Praktično svi elementi periodnog sistema Mendeljejeva mogu formirati okside, ili okside - binarna jedinjenja koja sadrže atome kiseonika u svojim molekulima. Klasa ovih anorganskih spojeva, pak, podijeljena je u nekoliko grupa: bazični, kiseli, amfoterni i indiferentni oksidi. Svrha našeg članka je proučavanje fizičkih i hemijskih svojstava oksida, kao i njihove praktične primjene i značaja za ljude.
Načini dobijanja
Glavna hemijska reakcija za dobijanje oksida je direktna interakcija metala ili nemetala sa kiseonikom.
H2 + O2=H2O (reakcija je eksplozivna)
4K + O2=2K2O
Druge metode stvaranja oksida uključuju sagorijevanje složenih supstanci, kao što su ugljovodonici. Na kraju proizvodi ugljični dioksid i vodu. Tokom termičke razgradnje u vodi nerastvorljivih baza odnsoli: također se oslobađaju karbonati, nitrati, oksidi. Primjeri takvih reakcija su dati u nastavku:
- Fe(OH)2=FeO+H2O željezo(II) oksid
- 2KNO3=2KNO2 + O2↑
Fizičke karakteristike
Stanje agregacije binarnih jedinjenja kiseonika sa metalima ili nemetalima može biti različito. Na primjer, ugljični oksidi, dušikov dioksid, sumporov oksid (IV) su plinovi. Tečnosti su voda, sumporni anhidrid, a metalni oksidi su čvrste materije. Rastvorljivost jedinjenja je takođe različita. Navedimo primjere oksida s različitim stupnjevima interakcije s vodom. Dakle, ugljični dioksid se rastvara u vodi na sobnoj temperaturi u omjeru 1:1, dušikov oksid (II) je slabo rastvorljiv, a silicijum dioksid je potpuno nerastvorljiv.
Bazni oksidi
Ako molekul neke supstance sadrži atome tipičnih metala, on pokazuje osnovna svojstva. Supstanca će reagirati s kiselinama i kiselim oksidima, kao i sa vodom. Na primjer, kalcijev oksid može reagirati s perhlornom kiselinom:
2HCl + CaO=CaCl2 + H2O.
Produkti reakcije će biti srednje soli i voda. Ako isti kalcijev oksid stupi u interakciju sa ugljičnim monoksidom, tada dobijamo jednu supstancu - sol.
CaO + CO2=CaCO3.
Svojstva oksida koje formiraju metali našla su primjenu u raznim industrijama. Dakle, kalcijev oksid, koji se naziva i živo vapno ili spaljeno vapno, je važankao sirovina za proizvodnju gašenog vapna. Kalcijum hidroksid se široko koristi u industriji kao građevinski m alter. Krečna voda se koristi kao indikator prisustva molekula ugljen-dioksida u rastvoru.
Primjeri oksida koji čine željeznu rudu su FeO i Fe2O3 - smeđa i magnetna željezna ruda. U visokoj peći se redukuju koksom i ugljičnim oksidima i dobiva se legura željeza i ugljika - lijevano željezo. U procesu njegove dalje prerade u metalurškoj industriji, topljeni su različiti tipovi čelika, uključujući i legirani čelik.
Reakcija sa vodom oksida alkalnih ili zemnoalkalnih metala dovodi do stvaranja alkalija.
Karakterizacija kiselinskih oksida
Oksidi azota, ugljenika, sumpora, silicijuma, itd. čine grupu kiselih oksida. Hemijska svojstva oksida su reakcije sa alkalijama, bazičnim oksidima i vodom. Produkti interakcije između kalijevog hidroksida i ugljičnog dioksida bit će kalijev karbonat i voda. Ako natrijum baza i silicijum dioksid međusobno reaguju, dobijamo natrijum silikat i vodu.
Neki kiseli oksidi reaguju sa vodom. Produkt reakcije će biti odgovarajuća kiselina (ugljena):
CO2 + H2O=H2CO 3.
Kiseli oksidi, čije ćemo primjere dati u nastavku, su važni. Dakle, sumporni anhidrid SO3 - bezbojna tečnost, je sirovina za industrijsku proizvodnjusulfatna kiselina - glavni proizvod hemijske industrije. Jedinjenja dušika, kao što je NO2, koriste se za proizvodnju nitratne kiseline. Osim dušikovog dioksida, u reakciji sudjeluju i voda i kisik. Dušična kiselina, dobijena reakcijom azotnih oksida sa vodom, koristi se u proizvodnji mineralnih đubriva, eksploziva, boja, lekova, plastike, itd.
Amfoterna jedinjenja
Oksidi, koji uključuju, na primjer, atome cinka ili aluminija, pokazuju dvostruka hemijska svojstva. Mogu reagovati i sa kiselinama i sa alkalijama. U ovom slučaju, produkti reakcije su srednje soli. Ovdje je opis fizičkih svojstava nekih amfoternih oksida, primjere kojih ćemo razmotriti. Dakle, Al2O3 je korund, to je čvrsta supstanca čija tačka topljenja dostiže 2050°. U prirodi, oksid je dio glinice, a također formira obojene kristale, koji su drago kamenje - rubini i safiri.
Cink oksid ZnO su bezbojni kristali, koji na temperaturi od 1800° prelaze u stanje pare. Ovaj fenomen se naziva sublimacija. Supstanca je nerastvorljiva u vodi, kada udahnute čestice prašine uzrokuju trovanje. Cink oksid je našao primenu kao abrazivni materijal, u proizvodnji boja, veštačke kože, u medicini, u stomatologiji - kao materijal za punjenje.
U našem članku proučavali smo klasifikaciju oksida, njihova hemijska i fizička svojstva, itakođer industrijske primjene.
