Substanțele care stau la baza lumii noastre fizice sunt compuse din diferite tipuri de elemente chimice. Patru dintre ele sunt cele mai comune. Acestea sunt hidrogen, carbon, azot și oxigen. Ultimul element se poate lega cu particule de metale sau nemetale și poate forma compuși binari - oxizi. În articolul nostru, vom studia cele mai importante metode de obținere a oxizilor în laborator și industrie. Luați în considerare și proprietățile lor fizice și chimice de bază.
Stare agregată
Oxizii sau oxizii există în trei stări: gazos, lichid și solid. De exemplu, primul grup include astfel de compuși bine cunoscuți și răspândiți în natură precum dioxidul de carbon - CO2, monoxidul de carbon - CO, dioxidul de sulf - SO2 și altele. În faza lichidă, există oxizi precum apa - H2O, anhidrida sulfurică - SO3, oxid nitric - N 2 O3. chitantaOxizii pe care i-am numit pot fi fabricați în laborator, dar monoxidul de carbon și trioxidul de sulf sunt, de asemenea, produse comercial. Acest lucru se datorează utilizării acestor compuși în ciclurile tehnologice de topire a fierului și producția de acid sulfat. Monoxidul de carbon este folosit pentru a reduce fierul din minereu, iar anhidrida sulfurică este dizolvată în acid sulfat și se extrage oleum.
Clasificarea oxizilor
Există mai multe tipuri de substanțe care conțin oxigen, formate din două elemente. Proprietățile chimice și metodele de obținere a oxizilor vor depinde de care dintre grupele enumerate îi aparține substanța. De exemplu, dioxidul de carbon, care este un oxid acid, se obține prin combinarea directă a carbonului cu oxigenul, realizând o reacție de oxidare dură. Dioxidul de carbon poate fi eliberat și în timpul schimbului de săruri ale acidului carbonic și acizilor anorganici puternici:
HCl + Na2CO3=2NaCl + H2O + CO 2
Ce fel de reacție este semnul distinctiv al oxizilor acizi? Aceasta este interacțiunea lor cu alcalii:
SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H 2O
Oxizi amfoteri și care nu formează sare
Oxizii indiferenți, cum ar fi CO sau N2O, nu sunt capabili de reacții care conduc la formarea de săruri. Pe de altă parte, majoritatea oxizilor acizi pot reacționa cu apa pentru a forma acizi. Cu toate acestea, acest lucru nu este posibil pentru oxidul de siliciu. Este oportun să se obțină acid silicat indirect.cale: din silicaţi care reacţionează cu acizi tari. Amfoteri vor fi astfel de compuși binari cu oxigen care sunt capabili de reacții atât cu alcaline, cât și cu acizi. Vom include următorii compuși în acest grup - aceștia sunt oxizii cunoscuți de aluminiu și zinc.
Obținerea oxizilor de sulf
În compușii săi cu oxigen, sulful prezintă valențe diferite. Deci, în dioxidul de sulf, a cărui formulă este SO2, este tetravalent. În laborator, dioxidul de sulf este produs în reacția dintre acidul sulfat și hidrosulfitul de sodiu, a cărui ecuație este
NaHSO3 + H2SO4 → NaHSO4 + SO2 + H2O
O altă modalitate de a extrage SO2 este un proces redox între cupru și acid sulfat de mare concentrație. A treia metodă de laborator pentru producerea oxizilor de sulf este arderea prin evacuare a unei probe dintr-o substanță sulfuroasă simplă:
Cu + 2H2SO4=CuSO4 + SO 2 + 2H2O
În industrie, dioxidul de sulf poate fi obținut prin arderea mineralelor care conțin sulf, zinc sau plumb, precum și prin arderea piritei FeS2. Dioxidul de sulf obținut prin această metodă este utilizat pentru extracția trioxidului de sulf SO3 și în continuare - acid sulfat. Dioxidul de sulf cu alte substanțe se comportă ca un oxid cu caracteristici acide. De exemplu, interacțiunea sa cu apa duce la formarea acidului sulfit H2SO3:
SO2 + H2O=H2SO 3
Această reacție este reversibilă. Gradul de disociere al acidului este scăzut, astfel încât compusul este clasificat ca un electrolit slab, iar acidul sulfuros în sine poate exista numai într-o soluție apoasă. Moleculele de dioxid de sulf sunt întotdeauna prezente în el, care dau substanței un miros înțepător. Amestecul de reacție se află într-o stare de concentrație egală de reactanți și produși, care poate fi deplasat prin modificarea condițiilor. Deci, când se adaugă alcalii într-o soluție, reacția va avea loc de la stânga la dreapta. Dacă dioxidul de sulf este îndepărtat din sfera de reacție prin încălzire sau suflare printr-un amestec de azot gazos, echilibrul dinamic se va deplasa spre stânga.
Anhidrida sulfurica
Să continuăm să luăm în considerare proprietățile și metodele de obținere a oxizilor de sulf. Dacă dioxidul de sulf este ars, rezultatul este un oxid în care sulful are o stare de oxidare de +6. Este trioxid de sulf. Compusul este în fază lichidă, se întărește rapid sub formă de cristale la temperaturi sub 16 °C. O substanță cristalină poate fi reprezentată de mai multe modificări alotrope care diferă în structura rețelei cristaline și punctele de topire. Anhidrida sulfurică prezintă proprietățile unui agent reducător. Interacționând cu apa, formează un aerosol de acid sulfat, prin urmare, în industrie, H2SO4 este produs prin dizolvarea anhidridei sulfurice în sulfat concentrat acid. Ca rezultat, se formează oleum. Adăugând apă la el și obțineți o soluție de acid sulfuric.
Oxizi de bază
După ce am studiat proprietățile și producția de oxizisulful, aparținând grupului de compuși binari acizi cu oxigen, luați în considerare compușii oxigenați ai elementelor metalice.
Oxizii de bază pot fi determinați printr-un astfel de semn ca prezența în moleculele particulelor de metal ale subgrupurilor principale ale primei sau celei de-a doua grupe ale sistemului periodic. Ele sunt clasificate ca alcaline sau alcalino-pământoase. De exemplu, oxidul de sodiu - Na2O poate reacționa cu apa, rezultând formarea de hidroxizi agresivi chimic - alcaline. Cu toate acestea, principala proprietate chimică a oxizilor bazici este interacțiunea cu acizii organici sau anorganici. Merge cu formarea de sare și apă. Dacă se adaugă acid clorhidric la oxidul de cupru sub formă de pulbere albă, vom găsi o soluție verde-albăstruie de clorură de cupru:
CuO + 2HCl=CuCl2 + H2O
Încălzirea hidroxizilor solizi insolubili este o altă modalitate importantă de a obține oxizi bazici:
Ca(OH)2 → CaO + H2O
Condiții: 520-580°C.
În articolul nostru, am examinat cele mai importante proprietăți ale compușilor binari cu oxigen, precum și metodele de obținere a oxizilor în laborator și industrie.
