Practic toate elementele sistemului periodic al lui Mendeleev pot forma oxizi, sau oxizi - compuși binari care conțin atomi de oxigen în moleculele lor. Clasa acestor compuși anorganici, la rândul său, este împărțită în mai multe grupe: oxizi bazici, acizi, amfoteri și indiferenți. Scopul articolului nostru este de a studia proprietățile fizice și chimice ale oxizilor, precum și aplicarea și semnificația lor practică pentru oameni.
Metode de obținere
Reacția chimică principală pentru obținerea oxizilor este interacțiunea directă a unui metal sau nemetal cu oxigenul.
H2 + O2=H2O (reacția este explozivă)
4K + O2=2K2O
Alte metode de formare a oxizilor includ arderea unor substanțe complexe, cum ar fi hidrocarburile. Sfarseste prin a produce dioxid de carbon si apa. În timpul descompunerii termice a bazelor insolubile în apă sausăruri: se mai eliberează carbonați, nitrați, oxizi. Exemple de astfel de reacții sunt date mai jos:
- Fe(OH)2=FeO+H2O oxid de fier(II)
- 2KNO3=2KNO2 + O2↑
Caracteristici fizice
Starea de agregare a compușilor binari ai oxigenului cu metale sau nemetale poate fi diferită. De exemplu, oxizii de carbon, dioxidul de azot, oxidul de sulf (IV) sunt gaze. Lichidele sunt apa, anhidrida sulfurica, iar oxizii metalici sunt solide. Solubilitatea compușilor este, de asemenea, diferită. Să dăm exemple de oxizi cu diferite grade de interacțiune cu apa. Deci, dioxidul de carbon se dizolvă în apă la temperatura camerei într-un raport de 1:1, oxidul de azot (II) este ușor solubil, iar dioxidul de siliciu este complet insolubil.
Oxizi de bază
Dacă o moleculă a unei substanțe conține atomi de metale tipice, aceasta prezintă proprietăți de bază. Substanța va reacționa cu acizi și oxizi acizi, precum și cu apa. De exemplu, oxidul de calciu poate reacționa cu acidul percloric:
2HCl + CaO=CaCl2 + H2O.
Produșii de reacție vor fi sare și apă medii. Dacă același oxid de calciu interacționează cu monoxidul de carbon, atunci obținem o substanță - sare.
CaO + CO2=CaCO3.
Proprietățile oxizilor formați de metale și-au găsit aplicație în diverse industrii. Deci, oxidul de calciu, numit și var neted sau var ars, este importantca materie primă pentru producerea varului stins. Hidroxidul de calciu este utilizat pe scară largă în industrie ca mortar de construcție. Apa de var este folosită ca indicator al prezenței moleculelor de dioxid de carbon în soluție.
Exemple de oxizi care formează minereul de fier sunt FeO și Fe2O3 - minereu de fier brun și magnetic. În furnal se reduc cu cocs și oxizi de carbon și se obține un aliaj de fier și carbon - fontă. În procesul de prelucrare ulterioară în industria metalurgică, sunt topite diferite clase de oțel, inclusiv oțel aliat.
Reacția cu apa a oxizilor metalelor alcaline sau alcalino-pământoase duce la producerea de alcali.
Caracterizarea oxizilor acizi
Oxizii de azot, carbon, sulf, siliciu etc. formează un grup de oxizi acizi. Proprietățile chimice ale oxizilor sunt reacțiile cu alcalii, oxizii bazici și apa. Produșii interacțiunii dintre hidroxidul de potasiu și dioxidul de carbon vor fi carbonatul de potasiu și apa. Dacă baza de sodiu și dioxidul de siliciu reacționează între ele, obținem silicat de sodiu și apă.
Unii oxizi acizi reacţionează cu apa. Produsul de reacție va fi acidul corespunzător (carbonic):
CO2 + H2O=H2CO 3.
Oxizii acizi, dintre care exemple le vom da mai jos, sunt importanți. Deci, anhidrida sulfurică SO3 - un lichid incolor, este materia primă pentru producția industrialăacid sulfat - principalul produs al industriei chimice. Compușii de azot, cum ar fi NO2, sunt utilizați pentru a produce acid nitrat. Pe lângă dioxidul de azot, la reacție participă și apa și oxigenul. Acidul azotic, obținut prin reacția oxizilor de azot cu apa, este utilizat în producția de îngrășăminte minerale, explozivi, coloranți, medicamente, materiale plastice etc.
Compuși amfoteri
Oxizii, care includ, de exemplu, atomi de zinc sau aluminiu, prezintă proprietăți chimice duble. Ele pot reacționa atât cu acizi, cât și cu alcalii. În acest caz, produsele de reacție sunt săruri medii. Iată o descriere a proprietăților fizice ale unor oxizi amfoteri, dintre care exemple le vom lua în considerare. Deci, Al2O3 este corindon, este o substanță solidă al cărei punct de topire atinge 2050°. În natură, oxidul face parte din alumină și formează, de asemenea, cristale colorate, care sunt pietre prețioase - rubine și safire.
Oxidul de zinc ZnO sunt cristale incolore, la o temperatură de 1800° transformându-se în stare de vapori. Acest fenomen se numește sublimare. Substanța este insolubilă în apă, atunci când particulele de praf inhalate provoacă otrăvire. Oxidul de zinc și-a găsit aplicație ca material abraziv, în producția de vopsele, piele artificială, în medicină, în stomatologie - ca material de obturație.
În articolul nostru, am studiat clasificarea oxizilor, proprietățile lor chimice și fizice șiși aplicații industriale.
