酸酐(Anhydrides)簡稱酐,一般是指某含氧酸脫去一分子水或幾分子水,所剩下的部分。只有含氧酸才有酸酐,無氧酸是沒有酸酐的。氧化物許多酸酐能再與水作用而成原來的酸,根據酸的性質可分為:無機酸的酸酐,如三氧化硫;有機酸的酸酐,即由兩個一元酸分子或一個二元酸分子縮水而成的化合物,如醋(酸)酐、鄰苯二甲酸酐等;另外羧酸和氯甲酸、乙酯作用生成的化合物,稱混合酸酐。在酸酐中由于?;?/a>吸電子效應的影響,使另一個酰[xiān]基碳的正性增強,因此也可以發生水解、醇解和氨解反應。
酸酐可以分為簡單酸酐(即二個R是相同的)、混合酸酐(即二個R是不相同的)和內酐(是二元羧酸分子內失水生成的酸酐)。其命名是按照相應的羧酸來進行。
酸酐又可分為低級酸酐、高級酸酐。低級酸酐是無色液體,具有使人不愉快的氣味,沸點比相應的羧酸高。例如乙酸酐沸點為140℃,而乙酸沸點為118℃。高級酸酐為固體。酸酐中最重要的是乙酸酐和鄰苯二甲酸酐(沸點284.5℃)。
定義
一般無機酸是一分子的該酸,直接失去一分子的水就形成該酸的酸酐,其酸酐中決定酸性的元素的化合價不變。而有機酸是兩分子該酸或多分子該酸通過分子間的脫水反應而形成的。只有含氧酸才有酸酐。氫酸是沒有酸酐的。
酸酐一般可看作是由酸脫水而成的氧化物(有機酸的酸酐不屬于氧化物)。許多能再與水作用而成原來的酸。根據酸的性質可分為:(1)無機酸的酸酐,由一個或兩個酸分子脫水縮合而成。例如碳(酸)酐即二氧化碳CO2、硝(酸)酐即五氧化二氮N2O5。(2)有機酸的酸酐,由兩個一元酸分子或一個二元酸分子縮水而成的化合物,雖不是氧化物,也稱酸酐。例如乙(酸)酐、鄰苯二甲酸酐等。
含氧酸酐
“酸酐就是酸性氧化物”這句話在一定范圍內是對的。酸酐是酸脫水形成的,而酸性氧化物是與堿反應生成鹽和水的氧化物,從概念上看,二者是不可等同的。在無機化學中酸酐是酸脫水形成的,且絕大多數為氧化物,所以二者可以等同,但有機化學中,很多有機酸脫水后都不是氧化物,如:食用醋酸(CH3COOH)脫水形成乙酸酐(C4H6O3,(CH3CO)2O),所以也就不可能是酸性氧化物了。
常見酸的酸酐:
硫酸→ SO3
碳酸→CO2
H3PO4→五氧化二磷
HNO2→三氧化二氮
CH3COOH→(CH3CO)2O
亞磷酸→P2O3
如何確定含氧酸的酸酐
無機酸中非金屬的同價態氧化物就是含氧酸的酸酐了。例如,碳酸中碳的化合價是+4,那么它的酸酐就是二氧化碳。
有機酸可以用去掉水的方法,就是先在酸前面加上化學計量數把氫離子配成偶數(原先是偶數就不用了)再去掉一個或幾個H2O。例如:CH3COOH(數字為下標,下同)中只有1個氫離子先在前面加上化學計量數2,再去掉一個H2O,得到的(CH3CO)2O就是它的酸酐了;同樣道理,如果有3個氫離子,就加上化學計量數2,再去掉3個水。
氧化鋁就是Al(OH)3脫水生成的,因為氫氧化鋁可以寫成HAlO2·H2O(偏鋁酸),而脫了水就是氧化鋁{2HAlO2·H2O=Al2O3·2H2O(脫水)→Al2O3}。
用途
理論上來說,酸酐與水反應可以得到相應的酸。
注意:并不是所有酸酐都會與水結合生成酸的。比如醋酸的酸酐,分子間“脫”去了水,而“脫”去的水是不可能直接把水“安”回去就能復原的。
SiO2也是這個道理。H4SiO4是原硅酸[Si(OH)4],而不是硅酸。硅酸是H2SiO3,所以脫去水是SiO2。
H4SiO4的酸酐也是SiO2,因為H4SiO4就等效于H2SiO3·H2O,結合的水是“外掛”上去的,可以直接脫去不用管。就和硫酸鋁鉀KAl(SO4)2·12H2O,那個結合水是可以直接省略掉。雖然在化學式中,但是只是一個“外掛”,相當于穿了件衣服而已。
注意事項
醋酸酐酸縮去水而成的化合物,如一個碳酸分子(H?CO?)縮去一分子水(H?O)剩下的二氧化碳(CO?)就是碳酸酐。兩個醋分子(CH?COOH)縮去一分子水(H?O)剩下的(CH?CO)2O就是乙酸酐。
醋酸酐不屬于氧化物。
硅酸酐
硅酸酸酐:二氧化硅(SiO?)。
二氧化硅不與水反應,即與水接觸不生成硅酸,但人為規定二氧化硅為硅酸的酸酐。
高錳酸酐:七氧化二錳(Mn?O7)
KMnO?(高錳酸鉀)和冷的硫酸作用生成暗綠色的油狀七氧化二錳(Mn?O7):2KMnO?+H?SO?====Mn?O7+K?SO?+H?OMn?O7遇有機化合物即燃燒,受熱爆炸分解,常溫下緩慢放出O2(氧氣)轉化為MnO2(二氧化錳),分解時也會產生少量臭氧。
參考資料 >