Voorbeelden van polyatomaire ionen: definitie, structuur, kenmerken

Polyatomaire ionen zijn geladen soorten die meer dan één atoom bevatten dat bij elkaar wordt gehouden door covalente bindingen. De voorbeelden van polyatomaire ionen die we in dit artikel zullen behandelen, zijn:

  • ammonium
  • Acetaat
  • Carbonaat
  • Chromaat
  • Cyanide
  • hydroxide
  • Nitraat
  • nitriet
  • Oxalate
  • fosfaat
  • Thiocyanaat

Ammonium-ion

Het is een positief geladen polyatomisch ion met de chemische formule NH4+. Het heeft een tetraëdrische geometrie (sp3 hybridisatie).Het wordt gevormd door de reactie van waterige ammoniak en zuren.

NH3 + H+ → NH4+

Als we geconcentreerd hydroxide toevoegen aan een waterige ammoniumoplossing, wordt rood lakmoespapier (bevochtigd) blauw; dit wordt gebruikt om ammoniumionen te detecteren. Het is een belangrijke stikstofbron voor veel plantensoorten. De lewisstructuur van ammoniumion wordt hieronder gegeven:

voorbeelden van polyatomaire ionen
LEWIS-STRUCTUUR VAN AMMONIUM ION

Acetaat-ion

Het is een negatief geladen ion met de chemische formule CH3COO-. Het wordt gevormd door de verwijdering van een proton uit de carboxygroep van azijnzuur.

Om acetaationen te detecteren, voegen we ethanol en conc toe. H2SO4 aan een zout van azijnzuur en verwarm het, de aanwezigheid van fruitige geur bevestigt de aanwezigheid van acetaat ionen. Het wordt gebruikt om stoffen in badjassen en loungewear te bekleden. Het wordt ook gebruikt als een voorloper van acetyl-CoA voor het synthetiseren van vetcellen. De lewis structuur van acetaat-ionen wordt hieronder gegeven:

Acetaat-ion
LEWIS-STRUCTUUR VAN ACETAAT ION

carbonaat ion

Het is een negatief geladen ion met één chemische formule CO32- gerangschikt in trigonale vlakke geometrie.

carbonaationen ontharden water en worden gebruikt bij de productie van papier- en glasindustrie. Wanneer we verdund zwavelzuur toevoegen aan een zout dat carbonaationen bevat, ontstaat er een bruisen met de ontwikkeling van koolstofdioxide (een kleurloos en geurloos gas). De lewis structuren van carbonaationen worden hieronder weergegeven:

Carbonaat
LEWIS-STRUCTUREN VAN CARBONAAT ION

Chromaat ion

Dit zijn de anionen die aanwezig zijn in chromaatzouten. De chemische formule is CrO42- en is een krachtig oxidatiemiddel en is heldergeel van kleur.

Ze hebben een tetraëdrische geometrie. Chromaten worden gebruikt in inkten en kleurstoffen als pigmenten, bij verchromen (om corrosie tegen te gaan), leerafwerking en metaalroestwering. Pb2+Ag+ en Ba2+ vormt een moeilijk oplosbaar precipitaat met chromaationen. PbCrO4 en BaCrO4 vormen een geel neerslag terwijl Ag2CrO4 vormt een steenrood neerslag. Dit wordt gebruikt om chromaationen te detecteren.

Chromaat
LEWIS-STRUCTUUR VAN CHROMAAT ION

Cyanide-ion

Het is een anion dat de C≡N-groep bevat (koolstof drievoudig gebonden aan stikstof) en is een geconjugeerde base van waterstofcyanide. Het heeft een lineaire geometrie met een negatieve lading op het koolstofatoom.

Het belangrijkste gebruik van cyanide is bij de winning van goud en zilver. Cyanide-ionen worden ook gebruikt om CN-bevattende verbindingen (meestal nitrillen) te produceren. We voegen conc. H2SO4 tot cyanidebevattende oplossing; Er wordt blauwzuur gevormd en de reactiekleur verandert van lichtgroen in blauw.

Cyanide1
LEWIS-STRUCTUUR VAN CYANIDE-ION

Hydroxide-ion

Het is een anion met de chemische formule OH- afgeleid van base (NaOH, KOH, Ca(OH)2) of water door verlies van een proton.

Hydroxiden worden gebruikt bij de productie van papier, pulp, zepen en wasmiddelen. Als we een ammoniumzout toevoegen aan een base die hydroxide-ionen bevat, zal ammoniakgas vrijkomen (wat kan worden gedetecteerd door een glazen staaf te brengen die in geconcentreerd HCl is gedompeld, ammoniakgas zal vaste witte dampen geven).

HYDROXIDE
LEWIS-STRUCTUUR VAN HYDROXIDE-ION

Nitraat ion

Het is een anion met de chemische formule NO32- , gevormd door het verlies van een proton uit salpeterzuur.

Nitraten worden gebruikt als: oxidatiemiddelen, meststoffen en explosieven. Om nitraationen te detecteren, voegen we geconcentreerd H . toe2SO4 tot een zout dat nitraationen bevat, koel het af en voeg vervolgens FeSO . toe4 ernaar toe. Een donkerbruine ring bevestigt de aanwezigheid van nitraationen.

NITRAAT1
LEWIS-STRUCTUREN VAN NITRAAT ION

Nitriet-ion

Nitriet is een anion met de chemische formule NO2- en is afgeleid van salpeterigzuur. Het heeft een gebogen vorm met sp2 hybridisatie.

Ze worden gebruikt om azokleurstoffen en andere kleurstoffen te bereiden. Wanneer verdund H2SO4 wordt toegevoegd aan een zout dat nitriet bevat, roodbruine dampen van NO2 gas worden waargenomen.

NITRIET
LEWIS-STRUCTUUR VAN NITRIET-ION

oxalaat ion

Het is een anion van een dicarbonzuur met de formule C2O42- die wordt gebruikt als een menselijke en plantaardige metaboliet.

Ze worden gebruikt als reductiemiddelen (strontium en bariumoxalaat), in de fotografie en om inktvlekken te verwijderen. Het oxalaatanion bestaat in vlakke geometrie (zoals kaliumoxalaat) en niet-vlak in andere gevallen (zoals cesiumoxalaat). Vrij oxalaatanion heeft een orthogonale D2h structuur.

De toevoeging van geconcentreerd H2SO4 een oxalaatzout produceert kleurloos, geurloos gas (CO2), waardoor kalkwater melkachtig wordt (detectie van oxalaat-ion).

LEWIS-STRUCTUREN VAN OXALAAT ION

Fosfaation

Het is een anion met de chemische formule PO43- en wordt verkregen door het verlies van drie protonen uit fosforzuur. Het heeft een tetraëdrische geometrie.

Het wordt gebruikt in meststoffen. Fosfaat ionen leveren energie aan cellen en zijn belangrijk voor de vorming van botten en tanden.

Voor detectie van fosfaationen voegen we conc. HNO3 en ammoniummolybdaat aan de oplossing die fosfaationen bevat en verwarm deze. Er wordt een kanariegeel neerslag van ammoniumfosfomolybdaat waargenomen, wat de aanwezigheid van fosfaationen bevestigt.

FOSFAAT1
LEWIS-STRUCTUREN VAN FOSFAAT ION

sulfaat ion

Het is een zwavel oxoanion met de chemische formule SO42- en is afgeleid van zwavelzuur door deprotonering van beide OH-groepen. Het heeft een tetraëdrische geometrie.

Het heeft verschillende industriële toepassingen. Het wordt gebruikt voor de productie van gips, als elektrolyt in galvanische cellen en als detergens in shampooformuleringen. Een waterige oplossing van zouthoudende sulfaationen (aangezuurd met azijnzuur) reageert met BaCl2 om een ​​wit precipitaat van BaSO . te vormen4.

SULFAAT
LEWIS-STRUCTUREN VAN SULFAAT ION

sulfiet-ion

Dit is ook een zwaveloxoanion maar met de chemische formule SO32- en is een geconjugeerde base van bisulfiet.

Ze worden gebruikt als conserveermiddel, bleekmiddel en dechloreringsmiddel. Het heeft trigonale piramidale geometrie. Wanneer een oplossing die sulfietionen bevat reageert met verdund H2SO4, SO2 er ontstaat gas dat naar brandende zwavel ruikt. Dit gas verandert kaliumdichromaatpapier (aangezuurd met dil. H2SO4) groen bevestigt de aanwezigheid van sulfietionen.

sulfiet
LEWIS-STRUCTUREN VAN SULFIET ION

Thiocyanaation

Het is een anion met de chemische formule SCN- waarbij de negatieve lading gelijkelijk wordt gedeeld door stikstof en zwavel (ambidentaatligand). Het is afgeleid van thiocyaanzuur.

Het wordt gebruikt in bleek- en ontsmettingsmiddelen en om zilverthiosulfaat te bereiden, dat corrosie in staal remt. Het is een belangrijk spectrofotometrisch reagens. Een bloedrode kleur wordt waargenomen wanneer ijzernitraat wordt toegevoegd aan een oplossing die thiocyanaationen bevat.

Thiocyanaat
LEWIS-STRUCTUUR VAN THIOCYANAAT ION

Conclusie

We bespraken dertien belangrijke voorbeelden van polyatomaire ionen, hun gebruik, moleculaire geometrie, Lewis-structuur en kwalitatieve tests voor hun detectie.