Praktično vsi elementi periodičnega sistema Mendelejeva lahko tvorijo okside ali okside - binarne spojine, ki vsebujejo atome kisika v svojih molekulah. Razred teh anorganskih spojin pa je razdeljen na več skupin: bazične, kisle, amfoterne in indiferentne okside. Namen našega članka je preučiti fizikalne in kemijske lastnosti oksidov, pa tudi njihovo praktično uporabo in pomen za ljudi.
Načini pridobivanja
Glavna kemična reakcija za pridobivanje oksidov je neposredna interakcija kovine ali nekovine s kisikom.
H2 + O2=H2O (reakcija je eksplozivna)
4K + O2=2K2O
Druge metode tvorbe oksidov vključujejo zgorevanje kompleksnih snovi, kot so ogljikovodiki. Na koncu proizvaja ogljikov dioksid in vodo. Med termično razgradnjo v vodi netopnih baz ozsoli: sproščajo se tudi karbonati, nitrati, oksidi. Primeri takšnih reakcij so navedeni spodaj:
- Fe(OH)2=FeO+H2O železov(II) oksid
- 2KNO3=2KNO2 + O2↑
fizične značilnosti
Stanje agregacije binarnih spojin kisika s kovinami ali nekovinami je lahko različno. Na primer, ogljikov oksid, dušikov dioksid, žveplov oksid (IV) so plini. Tekočine so voda, žveplov anhidrid, kovinski oksidi pa trdne snovi. Različna je tudi topnost spojin. Naj navedemo primere oksidov z različnimi stopnjami interakcije z vodo. Torej, ogljikov dioksid se raztopi v vodi pri sobni temperaturi v razmerju 1:1, dušikov oksid (II) je rahlo topen, silicijev dioksid pa popolnoma netopen.
Bazični oksidi
Če molekula snovi vsebuje atome tipičnih kovin, kaže osnovne lastnosti. Snov reagira s kislinami in kislinskimi oksidi ter vodo. Na primer, kalcijev oksid lahko reagira s perklorno kislino:
2HCl + CaO=CaCl2 + H2O.
Reakcijska produkta bosta srednja sol in voda. Če isti kalcijev oksid sodeluje z ogljikovim monoksidom, dobimo eno snov - sol.
CaO + CO2=CaCO3.
Lastnosti oksidov, ki jih tvorijo kovine, so našle uporabo v različnih industrijah. Torej je pomemben kalcijev oksid, imenovan tudi živo apno ali žgano apnokot surovina za proizvodnjo gašenega apna. Kalcijev hidroksid se v industriji pogosto uporablja kot gradbena m alta. Apnena voda se uporablja kot indikator za prisotnost molekul ogljikovega dioksida v raztopini.
Primera oksidov, ki sestavljajo železovo rudo, sta FeO in Fe2O3 - rjava in magnetna železova ruda. V plavžu jih reduciramo s koksom in ogljikovimi oksidi ter dobimo zlitino železa in ogljika – lito železo. V procesu njegove nadaljnje predelave v metalurški industriji se talijo različne vrste jekla, vključno z legiranim jeklom.
Reakcija z vodo oksidov alkalijskih ali zemeljskoalkalijskih kovin vodi do proizvodnje alkalij.
Opredelitev kislinskih oksidov
Oksidi dušika, ogljika, žvepla, silicija itd. tvorijo skupino kislih oksidov. Kemijske lastnosti oksidov so reakcije z alkalijami, bazičnimi oksidi in vodo. Produkta interakcije med kalijevim hidroksidom in ogljikovim dioksidom bosta kalijev karbonat in voda. Če natrijeva baza in silicijev dioksid reagirata drug z drugim, dobimo natrijev silikat in vodo.
Nekateri kisli oksidi reagirajo z vodo. Reakcijski produkt bo ustrezna kislina (ogljična):
CO2 + H2O=H2CO 3.
Kislinski oksidi, katerih primere bomo navedli spodaj, so pomembni. Torej, žveplov anhidrid SO3 - brezbarvna tekočina, je surovina za industrijsko proizvodnjosulfatna kislina - glavni proizvod kemične industrije. Dušikove spojine, kot je NO2, se uporabljajo za proizvodnjo nitratne kisline. V reakciji poleg dušikovega dioksida sodelujeta tudi voda in kisik. Dušikova kislina, pridobljena z reakcijo dušikovih oksidov z vodo, se uporablja pri proizvodnji mineralnih gnojil, eksplozivov, barvil, zdravil, plastike itd.
Amfoterne spojine
Oksidi, ki vključujejo na primer atome cinka ali aluminija, kažejo dvojne kemične lastnosti. Lahko reagirajo tako s kislinami kot z alkalijami. V tem primeru so reakcijski produkti srednje soli. Tukaj je opis fizikalnih lastnosti nekaterih amfoternih oksidov, katerih primere bomo obravnavali. Torej, Al2O3 je korund, je trdna snov, katere tališče doseže 2050°. V naravi je oksid del glinice in tvori tudi barvne kristale, ki so dragi kamni - rubini in safirji.
Cinkov oksid ZnO so brezbarvni kristali, ki pri temperaturi 1800 ° preidejo v parno stanje. Ta pojav se imenuje sublimacija. Snov je netopna v vodi, ko vdihani prašni delci povzročijo zastrupitev. Cinkov oksid je našel uporabo kot abrazivni material, v proizvodnji barv, umetnega usnja, v medicini, v zobozdravstvu - kot polnilni material.
V našem članku smo preučevali klasifikacijo oksidov, njihove kemične in fizikalne lastnosti tertudi industrijske aplikacije.
