) beruang .

Stok

Dari semua tatanama ini adalah yang paling mudah. Di sini nama hidroksida hanya diikuti oleh valensi logam yang ditutup dalam kurungan dan ditulis dalam angka Rom. Sekali lagi untuk M (OH) ₅ , misalnya, nomenklatur stok anda ialah: (nama logam) (V) hidroksida. (V) kemudian menunjukkan (+5).

Sistematik

Akhirnya, tatanama sistematik dicirikan dengan menggunakan penggandaan awalan (di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, dll.). Ini awalan digunakan untuk menentukan kedua-dua bilangan atom logam dan OH ^- ion . Dengan cara ini, M (OH) ₅ dinamakan sebagai: (nama logam) pentahydroxide.

Dalam kes Hg ₂ (OH) ₂ , sebagai contoh, adalah dihidroksida dimercuric; salah satu hidroksida yang struktur kimianya kompleks pada pandangan pertama.

Contoh hidroksida

Beberapa contoh hidroksida dan tatanama yang sesuai adalah seperti berikut:

-NaOH (Natrium Hidroksida)

Penampilan natrium hidroksida

-Ca (OH) 2 (Kalsium hidroksida)

Penampilan kalsium hidroksida dalam keadaan pepejal

-Fe (OH) _{3. (} Ferrik hidroksida; besi (III) hidroksida; atau besi trihidroksida)

-V (OH) _{5 (} hidroksida pervanadik; hidroksida vanadium (V); atau pentahidroksida vanadium).

-Sn (OH) _{4 (} Stanic hidroksida; timah (IV) hidroksida; atau timah tetrahidroksida).

-Ba (OH) ₂ (Barium hidroksida atau barium dihydroxide).

-Mn (OH) _{6 (} Manganic hidroksida, mangan (VI) hidroksida atau mangan heksahidroksida).

-AgOH (Perak hidroksida, perak hidroksida atau perak hidroksida). Perhatikan bahawa untuk sebatian ini tidak ada perbezaan antara stok dan tatanama sistematik.

-Pb (OH) _{4 (} Plumbum hidroksida, plumbum (IV) hidroksida atau plumbum tetrahidroksida).

-LiOP (Lithium Hydroxide).

-Cd (OH) 2 (Kadmium hidroksida)

-Ba (OH) _{2 (} Barium Hidroksida)

- Kromium hidroksida

Rujukan

1. LibreTexts Kimia. Keterlarutan Logam Hidroksida. Diambil dari: chem.libretexts.org
2. Kolej Komuniti Clackamas. (2011). Pelajaran 6: Tatanama Asid, Asas, & Garam. Diambil dari: dl.clackamas.edu
3. Ion dan Amfoterisme Kompleks. . Diambil dari: oneonta.edu
4. Kimia penuh. (14 Januari 2013). Hidroksida logam. Diambil dari: quimica2013.wordpress.com
5. Ensiklopedia Contoh (2017). Hidroksida Dipulihkan dari: example.co
6. Castaños E. (9 Ogos 2016). Rumusan dan tatanama: hidroksida. Diambil dari: lidiaconlaquimica.wordpress.com