Աղեր

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից

Աղեր կոչվում են այն բարդ նյութերը, որոնք կազմված են մետաղի կատիոններից և որևէ թթվային մնացորդի անիոններից[1]։

Տեսական և կիրառական քիմիայի միջազգային միությունը աղերը նկարագրում է որպես քիմիական միացություն, որոնք կազմված են կատիոնից և անիոնից[2]։ Կա նաև այլ բնորոշում՝ աղեր են կոչվում այն նյութերը, որոնք կարող են առաջանալ թթուների և հիմքերի փոխազդեցությունից գրի առկայությամբ[3]։

Բացի մետաղի ատոմներից աղերում կարող են գտնվել նաև ամոնիումի (NH4+), ֆոսֆինի (PH4+) կատիոններ և այլ օրգանակ միացություններ, ինչպես նաև կոմպլեքսային կատիոններ և այլն։ Աղերում անիոնի դեր կարող են կատարել թթվային մնացորդների անիոնները, ինչպես անօրգանական, այնպես էլ օրգանական, ներառյալ կարբանոիդները և կոմպլեքսային անիոնները[4]։

Լոմոնոսովը քիմիայից և ֆիզիկայից իր աշխատություններում այդպես է նշել աղը[5][6]։

Աղ անվանումը նշանակում է փխրուն մարմիններ, որոնք լուծվում են ջրում և այն մնում է թափանցիկ, դրանք չեն այրվում, եթե ջրում ենթարկվում են կրակի ազդեցությանը։

Բոլոր աղերը բյուրեղական նյութեր են։ Մի շարք աղեր՝ մալաքիտը, լազուրիտը, պաղլեղները, կերակրի աղը և այլն, հունական և ալքիմիական ձեռագրերում անվանվում են «հայկական աղ»: Ըստ հայտնի քիմիկոսներ ֆրանսիացի Մ. Բերթլոյի, գերմանացի Վ. Մեյերի և ուրիշների՝ այդ աղերն այդպես են անվանվել անցյալում Հայաստանից արտահանված լինելու պատճառով։ Այդ անվանումը հաճախ է հանդիպում նաև միջնադարյան հայկական ձեռագրերում։ Աղերն օգտագործվում են ապակու, կաշվի, ներկերի արտադրության, մետաղաձուլման, մանածագործության, քիմիական արդյունաբերության, սննդարդյունաբերության, բժշկության, գյուղատնտեսության մեջ, կենցաղում և այլուր։

Կենցաղում օգտագործվող մի շարք աղեր դեռ հնուց ունեն «կենցաղային» (ոչ քիմիական) անվանումներ. խմելու սոդա՝ նատրիումի հիդրոկարբոնատ (NaHCO3), լվացքի սոդա՝ նատրիումի կարբոնատ (Na2CO3), ժավել՝ նատրիումի հիպոքլորիտ (NaClO), քլորակիր՝ կալցիումի հիպոքլորիտ [Ca(ClO)2] և քլորիդ (CaCl2), բորակներ՝ նատրիումի, կալիումի, կալցիումի, բարիումի նիտրատներ, շիբ՝ կալիումի և ալյումինի սուլֆատի բյուրեղահիդրատ( KAl(SO4)2 . 12H2O), դառը կամ անգլիական աղ՝ մագնեզիումի սուլֆատի բյուրեղահիդրատ (MgSO4.7H2O), «մարգանցովկա»՝ կալիումի պերմանգանատ (KMnO4), և այլն։

Կերակրի աղը՝ նատրիումի քլորիդը (NaCl), անգույն, բյուրեղային, ջրում լուծվող նյութ է։ Բնության մեջ տարածված է հալիտ միներալի ձևով, որն անվանում են նաև քարաղ։ Բնական քարաղը մետաղական նատրիումի հետքեր պարունակելու հետևանքով երբեմն կապտավուն է, առաջացնում է խոշոր հանքավայրեր։ Քարաղի խոշոր հանքավայրեր կան Կանադայում, Լեհաստանում, Ռուսաստանում, Անգլիայում և այլուր։ Հայկական լեռնաշխարհում բարձրորակ քարաղի պաշարներով հայտնի են Կողբի և Նախիջևանի, իսկ Երևանում՝ Ավանի աղի հանքերը։ Կերակրի աղի խոշոր պաշարներ կան ծովերի, աղի լճերի և ստորերկրյա ջրերում։ Աղաջրերից աղն արդյունահանում են ջրի գոլորշիացման միջոցով։

Կերակրի աղը մարդու օրգանիզմի բնականոն կենսագործունեության համար անհրաժեշտ սննդանյութ է։ Այն լավացնում է կերակրի համը, կարգավորում է հյուսվածքներում ջրի պարունակությունը, մասնակցում է ստամոքսահյութի աղաթթվի գոյացմանը։ Ցանկացած սննդամթերք, նույնիսկ հացը կարելի է փոխարինել մեկ ուրիշով։ Սակայն առանց աղի ապրել հնարավոր չէ։ Օրգանիզմում աղի պակասն առաջացնում է արյան թանձրացում, հարթ և կմախքային մկանների ջղաձգություն, նյութափոխանակության, նյարդային համակարգի գործունեության և արյան շրջանառության խանգարումներ։ Սակայն աղի ավելցուկը նույնպես կարող է վնասակար լինել օրգանիզմի համար։ Օրինակ, սիրտանոթային համակարգի որոշ հիվանդությունների և բորբոքային երևույթների դեպքում աղի սահմանափակ օգտագործումն ունի բուժիչ նշանակություն։

Աղն օգտագործում են գրեթե բոլոր կերակրատեսակների մեջ, ինչպես նաև մսեղենը, ձկնեղենը, բանջարեղենը պահածոյելու համար։ Բժշկության մեջ կիրառում են աղի ջրային լուծույթները, օրինակ՝ 0,9%-անոց լուծույթը, որն անվանում են ֆիզիոլոգիական և օգտագործում են ներերակային ներարկումների, ներարկվող դեղանյութերը լուծելու համար և որպես թունազերծող միջոց։ 3–10%-անոց լուծույթներով պատրաստում են թրջոցներ՝ թարախային վերքերը բուժելու համար։

Ավանի աղի հանքի հիմքի վրա գործում են Ավանի աղի կոմբինատը և Հանրապետական անձավաբուժական կենտրոնը, որտեղ բուժում են բրոնխային հեղձուկ, բրոնխաբորբեր և այլ հիվանդություններ։

Ձմռանը սառցածածկույթի առաջացումը կանխելու նպատակով ձյունածածկ ճանապարհների վրա ցանում են աղ։ Վերջինս լուծվում է ձյան մեջ և իջեցնում սառցակալման ջերմաստիճանը. եթե սովորական ջուրը սառչում է 0 °C-ում, ապա աղաջուրը սառչում է ավելի ցածր ջերմաստիճաններում։

Մարդը սննդի հետ օրական օգտագործում է միջին հաշվով 10–15 գ կերակրի աղ։ Ամբողջ աշխարհում 1 տարում արդյունահանվում է ավելի քան 100 միլիոն տոննա աղ։ Ժողովրդի մեջ տարածված «աղ ու հաց» արտահայտությունը խորհրդանշում է բարեկամություն և հյուրընկալություն։

Աղերի տեսակներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Եթե աղերին դիտարկենք թթուների մեջ կատիոնների կամ հիմքերի մեջ հիդրօքսո ծմբերի փոխարինող, ապա կարելի է աղերը բաժանել հետևյալ խմբերի[4]

  1. Միջին (նորմալ) աղեր՝ թթվուների կազմի մեջ եղած ջրածնի բոլոր ատոմները փոխարինվում են մետաղի ատոմներով (Na2CO3, K3PO4)
  2. Թթու աղեր՝ ջրածնի ատոմների մի մասն է փոխարինված մետաղի ատոմներով (NaHCO3, K2HPO4)։ Նրանք առաջանում են, երբ չեզոքացումը լրիվ չի տեղի ունենում (այսինքն միջավայրում կամ հիմքը քիչ է, կամ թթուն է շատ)
  3. Հիմնային աղեր՝ հիմքի ոչ բոլոր հիդրօքսո (OH-) խմբերն են դուրս մղվում թթվի թթվային մնացորդի կողմից (CuOH)2CO3)։ Նրանք առաջանում են, երբ միջավայրում կամ հիմքն է ավելցուկով լինում, կամ թթվուն՝ պակասորդով։

Կառուցվածքի մեջ եղած կատիոնների և անիոնների քանակից կախված աղերը առանձնացնում են հետևյալ տեսակների[7]

  1. Պարզ աղերը կազմված են մեկ տեսակի կատիոնից և անիոնից (NaCl)
  2. Կրկնակի աղերը կազմված են երկու տարբեր կատիոններից (KAl(SO4)2·12 H2O)
  3. Խառը աղերը կազմված են երկու տարբեր անիոններից (Ca(OCl)Cl)

Տարբերում են նաև հիդրատացված աղեր (բյուրեղահիդրատներ), որոնց կազմության մեջ մտնում են բյուրեղացված ջրի մոլեկուլներ, օրինակ Na2SO4·10 H2O , և կոմպլեքսային աղեր, որոնք պարունակում են կոմպլեքսային կատիոն կամ կոմպլեքսային անիոն (K4[Fe(CN)6], [Cu(NH3)4](OH)2)։ Ներքին աղերը ձևավորվել են երկբևեռ իոններից, այսինքն մոլեկուլներից, որոնք պարունակում են ինչպես դրական լիցքավորված, այնպես էլ բացասական լիցքավորված իոններից[8]։

Աղերի անվանակարգում[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Թթվածնավոր աղերի ավանակարգում[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Աղերի անվանումը հիմնականում կապված է նրանց համապատասխան թթուների անվանումների հետ։ Քանի որ թթուները ունեն նաև ավանդական և պատահական անվանումներ, դրանց աղերը նույնպես անվանում ենք թթվային մնացորդին համապատասխան անվանումով (նիտրատներ, ֆոսֆատներ, կարբոնատներ և այլն)[9]։

Աղերի ավանդական անվանումը բաղկացած է անիոնի և կատիոնի անվանումից[10]։ Անիոնների անվանումները հիմնված է թթվածնավոր տարրերի լատիներեն կամ հայերեն անվանումների վրա։ Եթե թթվածնավոր տարրը ունի օքսիդացման մեկ աստիճան, նրա անունը կաևդալիս ավելացնում ենք -ատ երջավորությունը․

CO32- —կարբոնատ
GeO32- — գերմանատ
Եթե թթվածնավոր թթուն ունի օքսիդացման երկու աստիճան, ապա ավելի բարձր օքսիդացման աստիճան ունեցող թթվային մնացորդին ավելացնում են -ատ ածանցը, իսկ ցածր օքսիդացման աստիճան ունեցողին՝ -իտ երջավորությունը․
SO42- —սուլֆատ
SO32- —սուլֆիտ

Եթե տարրը կարող է ունենալ օքսիդացման երեք աստիճաններ, ապա ամենաբարձր, միջին և ցածր օքսիդացման աստիճաննեչի անվանումները համապատասխանաբար տալիս ենք -ատ, -իտ, -հիպո վերջավորությունները՝

NO3- — նիտրատ
NO2- — նիտրիտ
NO22- — հիպոնիտրիտ

Վերջապես կարող են լինել չորս օքսիդացման աստիճան ունեցող տարրեր, որոնք ամենաբարձր օքսիդացման աստիճան ունեցողը ստանում է պեր- նախածանցը և -ատ ածանցը, հաջորդը՝ ըստ օքսիդացման աստիճանի նվազման՝ -ատ, -իտ, հիպո- նախանծանց և -իտ ածանց՝

ClO4- — պերքլորատ
ClO3- — քլորատ
ClO2- — քլորիտ
ClO- —հիպոքլորիտ[11]

Մետա-, օրթո-, պոի-, դի-, եռ-, պերօքսի- և այլ ածանցները պահպանվում են թթուների անվանումները տալիս, պահպանվում են նաև անիոններն անվանելիս[10]:

Կատիոնների անվանումները համընկնում են տարրերի անվանումների հետ, որոնցից նրանք ձևավորվում են, իսկ անհրաժեշտության դեպքում նշվում է նաև ատոմների քանակը (սնդիկի(2+) կատիոն Hg22+, մկնդեղի (2+) կատիոն As42+) և թթվայնության աստիճանը, եթե այն փոփոխական է[12]:

Թթու աղերի անվանումները տալիս անիոնին ավելանում է հիդրո- նախածանցը: Եթե անիոնին կարող է միանալ մեկ ատոմից ավել ջրածին, ապա անունը կարդալիս ավելացնում են դիհիդրո- նախածանցը (NaHCO3- նատրումի հիդրոկարբոնատ, NaH2PO4 - նատրիումի դիհիդրոֆոսֆատ): Հիմնային աղերի անվանումները կարդալու համար օգտագործում են հիդրօքսո- նախածանցը ((FeOH)NO3- երկաթի հիդրօքսինիտրատ)[13]:

Բյուրեղահիդրատներին անվանում տալիս ավանդական կամ նոմենկլատուրային անվանը ավելացնում են հիդրատ (Pb(BrO3)2·H2O՝ կապարի (II) բրոմատի հիդրատ, Na2CO3·10 H2O՝ նատրիումի կարբոնատի հիդրատ): Եթե հայտնի է բյուրեղահիդրատի կառուցվածքը, այդ դեպքում կարող է կիրառվել կոմպլեքսային կապերի անվանումը ([Be(H2O)4]SO4՝ տետրաակվաբերիլիումի սուլֆատ)[14]:

Աղերի մի քանի դասերի համար գոյություն ունի խմբային անուն, օրինակ, կրկնակի սուլֆատներին անվանում են կվարց MIMIII(SO4)2·12 H2O , որտեղ MI -ը նատրիումի, կալիումի, ռուբիդիումի, ցեզիումի, թալլիումի և ամոնիումի իոնները կարող են լինել, իսկ MIII -ը ալյումինի, գալիումի, ինդիումի, թալլիումի, տիտանի, վանադիումի, քրոմի, մագնեզիումի, երկաթի, կոբալտի, ռոդիումի և իրիդիումի կատիոնները[15]:

Ավելի բարդ կամ հազվադեպ հանդիպող աղերի համար, որոնք ձևավորվում են կոմպլեքսային կապերի միջոցով, կիրառվում է նոմենկլատուրային անվանումներ[9]: Համաձայն նոմենկլատուրայի, աղը բաժանվում է արտաքին և ներքին մակերեսների (կատիոն և անիոն), վերջինս կազմված է կենտրոնական ատոմից և լիգանտներից՝ ատոմներ են, որոնք միացած են կենտրոնական ատոմին: Աղի անվանումը տրվում է հետևյալ կերպ: Սկզբում տալիս ենք կատիոնի անվանումը սեռական հոլովով դրված, ապա անիոնի անվանումը նրան ավելացնելով համապատասխան վերջավորությունը թթվայնությունից կախված[16]:

LiBO3- լիթիումի եռօքսոբորատ

Na2Cr2O7- նատրիումի հեպտաօքսոքրոմատ

NaHSO4- նատրումի հիդրոսուլֆատ

Անթթվածին թթուներից առաջացած աղերի անվանացանկը[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Անթթվածին թթուներից առաջացած աղերը անվանելու համար օգտագործում են նոմենկլատուրայում կիրառված անվանումերը իրենց կապերով և թիվը ցույց տվող նախածանցներով, կամ Շտոկի առաջարկած թթվայնության աստիճանը նշելով, որը ի դեպ ավելի գերադասելի է:

Հալոգենիդների անվանումները կազմվում են կատիոնի և հալոգենի անվանումից -իդ սածանց ավելացնելով (NaBr՝ նարիումի բրոմիդ, SF6՝ ծծմբի ֆտորիդ կամ ծծմբի հեքսաֆտորիդ): Գոյություն ունեն կեղծ հալոգենիդների աղեր, որոնք կազմված են հալոգենիդանման անիոններից: Նրանց անվանումները տալիս են հետևյալ կերպ՝ Fe(CN)2- երկաթի (II) ցիանիդ, AgNCS- արծաթի (I) թիոցիանիդ[17]:

Հալկոգենները, որոնք իրենց մեջ պարունակում են ծծմբի, սելենի և տելուրի անիոններ, անվանում են համապատասխանաբար սուլֆիդներ, սելենիդներ, տելուրիդներ: Ծծմբաջրածինը և սելենաջրածինը կարող են առաջացնել թթու աղեր, որոնք համաատասխանաբար կոչվում են հիդրոսուլֆիդներ և հիդրոսելենիդներ (ZnS- ցինկի սուլֆիդ, SiS2- սիլիցիումի դիսուլֆիդ, NaHS-նատրիումի հիդրոսուլֆիդ): Կրկնակի սուլֆիդները անվանելու համար նշում են երկու կատիոնն էլ գծիկի միջոցով՝ (FeCu)S2- երկաթի-պղնձի դիսուլֆիդ[18]:

Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  1. Рудзитис Г. Е., Фельдман Ф. Г. Химия. Неорганическая химия. Органическая химия. 9 класс. — 13-е изд. — М: Просвещение, 2009. — С. 11. — ISBN 978-5-09-021625-8
  2. «IUPAC Gold Book — salt»։ Արխիվացված օրիգինալից-ից 2013-05-23-ին։ Վերցված է 2013-05-21 
  3. СОЖ, 1999
  4. 4,0 4,1 Зефиров, 1995, էջ 376
  5. М. В. Ломоносов։ «Труды по химии и физике»։ Историко-Мемориальный музей Ломоносова։ Վերցված է 2013-10-24 
  6. М. В. Ломоносов։ «Введение в истинную физическую химию»։ Фундаментальная электронная библиотека։ Վերցված է 2013-10-24 
  7. Зефиров, 1995, էջ 376—377
  8. Зефиров, 1995, էջ 377
  9. 9,0 9,1 Лидин, 1983, էջ 46
  10. 10,0 10,1 Лидин, 1983, էջ 48
  11. Лидин, 1983, էջ 47—48
  12. Лидин, 1983, էջ 13—14
  13. Лидин, 1983, էջ 50—51
  14. Лидин, 1983, էջ 53
  15. Лидин, 1983, էջ 54
  16. Лидин, 1983, էջ 65
  17. Лидин, 1983, էջ 28—30
  18. Лидин, 1983, էջ 32—33

Հայկական Հանրագիտարան, Աղեր