Esempi di ioni poliatomici: definizione, struttura, caratteristiche

Gli ioni poliatomici sono specie cariche che contengono più di un atomo tenuto insieme da legami covalenti. Gli esempi di ioni poliatomici che tratteremo in questo articolo sono:

• Ammonio
• Acetato
• Carbonato
• Cromato
• Cianuro
• Idrossido
• Nitrato
• Nitrito
• ossalato
• Fosfato
• tiocianato

Ione di ammonio

È uno ione poliatomico caricato positivamente con la formula chimica NH₄+. Esso ha una geometria tetraedrica (sp³ ibridazione).È formato dalla reazione di ammoniaca acquosa e acidi.

NH₃ + H⁺ → NH₄⁺

Se aggiungiamo idrossido concentrato a una soluzione acquosa di ammonio, la cartina tornasole rossa (inumidita) diventa blu; questo è usato per rilevare gli ioni di ammonio. È un'importante fonte di azoto per molte specie vegetali. La struttura lewis di ione ammonio è riportato di seguito:

Ione acetato

È uno ione caricato negativamente con la formula chimica CH₃AMMINISTRATORE DELEGATO^-. È formato dalla rimozione di un protone dal gruppo carbossilico dell'acido acetico.

Per rilevare gli ioni acetato, aggiungiamo etanolo e conc. H₂SO₄ ad un sale di acido acetico e scaldarlo, la presenza di odore fruttato ne conferma la presenza ioni acetato. Viene utilizzato per rivestire tessuti in accappatoi e loungewear. Viene anche usato come precursore dell'acetil-CoA per sintetizzare le cellule adipose. Il struttura legislativa di ioni acetato è riportato di seguito:

Ione carbonato

È uno ione caricato negativamente con una formula chimica CO₃^2- disposti secondo una geometria planare trigonale.

Ioni di carbonato addolcire l'acqua e sono utilizzati nella produzione dell'industria della carta e del vetro. Quando aggiungiamo acido solforico diluito a un sale contenente ione carbonato, si ha un'effervescenza con lo sviluppo di anidride carbonica (un gas incolore e inodore). Il strutture lewis di ione carbonato sono mostrati di seguito:

Ione cromato

Questi sono gli anioni presenti nei sali di cromato. La sua formula chimica è CrO₄^2- ed è un potente agente ossidante ed è di colore giallo brillante.

Hanno una geometria tetraedrica. Cromati sono utilizzati negli inchiostri e coloranti come pigmenti, nella cromatura (per eliminare la corrosione), nella rifinitura della pelle e nell'antiruggine dei metalli. Pb²⁺, Ag⁺ e Ba²⁺ forma un precipitato scarsamente solubile con ioni cromato. PbCrO₄ e BaCrO₄ formano un precipitato giallo mentre l'Ag₂CrO₄ forma un precipitato rosso mattone. Questo è usato per rilevare gli ioni cromati.

Ione cianuro

È un anione contenente il gruppo C≡N (carbonio triplo legato all'azoto) ed è una base coniugata di acido cianidrico. Ha una geometria lineare con una carica negativa sull'atomo di carbonio.

L'uso principale del cianuro è nell'estrazione di oro e argento. Gli ioni cianuro sono anche usati per produrre composti contenenti CN (solitamente nitrili). Aggiungiamo conc. H₂SO₄ a soluzione contenente cianuro; si forma gas cianidrico e il colore della reazione cambia dal verde pallido al blu.

Ione idrossido

È un anione con la formula chimica OH^- derivato dalla base (NaOH, KOH, Ca(OH)₂) o acqua per perdita di un protone.

Gli idrossidi sono usati nella produzione di carta, polpa, saponi e detersivi. Se aggiungiamo un sale di ammonio a una base contenente ioni idrossido, si svilupperà gas di ammoniaca (che può essere rilevato portando una bacchetta di vetro immersa in HCl concentrato, il gas di ammoniaca darà fumi bianchi solidi).

Ione nitrato

È un anione con la formula chimica NO₃^2- , formato dalla perdita di un protone dall'acido nitrico.

I nitrati sono usati come agenti ossidanti, fertilizzanti ed esplosivi. Per rilevare gli ioni nitrato, aggiungiamo H concentrato₂SO₄ ad un sale contenente ioni nitrato, raffreddarlo e quindi aggiungere FeSO₄ ad esso. Un anello marrone scuro conferma la presenza di ioni nitrato.

ione nitrito

Il nitrito è un anione con la formula chimica NO₂^- ed è derivato dall'acido nitroso. Ha una forma piegata con sp² ibridazione.

Sono usati per preparare coloranti azoici e altri coloranti. Quando diluire H₂SO₄ viene aggiunto ad un sale contenente nitrito, fumi bruno-rossastri di NO₂ si osservano gas.

ione ossalato

È un anione di un acido bicarbossilico con formula C₂O₄^2- che viene utilizzato come metabolita umano e vegetale.

Sono usati come agenti riducenti (stronzio e ossalato di bario), in fotografia e per rimuovere le macchie di inchiostro. L'anione ossalato esiste in geometria planare (come ossalato di potassio) e non planare in altri casi (come ossalato di cesio). L'anione ossalato libero ha una D ortogonale_2h struttura.

L'aggiunta di concentrato H₂SO₄ ad un sale di ossalato produce gas incolore e inodore (CO₂), che rende lattiginosa l'acqua di calce (rilevamento dello ione ossalato).

Ione fosfato

È un anione con formula chimica PO₄^3- ed è derivato dalla perdita di tre protoni dall'acido fosforico. Ha una geometria tetraedrica.

È usato nei fertilizzanti. Fosfato gli ioni forniscono energia alle cellule e sono importanti per la formazione di ossa e denti.

Per il rilevamento di ioni fosfato, aggiungiamo conc. HNO₃ e molibdato di ammonio alla soluzione contenente ioni fosfato e riscaldarla. Si osserva un precipitato giallo canarino di ammonio-fosfomolibdato, che conferma la presenza di ioni fosfato.

Ione solfato

È una zolfo ossoanione con la formula chimica SO₄^2- ed è derivato dall'acido solforico mediante deprotonazione di entrambi i gruppi OH. Ha una geometria tetraedrica.

Ha vari usi industriali. Viene utilizzato per la produzione di gesso, come elettrolita nelle celle galvaniche e come detergente nelle formulazioni di shampoo. Una soluzione acquosa di ioni solfato contenenti sale (acidificato con acido acetico) reagisce con BaCl₂ per formare un precipitato bianco di BaSO₄.

Ione solfito

Anche questo è un oxoanione di zolfo ma con la formula chimica SO₃^2- ed è una base coniugata di bisolfito.

Sono usati come conservanti, agenti sbiancanti e agenti declorurati. Ha una geometria piramidale trigonale. Quando una soluzione contenente ioni solfito reagisce con H diluito₂SO₄, COSÌ₂ si evolve il gas, che ha un odore di zolfo bruciato. Questo gas trasforma la carta al bicromato di potassio (acidificata con dil. H₂SO₄) verde a conferma della presenza di ioni solfito.

Ione tiocianato

È un anione con la formula chimica SCN^- dove la carica negativa è condivisa equamente da azoto e zolfo (legante ambidentato). È derivato dall'acido tiocianico.

Viene utilizzato nella candeggina e nei disinfettanti e per preparare il tiosolfato d'argento, che inibisce la corrosione dell'acciaio. È un importante reagente spettrofotometrico. Si osserva un colore rosso sangue quando si aggiunge nitrato di ferro a una soluzione contenente ioni tiocianato.

Conclusione

Abbiamo discusso tredici importanti esempi di ioni poliatomici, i loro usi, la geometria molecolare, la struttura di lewis e i test qualitativi per la loro rilevazione.