Prakticky všetky prvky periodického systému Mendelejeva môžu tvoriť oxidy alebo oxidy - binárne zlúčeniny obsahujúce vo svojich molekulách atómy kyslíka. Trieda týchto anorganických zlúčenín sa zase delí na niekoľko skupín: zásadité, kyslé, amfotérne a indiferentné oxidy. Účelom nášho článku je študovať fyzikálne a chemické vlastnosti oxidov, ako aj ich praktické využitie a význam pre ľudí.
Spôsoby získania
Hlavnou chemickou reakciou na získanie oxidov je priama interakcia kovu alebo nekovu s kyslíkom.
H2 + O2=H2O (reakcia je výbušná)
4K + O2=2 tis.2O
Iné spôsoby tvorby oxidov zahŕňajú spaľovanie zložitých látok, ako sú uhľovodíky. Nakoniec produkuje oxid uhličitý a vodu. Pri tepelnom rozklade vo vode nerozpustných zásad respsoli: uvoľňujú sa aj uhličitany, dusičnany, oxidy. Príklady takýchto reakcií sú uvedené nižšie:
- Fe(OH)2=FeO+H2O oxid železitý
- 2KNO3=2KNO2 + O2↑
Fyzické vlastnosti
Stav agregácie binárnych zlúčenín kyslíka s kovmi alebo nekovmi môže byť rôzny. Napríklad oxidy uhlíka, oxid dusičitý, oxid síry (IV) sú plyny. Kvapaliny sú voda, anhydrid kyseliny sírovej a oxidy kovov sú pevné látky. Rozdielna je aj rozpustnosť zlúčenín. Uveďme príklady oxidov s rôznym stupňom interakcie s vodou. Takže oxid uhličitý sa rozpúšťa vo vode pri izbovej teplote v pomere 1:1, oxid dusnatý (II) je mierne rozpustný a oxid kremičitý je úplne nerozpustný.
Základné oxidy
Ak molekula látky obsahuje atómy typických kovov, vykazuje základné vlastnosti. Látka bude reagovať s kyselinami a kyslými oxidmi, ako aj s vodou. Napríklad oxid vápenatý môže reagovať s kyselinou chloristou:
2HCl + CaO=CaCl2 + H2O.
Produkty reakcie budú stredne veľké množstvo soli a vody. Ak ten istý oxid vápenatý interaguje s oxidom uhoľnatým, získame jednu látku - soľ.
CaO + CO2=CaCO3.
Vlastnosti oxidov tvorených kovmi našli uplatnenie v rôznych priemyselných odvetviach. Dôležitý je teda oxid vápenatý, nazývaný aj nehasené vápno alebo pálené vápnoako surovina na výrobu haseného vápna. Hydroxid vápenatý je široko používaný v priemysle ako stavebná m alta. Vápenná voda sa používa ako indikátor prítomnosti molekúl oxidu uhličitého v roztoku.
Príklady oxidov, ktoré tvoria železnú rudu, sú FeO a Fe2O3 - hnedá a magnetická železná ruda. Vo vysokej peci sa redukujú koksom a oxidmi uhlíka a získa sa zliatina železa a uhlíka - liatina. V procese jej ďalšieho spracovania v hutníckom priemysle sa tavia rôzne druhy ocelí, vrátane legovanej ocele.
Reakcia oxidov alkalických kovov alebo kovov alkalických zemín s vodou vedie k produkcii alkálií.
Charakteristika kyslých oxidov
Oxidy dusíka, uhlíka, síry, kremíka atď. tvoria skupinu kyslých oxidov. Chemické vlastnosti oxidov sú reakcie s alkáliami, zásaditými oxidmi a vodou. Produktom interakcie medzi hydroxidom draselným a oxidom uhličitým bude uhličitan draselný a voda. Ak sodná zásada a oxid kremičitý navzájom reagujú, získame kremičitan sodný a vodu.
Niektoré kyslé oxidy reagujú s vodou. Reakčným produktom bude zodpovedajúca kyselina (uhličitá):
CO2 + H2O=H2CO 3.
Oxidy kyselín, ktorých príklady uvedieme nižšie, sú dôležité. Takže anhydrid kyseliny sírovej SO3 - bezfarebná kvapalina, je surovinou pre priemyselnú výrobusíranová kyselina - hlavný produkt chemického priemyslu. Na výrobu dusičnanovej kyseliny sa používajú zlúčeniny dusíka, ako napríklad NO2. Okrem oxidu dusičitého sa na reakcii podieľa aj voda a kyslík. Kyselina dusičná, získaná reakciou oxidov dusíka s vodou, sa používa pri výrobe minerálnych hnojív, výbušnín, farbív, liekov, plastov atď.
Amfotérne zlúčeniny
Oxidy, medzi ktoré patria napríklad atómy zinku alebo hliníka, vykazujú dvojaké chemické vlastnosti. Môžu reagovať s kyselinami aj zásadami. V tomto prípade sú reakčnými produktmi stredné soli. Tu je popis fyzikálnych vlastností niektorých amfotérnych oxidov, ktorých príklady zvážime. Takže Al2O3 je korund, je to pevná látka, ktorej bod topenia dosahuje 2050°. V prírode je oxid súčasťou oxidu hlinitého a tiež vytvára farebné kryštály, ktoré sú drahými kameňmi - rubíny a zafíry.
Oxid zinočnatý ZnO sú bezfarebné kryštály, ktoré sa pri teplote 1800 ° menia do parného stavu. Tento jav sa nazýva sublimácia. Látka je nerozpustná vo vode, kedy vdýchnuté prachové častice spôsobujú otravu. Oxid zinočnatý našiel uplatnenie ako brúsny materiál, pri výrobe farieb, umelej kože, v medicíne, v stomatológii - ako výplňový materiál.
V našom článku sme študovali klasifikáciu oxidov, ich chemické a fyzikálne vlastnosti aaj priemyselné aplikácie.
