Kyslíkaté kyseliny neboli oxokyseliny jsou kyseliny, obsahující alespoň jeden atom kyslíku. Konkrétně je to sloučenina, která obsahuje vodík, kyslík a alespoň jeden další kyselinotvorný prvek, s alespoň jednou vazbou atomu vodíku na kyslík, která může disociovat za vzniku H+ kationtu a aniontu kyseliny. Všeobecný vzorec je HaZbOc kde Z je kyselinotvorný prvek a koeficienty a, b, c nabývají běžné hodnoty a od 1 do 4, b od 1 do 2, c od 1 do 7 (jsou možné vyšší hodnoty, ale nevyskytují se běžně)
Vlastnosti Molekula kyslíkaté kyseliny obsahuje strukturu Z-O-H, kde další atomy nebo skupiny atomů mohou být spojeny s centrálním atomem Z. V roztoku může být taková molekula disociována na ionty dvěma odlišnými způsoby:
X-O-H ⇌ (X-O)− + H+ X-O-H ⇌ X+ + OH−Kivinen, Mäkitie: Kemia, str. 202-203, kapitola Happihapot
Pokud je centrální atom Z silně elektronegativní, silně přitahuje elektrony atomu kyslíku. V takovém případě je vazba mezi atomem kyslíku a vodíku slabá a sloučenina se snadno ionizuje podle první chemické rovnice. V tomto případě je sloučenina ZOH kyselina, protože uvolňuje proton, tj. Vodíkový kationt. Například dusík, síra a chlor jsou silně elektronegativní prvky, a proto jsou kyselina dusičná, kyselina sírová a kyselina chloristá silné kyseliny.
Pokud je však elektronegativita Z nízká, potom se sloučenina podle druhé chemické rovnice disociuje na ionty a ZOH je alkalický hydroxid. Příklady takových sloučenin jsou hydroxid sodný NaOH a hydroxid vápenatý Ca(OH)2. Vzhledem k vysoké elektronegativitě kyslíku je však většina běžných sloučenin, jako je hydroxid sodný, ve vodě silně bazický, ve srovnání s jinými bázemi je pouze mírně bazická. Například pKa konjugované kyseliny hydroxidu sodného, vody, je 15,7, zatímco amid sodný, amoniak, je blíže 40, což činí hydroxid sodný mnohem slabší bází než amid sodný.
Pokud je elektronegativita Z někde mezi, může být sloučenina amfoterní a v takovém případě může disociovat na ionty oběma způsoby, v prvním případě při reakci s bázemi a v druhém případě při reakci s kyselinami. Příklady toho zahrnují alifatické alkoholy, jako je ethanol.
Když se kyslíkaté kyseliny zahřívají, mnoho z nich se disociuje na vodu a anhydrid kyseliny. Ve většině případů jsou takové anhydridy oxidy nekovů. Například oxid uhličitý, CO2, je anhydrid kyseliny uhličité, H2CO3 a oxid sírový, SO3, je anhydrid kyseliny sírové, H2SO4. Tyto anhydridy rychle reagují s vodou a znovu tvoří tyto kyslíkaté kyseliny.
Organické kyseliny, jako jsou karboxylové kyseliny a fenoly, jsou oxokyseliny. Jejich molekulární struktura je však mnohem komplikovanější než struktura anorganických kyslíkatých kyselin.
Většina běžně se vyskytujících anorganických kyselin jsou kyslíkaté kyseliny. V 18. století, Lavoisier předpokládal, že všechny kyseliny obsahují kyslík a že kyslík způsobuje jejich kyselost. Z tohoto důvodu dal tomuto prvku své jméno, Oxygenium, odvozený z řečtiny a znamenající výrobce kyseliny. Později však Humphry Davy ukázal, že takzvaná kyselina muriatová neobsahuje kyslík, přestože je silnou kyselinou; místo toho je to roztok chlorovodíku, HCl. Takové kyseliny, které neobsahují kyslík, jsou dnes známy jako bezkyslíkaté kyseliny.
Příprava Kyslíkaté kyseliny lze připravit reakcí vody a kyselinotvorného nebo amfoterního oxidu:
SO3 + H2O → H2SO4 SO2 + H2O → H2SO3 2 NO2 + H2O → HNO2 + HNO3 CO2 + H2O → H2CO3
Připravit je lze také vytěsněním ze soli silnější kyselinou (a následnou destilací):
2 KNO3 + H2SO4 → 2 HNO3 + K2SO4
Během berzeliovy dualistické teorie se upřednostňovaly adiční vzorce, kde se kyslíkaté kyseliny považovaly za hydráty oxidů:
SO3·H2O, SO2·H2O, N2O5·H2O, P2O5·3H2O
Tyto vzorce však neodpovídají skutečné struktuře kyslíkatých kyselin, proto se v současnosti používají vzorce už uvedeného tvaru.
Zástupci V následující tabulce se vzorec a název aniontu týkají zbytků kyseliny, když ztratí všechny atomy vodíku jako protony. Mnoho z těchto kyselin je však polyprotických a v takových případech také existuje jeden nebo více přechodných aniontů. Ke jménu takových aniontů se přidá předpona hydrogen-, v případě potřeby i s číslovkovými předponami. Například SO je síran (síranový aniont), ale HSO je hydrogensíran (hydrogenovaný aniont). Podobně PO je fosforečnan, HPO je hydrogenfosforečnan a H2PO je dihydrogenfosforečnan. +příklady kyslíkatých kyselin a jim odpovídajících aniontůskupina prvkuprvekoxidační stavvzorec kyselinynázev kyselinyvzorec aniontunázev aniontu6chrom +6H2CrO4Kyselina chromováCrOchromanH2Cr2O7Kyselina dichromováCr2Odichroman7mangan +7HMnO4Kyselina manganistáMnOmanganistan +6H2MnO4Kyselina manganováMnOmanganantechnecium +7HTcO4kyselina technecistáTcOtechnecistan +6H2TcO4kyselina technetováTcOtechnetanrhenium +7HReO4Kyselina rhenistáReOrhenistan +6H2ReO4kyselina rhenováReOrhenan +5HReO3kyselina rheničnáReOrheničnanH3ReO4kyselina trihydrogenrheničnáReOrheničnanH4Re2O7kyselina tetrahydrogendirheničnáRe2Odirheničnan8železo +6H2FeO4kyselina železováFeOželezanRuthenium +6H2RuO4kyselina rutheniováRuOruthenan +7HRuO4kyselina ruthenistáRuOruthenistan +8H2RuO5kyselina rutheničeláHRuOhydrogenrutheničelanOsmium +6H6OsO6kyselina osmiováH4OsOtetrahydrogenosmičelan +8H4OsO6kyselina tetrahydrogenosmičeláH2OsOdihydrogenosmičelan13Bor +3H3BO3kyselina trihydrogenboritáBOboritan(HBO2)nkyselina metaboritáBOmetaboritan14uhlík +4H2CO3kyselina uhličitáCO3^2-uhličitankřemík +4H4SiO4kyselina orthokřemičitáSiO4^4-orthokřemičitanH2SiO3kyselina křemičitáSiOkřemičitan14, 15uhlík, dusík +4, −3HOCNKyselina isokyanatáOCN−isokyanatan15dusík +5HNO3Kyselina dusičnáNOdusičnanHNO4kyselina peroxodusičnáNOperoxodusičnanH3NO4kyselina orthodusičnáNOorthodusičnan +3HNO2kyselina dusitáNOdusitanHOONOkyselina peroxodusitáOONO−peroxodusitan +2H2NO2kyselina dusičnatáNOdusičnatan +1H2N2O2kyselina dusnáN2Odusnanfosfor +5H3PO4kyselina trihydrogenfosforečnáPOfosforečnanHPO3kyselina fosforečnáPOfosforečnanH4P2O7kyselina tetrahydrogendifosforečnáP2OdifosforečnanH3PO5kyselina peroxofosforečnáPOperoxofosforečnan +5, +3(HO)2POPO(OH)2???O2POPOO??? +4(HO)2OPPO(OH)2???O2OPPOO??? +3H2PHO3kyselina fosforitáPHOfosforitanH2P2H2O5kyselina difosforitáP2H2Odihydrogendifosforitan +1HPH2O2kyselina fosfornáPH2Ofosfornanarsen +5H3AsO4kyselina trihydrogenarseničnáAsOarseničnan +3H3AsO3kyselina trihydrogenarsenitáAsOarsenitan16síra +6H2SO4kyselina sírováSOsíranH2S2O7kyselina disírováS2OdisíranH2SO5kyselina peroxosírováSOperoxosíranH2S2O8kyselina peroxodisírováS2Operoxodisíran +5H2S2O6Kyselina dithionováS2Odithionan +5, 0H2SxO6Kyseliny polythionové(x = 3, 4…)SxOpolythionany +4H2SO3kyselina siřičitáSOsiřičitanH2S2O5kyselina disiřičitáS2Odisiřičitan +4, 0H2S2O3Kyselina thiosírováS2Othiosíran +3H2S2O4kyselina dithioničitáS2Odithioničitan +3, −1H2S2O2kyselina thiosiřičitáS2Othiosiřičitan +2H2SO2kyselina sulfoxylováSOsulfoxylan +1H2S2O2DihydroxydisulfanS2ODihydroxydisulfanan0HSOHoxasulfanHSO−???Selen +6H2SeO4kyselina selenováSeOselenan +4H2SeO3kyselina seleničitáSeOseleničitanTellur +6H2TeO4kyselina tellurováTeOtelluranH6TeO6Kyselina hexahydrogentellurováTeOtelluran +4H2TeO3kyselina telluričitáTeOtelluričitan17chlor +7HClO4kyselina chloristáClOchloristan +5HClO3kyselina chlorečnáClOchlorečnan +3HClO2kyselina chroritáClOchloritan +1HClOkyselina chlornáClO−chlornanbrom +7HBrO4kyselina bromistáBrObromistan +5HBrO3kyselina bromičnáBrObromičnan +3HBrO2kyselina bromitáBrObromitan +1HBrOkyselina bromnáBrO−bromnanjod +7HIO4kyselina jodistáIOjodistanH5IO6kyselina pentahydrogenjodistáIOjodistan +5HIO3kyselina jodičnáIOjodičnan +1HIOkyselina jodnáIO−jodnan18Xenon +6H2XeO4Kyselina xenonováHXeOhydrogenxenonan +8H4XeO6kyselina tetrahydrogenxenoničeláXeOxenoničelan
Reference
Související články Kyseliny Bezkyslíkaté kyseliny
Externí odkazy
Definice IUPAC "kyslíkaté kyseliny" (ze Zlaté knihy) (anglicky)