Dobivanje oksida pri sagorijevanju jednostavnih tvari. Oksidi: klasifikacija i hemijska svojstva

Oksidi.

To su složene supstance koje se sastoje od DVA elementa, od kojih je jedan kiseonik. Na primjer:

CuO– bakar(II) oksid

AI 2 O 3 - aluminijum oksid

SO 3 - sumporov oksid (VI)

Oksidi su podijeljeni (klasificirani) u 4 grupe:

Na 2 O– Natrijum oksid

CaO - kalcijum oksid

Fe 2 O 3 - oksid željeza (III)

2). Kisela- Ovo su oksidi nemetali. A ponekad i metali ako je oksidacijsko stanje metala > 4. Na primjer:

CO 2 - Ugljen monoksid (IV)

P 2 O 5 - Fosforov oksid (V)

SO 3 - oksid sumpora (VI)

3). Amfoterično- To su oksidi koji imaju svojstva i bazičnih i kiselih oksida. Morate znati pet najčešćih amfoternih oksida:

BeO-berilij oksid

ZnO– Cink oksid

AI 2 O 3 - Aluminijum oksid

Cr 2 O 3 - Krom (III) oksid

Fe 2 O 3 - Gvozdeni oksid (III)

4). Ne stvara soli (indiferentan)- To su oksidi koji ne pokazuju svojstva ni bazičnih ni kiselih oksida. Treba zapamtiti tri oksida:

CO - ugljen monoksid (II) ugljen monoksid

NO – dušikov oksid (II)

N 2 O– azot oksid (I) gas za smejanje, azot oksid

Metode za dobijanje oksida.

jedan). Sagorevanje, tj. interakcija s kisikom jednostavne tvari:

4Na + O 2 \u003d 2Na 2 O

4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5

2). Sagorevanje, tj. interakcija s kisikom složene tvari (sastoji se od dva elementa) u ovom slučaju, dva oksida.

2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

3). Raspadanje tri slabe kiseline. Drugi se ne raspadaju. U tom slučaju nastaju kiseli oksid i voda.

H 2 CO 3 \u003d H 2 O + CO 2

H 2 SO 3 \u003d H 2 O + SO 2

H 2 SiO 3 \u003d H 2 O + SiO 2

četiri). Raspadanje nerastvorljiv osnove. Nastaju osnovni oksid i voda.

Mg(OH) 2 \u003d MgO + H 2 O

2Al(OH) 3 \u003d Al 2 O 3 + 3H 2 O

5). Raspadanje nerastvorljiv soli. Nastaju bazični oksid i kiseli oksid.

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2

MgSO 3 \u003d MgO + SO 2

Hemijska svojstva.

I. bazični oksidi.

alkali.

Na 2 O + H 2 O \u003d 2NaOH

CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2

SuO + H 2 O = reakcija se ne odvija, jer moguća baza koja sadrži bakar je nerastvorljiva

2). Reaguje sa kiselinama i formira so i vodu. (Bazni oksid i kiseline UVIJEK reagiraju)

K 2 O + 2HCI \u003d 2KCl + H 2 O

CaO + 2HNO 3 \u003d Ca (NO 3) 2 + H 2 O

3). Reakcija s kiselim oksidima za stvaranje soli.

Li 2 O + CO 2 \u003d Li 2 CO 3

3MgO + P 2 O 5 \u003d Mg 3 (PO 4) 2

četiri). Vodik reaguje i formira metal i vodu.

CuO + H 2 \u003d Cu + H 2 O

Fe 2 O 3 + 3H 2 \u003d 2Fe + 3H 2 O

II.Kiseli oksidi.

jedan). Interakcija s vodom, ovo bi trebalo nastati kiselina.(SamoSiO 2 ne stupa u interakciju sa vodom)

CO 2 + H 2 O \u003d H 2 CO 3

P 2 O 5 + 3H 2 O \u003d 2H 3 PO 4

2). Interakcija sa rastvorljivim bazama (alkalijama). Ovo proizvodi sol i vodu.

SO 3 + 2KOH \u003d K 2 SO 4 + H 2 O

N 2 O 5 + 2KOH \u003d 2KNO 3 + H 2 O

3). Interakcija sa bazičnim oksidima. U tom slučaju nastaje samo sol.

N 2 O 5 + K 2 O \u003d 2KNO 3

Al 2 O 3 + 3SO 3 \u003d Al 2 (SO 4) 3

Osnovne vježbe.

jedan). Dopunite jednadžbu reakcije. Odredite njen tip.

K 2 O + P 2 O 5 \u003d

Rješenje.

Da zapišemo šta je nastalo kao rezultat - potrebno je utvrditi - koje su supstance reagovale - ovde je to kalijum oksid (bazni) i fosforov oksid (kiseli) prema svojstvima - rezultat treba da bude SOL (vidi svojstvo br. 3 ) a sol se sastoji od atoma metala (u našem slučaju kalija) i kiselog ostatka koji uključuje fosfor (tj. PO 4 -3 - fosfat) Stoga

3K 2 O + P 2 O 5 \u003d 2K 3 RO 4

vrsta reakcije - spoj (jer dvije supstance reaguju, a jedna nastaje)

2). Izvršiti transformacije (lanac).

Ca → CaO → Ca(OH) 2 → CaCO 3 → CaO

Rješenje

Da biste dovršili ovu vježbu, morate zapamtiti da je svaka strelica jedna jednačina (jedna kemijska reakcija). Numerimo svaku strelicu. Stoga je potrebno zapisati 4 jednačine. Tvar napisana lijevo od strelice (početna tvar) ulazi u reakciju, a supstanca napisana desno nastaje kao rezultat reakcije (proizvod reakcije). Hajde da dešifrujemo prvi deo zapisa:

Ca + ... .. → CaO Obratite pažnju da prosta supstanca reaguje i nastaje oksid. Poznavajući metode za dobijanje oksida (br. 1), dolazimo do zaključka da je u ovoj reakciji potrebno dodati -kiseonik (O 2)

2Sa + O 2 → 2SaO

Pređimo na transformaciju broj 2

CaO → Ca(OH) 2

CaO + ... ... → Ca (OH) 2

Dolazimo do zaključka da je ovdje potrebno primijeniti svojstvo bazičnih oksida - interakciju sa vodom, jer samo u ovom slučaju iz oksida se formira baza.

CaO + H 2 O → Ca (OH) 2

Pređimo na transformaciju broj 3

Ca (OH) 2 → CaCO 3

Sa(OH) 2 + ….. = CaCO 3 + …….

Dolazimo do zaključka da je ovdje riječ o ugljičnom dioksidu CO 2 jer. samo ona, u interakciji sa alkalijama, formira so (vidi svojstvo br. 2 kiselih oksida)

Ca (OH) 2 + CO 2 \u003d CaCO 3 + H 2 O

Pređimo na transformaciju broj 4

CaCO 3 → CaO

CaCO 3 \u003d ... .. CaO + ......

Dolazimo do zaključka da se ovdje stvara više CO 2, jer. CaCO 3 je nerastvorljiva sol, a prilikom razgradnje takvih tvari nastaju oksidi.

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2

3). Koja od sljedećih supstanci stupa u interakciju sa CO 2 . Napišite jednadžbe reakcija.

ALI). hlorovodonična kiselina b. Natrijum hidroksid B). Kalijum oksid d. Voda

D). Vodonik E). Sumpor oksid (IV).

Određujemo da je CO 2 kiselinski oksid. A kiseli oksidi reaguju s vodom, alkalijama i bazičnim oksidima... Stoga, sa gornje liste, biramo odgovore B, C, D i s njima zapisujemo jednadžbe reakcije:

jedan). CO 2 + 2NaOH \u003d Na 2 CO 3 + H 2 O

2). CO 2 + K 2 O \u003d K 2 CO 3

Osobine oksida

oksidi- to su složene hemikalije, koje su hemijska jedinjenja jednostavnih elemenata sa kiseonikom. Oni su formiranje soli i ne stvaraju soli. U ovom slučaju, formiranje soli ima 3 vrste: main(od riječi "fundacija"), kiselo i amfoterično.
Primjer oksida koji ne stvaraju soli mogu biti: NO (dušikov oksid) - je bezbojni plin, bez mirisa. Nastaje tokom oluje sa grmljavinom u atmosferi. CO (ugljen-monoksid) je gas bez mirisa koji nastaje sagorevanjem uglja. Obično se naziva ugljen monoksid. Postoje i drugi oksidi koji ne stvaraju soli. Sada pogledajmo pobliže svaku vrstu oksida koji stvaraju soli.

Osnovni oksidi

Osnovni oksidi- To su složene hemijske supstance srodne oksidima koje hemijskom reakcijom sa kiselinama ili kiselim oksidima formiraju soli i ne reaguju sa bazama ili bazičnim oksidima. Na primjer, glavni su:
K 2 O (kalijev oksid), CaO (kalcijum oksid), FeO (2-valentni željezov oksid).

Razmislite hemijska svojstva oksida na primjerima

1. Interakcija sa vodom:
- interakcija s vodom za stvaranje baze (ili alkalije)

CaO + H 2 O → Ca (OH) 2 (poznata reakcija gašenja kreča, pri čemu se oslobađa velika količina toplote!)

2. Interakcija sa kiselinama:
- interakcija sa kiselinom za stvaranje soli i vode (otapanje soli u vodi)

CaO + H 2 SO 4 → CaSO 4 + H 2 O (Kristali ove supstance CaSO 4 su svima poznati pod nazivom "gips").

3. Interakcija sa kiselim oksidima: stvaranje soli

CaO + CO 2 → CaCO 3 (Ova supstanca je svima poznata - obična kreda!)

Kiseli oksidi

Kiseli oksidi- to su složene hemikalije vezane za okside koje formiraju soli kada su u hemijskoj interakciji sa bazama ili bazičnim oksidima i ne reaguju sa kiselim oksidima.

Primjeri kiselih oksida su:

CO 2 (dobro poznati ugljični dioksid), P 2 O 5 - fosforov oksid (nastao sagorijevanjem bijelog fosfora u zraku), SO 3 - sumpor trioksid - ova supstanca se koristi za proizvodnju sumporne kiseline.

Hemijska reakcija sa vodom

CO 2 +H 2 O→ H 2 CO 3 je supstanca - ugljena kiselina - jedna od slabih kiselina, dodaje se gaziranoj vodi za "mehuriće" gasa. Kako temperatura raste, topljivost plina u vodi se smanjuje, a njegov višak izlazi u obliku mjehurića.

Reakcije sa alkalijama (bazama):

CO 2 +2NaOH→ Na 2 CO 3 +H 2 O- nastala supstanca (sol) ima široku primenu u privredi. Njegovo ime - soda pepeo ili soda za pranje - odličan je deterdžent za zagorene posude, masnoće, opekotine. Ne preporučujem rad golim rukama!

Reakcija sa bazičnim oksidima:

CO 2 + MgO → MgCO 3 - primljena so - magnezijum karbonat - naziva se i "gorka so".

Amfoterni oksidi

Amfoterni oksidi- to su složene hemikalije, takođe povezane sa oksidima, koje formiraju soli tokom hemijske interakcije sa kiselinama (ili kiseli oksidi) i baze (ili bazični oksidi). Najčešća upotreba riječi "amfoterično" u našem slučaju se odnosi na metalni oksidi.

Primjer amfoterni oksidi može biti:

ZnO - cink oksid (bijeli prah, koji se često koristi u medicini za proizvodnju maski i krema), Al 2 O 3 - aluminij oksid (također nazvan "aluminij").

Hemijska svojstva amfoternih oksida jedinstvena su po tome što mogu ući u kemijske reakcije koje odgovaraju i bazama i kiselinama. Na primjer:

Reakcija sa kiselim oksidom:

ZnO + H 2 CO 3 → ZnCO 3 + H 2 O - Dobijena supstanca je rastvor soli "cink karbonata" u vodi.

Reakcija sa bazama:

ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O - rezultirajuća supstanca je dvostruka so natrijuma i cinka.

Dobivanje oksida

Dobivanje oksida proizvedene na razne načine. To se može dogoditi na fizičke i hemijske načine. Najjednostavniji način je kemijska interakcija jednostavnih elemenata s kisikom. Na primjer, rezultat procesa sagorijevanja ili jedan od proizvoda ove kemijske reakcije su oksidi. Na primjer, ako se užarena željezna šipka, a ne samo željezo (možete uzeti cink Zn, kalaj Sn, olovo Pb, bakar Cu, - općenito, ono što vam je pri ruci) stavi u tikvicu s kisikom, tada Doći će do kemijske reakcije oksidacije željeza, koja je praćena blistavim bljeskom i iskrima. Reakcioni proizvod će biti crni željezni oksid FeO prah:

2Fe+O 2 → 2FeO

Potpuno slične hemijske reakcije sa drugim metalima i nemetalima. Cink sagorijeva u kisiku i stvara cink oksid

2Zn+O 2 → 2ZnO

Sagorijevanje uglja je praćeno stvaranjem dva oksida odjednom: ugljičnog monoksida i ugljičnog dioksida.

2C+O 2 → 2CO - stvaranje ugljen monoksida.

C + O 2 → CO 2 - stvaranje ugljičnog dioksida. Ovaj plin nastaje ako ima više nego dovoljno kisika, odnosno, u svakom slučaju, reakcija teče prvo s stvaranjem ugljičnog monoksida, a zatim se ugljični monoksid oksidira, pretvarajući se u ugljični dioksid.

Dobivanje oksida može se uraditi i na drugi način - hemijskom reakcijom raspadanja. Na primjer, da biste dobili željezni oksid ili aluminijev oksid, potrebno je zapaliti odgovarajuće baze ovih metala na vatri:

Fe(OH) 2 → FeO+H 2 O

Čvrsti aluminijum oksid - mineralni korund Gvožđe(III) oksid. Površina planete Mars ima crvenkasto-narandžastu boju zbog prisustva željeznog (III) oksida u tlu. Čvrsti aluminijum oksid - korund

2Al(OH) 3 → Al 2 O 3 + 3H 2 O,
kao i u razgradnji pojedinih kiselina:

H 2 CO 3 → H 2 O + CO 2 - razgradnja ugljene kiseline

H 2 SO 3 → H 2 O + SO 2 - razgradnja sumporne kiseline

Dobivanje oksida mogu se napraviti od soli metala uz jako zagrijavanje:

CaCO 3 → CaO + CO 2 - kalcijum oksid (ili živo kreč) i ugljen dioksid se dobijaju kalcinacijom krede.

2Cu(NO 3) 2 → 2CuO + 4NO 2 + O 2 - u ovoj reakciji razlaganja dobijaju se dva oksida odjednom: bakar CuO (crni) i azot NO 2 (zove se i smeđi gas zbog njegove zaista smeđe boje) .

Drugi način na koji se oksidi mogu dobiti je putem redoks reakcija.

Cu + 4HNO 3 (konc.) → Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

S + 2H 2 SO 4 (konc.) → 3SO 2 + 2H 2 O

Oksidi hlora

Poznato je sljedeće oksidi hlora: Cl 2 O, ClO 2 , Cl 2 O 6 , Cl 2 O 7 . Svi su, sa izuzetkom Cl 2 O 7 , žute ili narandžaste boje i nisu postojani, posebno ClO 2 , Cl 2 O 6 . Sve oksidi hlora eksplozivni su i vrlo su jaki oksidanti.

Reagujući s vodom, formiraju odgovarajuće kiseline koje sadrže kisik i klor:

Dakle, Cl 2 O - kiseli hlor oksid hipohlorne kiseline.

Cl 2 O + H 2 O → 2HClO - Hipohlorna kiselina

ClO 2 - kiseli hlor oksid hipohlorne i hipohlorne kiseline, jer u hemijskoj reakciji sa vodom stvara dve od ovih kiselina odjednom:

ClO 2 + H 2 O → HClO 2 + HClO 3

Cl 2 O 6 - takođe kiseli hlor oksid hlorne i perhlorne kiseline:

Cl 2 O 6 + H 2 O → HClO 3 + HClO 4

I na kraju, Cl 2 O 7 - bezbojna tečnost - kiseli hlor oksid perhlorna kiselina:

Cl 2 O 7 + H 2 O → 2HClO 4

dušikovi oksidi

Dušik je gas koji sa kiseonikom formira 5 različitih jedinjenja - 5 dušikovi oksidi. naime:

N 2 O - dušikov hemioksid. Njegovo drugo ime poznato je u medicini pod imenom gas za smeh ili dušikov oksid- Bezbojno je slatkastog i prijatnog ukusa na gasu.
-NE- dušikov monoksid Gas bez boje, mirisa i ukusa.
- N 2 O 3 - azotni anhidrid- bezbojna kristalna supstanca
- NE 2 - dušikov dioksid. Njegovo drugo ime je smeđi gas- plin zaista ima braon boju
- N 2 O 5 - azotni anhidrid- plava tečnost koja ključa na temperaturi od 3,5 0 C

Od svih navedenih azotnih jedinjenja, najveći interes u industriji su NO - azot monoksid i NO 2 - azot dioksid. dušikov monoksid(NE) i dušikov oksid N 2 O ne reaguje ni sa vodom ni sa alkalijama. (N 2 O 3), u reakciji sa vodom, stvara slabu i nestabilnu azotnu kiselinu HNO 2, koja se u vazduhu postepeno pretvara u stabilniju hemijsku supstancu azotnu kiselinu. hemijska svojstva dušikovih oksida:

Reakcija sa vodom:

2NO 2 + H 2 O → HNO 3 + HNO 2 - 2 kiseline nastaju odjednom: azotna kiselina HNO 3 i azotna kiselina.

Reakcija sa alkalijama:

2NO 2 + 2NaOH → NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O - formiraju se dvije soli: natrijum nitrat NaNO 3 (ili natrijum nitrat) i natrijum nitrit (sol azotne kiseline).

Reakcija sa solima:

2NO 2 + Na 2 CO 3 → NaNO 3 + NaNO 2 + CO 2 - formiraju se dvije soli: natrijum nitrat i natrijum nitrit, a oslobađa se ugljični dioksid.

Dušikov dioksid (NO 2) se dobija iz azot monoksida (NO) hemijskom reakcijom jedinjenja sa kiseonikom:

2NO + O 2 → 2NO 2

oksidi gvožđa

Iron forme dva oksid: FeO- gvožđe oksid(2-valentni) - crni prah, koji se dobija redukcijom gvožđe oksid(3-valentni) ugljični monoksid sljedećom kemijskom reakcijom:

Fe 2 O 3 + CO → 2FeO + CO 2

Ovaj bazični oksid lako reagira s kiselinama. Ima svojstva redukcije i brzo se oksidira u gvožđe oksid(3-valentni).

4FeO +O 2 → 2Fe 2 O 3

gvožđe oksid(3-valentni) - crveno-smeđi prah (hematit), koji ima amfoterna svojstva (može komunicirati i sa kiselinama i sa alkalijama). Ali kisela svojstva ovog oksida su toliko slabo izražena da se najčešće koristi kao bazični oksid.

Postoje i tzv miješani željezni oksid Fe 3 O 4 . Nastaje pri sagorevanju gvožđa, dobro provodi električnu energiju i ima magnetna svojstva (naziva se magnetna željezna ruda ili magnetit). Ako željezo izgori, tada se kao rezultat reakcije sagorijevanja formira kamenac koji se sastoji od dva oksida odjednom: gvožđe oksid(III) i (II) valencija.

Sumpor oksid

Sumpor oksid SO 2 - ili sumpor dioksid odnosi se na kiseli oksidi, ali ne stvara kiselinu, iako se savršeno otapa u vodi - 40 litara sumpornog oksida u 1 litri vode (za praktičnost sastavljanja kemijskih jednadžbi, takvo rješenje se naziva sumporna kiselina).

U normalnim okolnostima, to je bezbojni plin sa oštrim i zagušljivim mirisom izgorjelog sumpora. Na temperaturi od samo -10 0 C može preći u tečno stanje.

U prisustvu katalizatora -vanadijev oksid (V 2 O 5) sumpor oksid preuzima kiseonik i pretvara se u sumpor trioksid

2SO 2 + O 2 → 2SO 3

rastvoreno u vodi sumpor dioksid- oksid sumpora SO 2 - oksidira vrlo sporo, zbog čega se sama otopina pretvara u sumpornu kiselinu

Ako a sumpor dioksid proći kroz alkalnu otopinu, na primjer, natrijev hidroksid, tada nastaje natrijev sulfit (ili hidrosulfit - ovisno o tome koliko se alkalije i sumpordioksida uzimaju)

NaOH + SO 2 → NaHSO 3 - sumpor dioksid uzeti u višku

2NaOH + SO 2 → Na 2 SO 3 + H 2 O

Ako sumpor dioksid ne reaguje sa vodom, zašto onda njegov vodeni rastvor daje kiselu reakciju?! Da, ne reagira, ali se oksidira u vodi, dodajući sebi kisik. I ispostavilo se da se u vodi nakupljaju slobodni atomi vodika koji daju kiselu reakciju (možete provjeriti nekim indikatorom!)

1. Oksidacija jednostavnih tvari kisikom (sagorijevanje jednostavnih tvari):

2 mg + O 2 = 2MgO

4P + 5O 2 = 2P 2 O 5 .

Metoda nije primjenjiva za proizvodnju oksida alkalnih metala, jer kada se oksidiraju, alkalni metali obično ne daju okside, već peroksidi (N / A 2 O 2 , K 2 O 2 ) .

Plemeniti metali se ne oksidiraju atmosferskim kisikom, npr. ALIu, ALIg, Rt.

2. Oksidacija složenih supstanci (soli određenih kiselina i vodikovi spojevi nemetala):

2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2

2 H 2 S+3O 2 = 2SO 2 + 2 H 2 O

3.Razlaganje zagrijavanjem hidroksida (baze i kiseline koje sadrže kisik):

ODu(ON) 2 ODuO + H 2 O

H 2 SO 3 SO 2 + H 2 O

Ova metoda se ne može koristiti za dobivanje oksida alkalnih metala, jer se razgradnja alkalija događa na previsokim temperaturama.

4.Razgradnja nekih soli kiselina koje sadrže kisik:

CaCO 3 CaO + CO 2

2Rb(NO 3 ) 2 2RbO + 4NO 2 + O 2

Treba imati na umu da se soli alkalnih metala ne raspadaju kada se zagrijavaju da bi tvorile okside.

1.1.7. Primjena oksida.

Brojni prirodni minerali su oksidi (vidi tabelu 7) i koriste se kao rudne sirovine za dobijanje odgovarajućih metala.

Na primjer:

Boksit A1 2 O 3 · nH 2 O.

HematitFe 2 O 3 .

MagnetitFeO ·Fe 2 O 3 .

KasiteritSNO 2 .

Piroluzit Mbr 2 .

Rutile TiO 2 .

mineralni korund (A1 2 O 3 ) ima veliku tvrdoću, koristi se kao abrazivni materijal. Njegovi prozirni kristali crvene i plave boje su drago kamenje - rubin i safir.

Živi kreč (CaO) dobijen pečenjem krečnjaka (CaCO 3 ) , ima široku primenu u građevinarstvu, poljoprivredi i kao reagens za tečnosti za bušenje.

oksidi gvožđa (Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 ) koristi se u bušenju naftnih i plinskih bušotina kao sredstva za utezanje i sredstva za neutralizaciju sumporovodika.

Silicijum(IV) oksid (SiO 2 ) u obliku kvarcnog pijeska, široko se koristi za proizvodnju stakla, cementa i emajla, za pjeskarenje površina metala, za hidropjeskarenje perforacije i hidrauličko frakturiranje u naftnim i plinskim bušotinama. U obliku najsitnijih sfernih čestica (aerosol), koristi se kao efikasan protivpjenivač za bušaće tekućine i kao punilo u proizvodnji gumenih proizvoda (bijela guma).

Brojni oksidi (A1 2 O 3 , Cr 2 O 3 , V 2 O 5 , ODuO,No) se koriste kao katalizatori u modernoj hemijskoj industriji.

Kao jedan od glavnih proizvoda sagorijevanja uglja, nafte i naftnih derivata, ugljični dioksid (CO 2 ), kada se ubrizgava u produktivne formacije, pospješuje njihovo izvlačenje nafte. CO 2 se također koristi za punjenje aparata za gašenje požara i karbonatnih pića.

Oksidi koji nastaju prilikom kršenja režima sagorevanja goriva (NO, CO) ili pri sagorevanju sumpornog goriva (SO 2) su proizvodi koji zagađuju atmosferu. Savremena proizvodnja, kao i transport, predviđa strogu kontrolu sadržaja takvih oksida i njihovu neutralizaciju,

Oksidi dušika (NO, NO 2) i sumpora (SO 2 , SO 3) su međuproizvodi u velikoj proizvodnji dušične (HNO 3) i sumporne (H 2 SO 4) kiselina.

Oksidi hroma (Cr 2 O 3) i olova (2PbO PbO 2 - minijum) koriste se za proizvodnju antikorozivnih kompozicija boja.

2. Klasifikacija, priprema i svojstva oksida

Od binarnih jedinjenja najpoznatiji su oksidi. Oksidi su jedinjenja koja se sastoje od dva elementa, od kojih je jedan kiseonik, koji ima oksidaciono stanje -2. Prema funkcionalnim karakteristikama oksidi se dijele na koji stvaraju i ne stvaraju soli (indiferentan). Oksidi koji tvore soli dijele se na bazične, kisele i amfoterne.

Imena oksida formiraju se pomoću riječi "oksid" i ruskog naziva elementa u genitivu, što ukazuje na valenciju elementa u rimskim brojevima, na primjer: SO 2 - oksid sumpora (IV), SO 3 - oksid sumpora (VI), CrO - hrom oksid (II), Cr 2 O 3 - hrom oksid (III).

2.1. Osnovni oksidi

Bazni oksidi su oni koji reaguju sa kiselinama (ili kiselim oksidima) i formiraju soli.

U bazične okside spadaju oksidi tipičnih metala, odgovaraju hidroksidima sa svojstvima baza (baznih hidroksida), a oksidaciono stanje elementa se ne mijenja pri prelasku iz oksida u hidroksid, npr.

Dobivanje bazičnih oksida

1. Oksidacija metala pri zagrijavanju u atmosferi kisika:

2Mg + O 2 \u003d 2MgO,

2Cu + O 2 \u003d 2CuO.

Ova metoda nije primjenjiva na alkalne metale, koji kada se oksidiraju, obično daju perokside i superokside, a samo litijum, kada izgori, stvara oksid. Li2O.

2. Sulfidno prženje:

2 CuS + 3 O 2 \u003d 2 CuO + 2 SO 2,

4 FeS 2 + 11 O 2 \u003d 2 Fe 2 O 3 + 8 SO 2.

Metoda nije primjenjiva na aktivne metalne sulfide koji oksidiraju u sulfate.

3. Raspadanje hidroksida (na visokoj temperaturi):

C u (OH) 2 \u003d CuO + H 2 O.

Oksidi alkalnih metala se ne mogu dobiti ovom metodom.

4. Razgradnja soli kiselina koje sadrže kiseonik (na visokoj temperaturi):

VaCO 3 \u003d BaO + CO 2,

2Pb (NO 3) 2 \u003d 2PbO + 4NO 2 + O 2,

4 FeSO 4 \u003d 2 Fe 2 O 3 + 4 SO 2 + O 2.

Ova metoda dobijanja oksida posebno je laka za nitrate i karbonate, uključujući bazične soli:

(ZnOH) 2 CO 3 \u003d 2ZnO + CO 2 + H 2 O.

Osobine osnovnih oksida

Većina osnovnih oksida su čvrste kristalne supstance jonske prirode, na čvorovima kristalne rešetke nalaze se ioni metala koji su prilično snažno povezani sa oksidnim ionima O - 2, stoga oksidi tipičnih metala imaju visoke tačke topljenja i ključanja.

1. Većina osnovnih oksida se ne raspada kada se zagrijavaju, s izuzetkom oksida žive i plemenitih metala:

2HgO \u003d 2Hg + O 2,

2Ag 2 O \u003d 4Ag + O 2.

2. Kada se zagreju, bazični oksidi mogu da reaguju sa kiselim i amfoternim oksidima, sa kiselinama:

BaO + SiO 2 \u003d BaSiO 3,

MgO + Al 2 O 3 \u003d Mg (AlO 2) 2,

ZnO + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2 O.

3. Dodavanjem (direktno ili indirektno) vode bazični oksidi formiraju baze (bazni hidroksidi). Oksidi alkalnih i zemnoalkalnih metala direktno reaguju sa vodom:

Li 2 O + H 2 O \u003d 2 LiOH,

CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2.

Izuzetak je magnezijum oksid. MgO . Magnezijum hidroksid se ne može dobiti iz njega. Mg(OH ) 2 nakon interakcije s vodom.

4. Kao i sve druge vrste oksida, bazični oksidi mogu ući u redoks reakcije:

Fe 2 O 3 + 2Al \u003d Al 2 O 3 + 2Fe,

3CuO + 2NH 3 \u003d 3Cu + N 2 + 3H 2 O,

4 FeO + O 2 \u003d 2 Fe 2 O 3.

M.V. Andryukhova, L.N. Borodin

Danas počinjemo naše upoznavanje sa najvažnijim klasama neorganskih jedinjenja. Anorganske tvari podijeljene su po sastavu, kao što već znate, na jednostavne i složene.

Složene neorganske tvari dijele se u četiri klase: oksidi, kiseline, baze, soli. Počinjemo s klasom oksida.

OXIDES

oksidi - to su složene supstance koje se sastoje od dva hemijska elementa, od kojih je jedan kiseonik, sa valencijom jednakom 2. Samo jedan hemijski element - fluor, spajajući se sa kiseonikom, ne formira oksid, već kiseonik fluorid OF 2.
Zovu se jednostavno - "oksid + naziv elementa" (vidi tabelu). Ako je valencija kemijskog elementa promjenjiva, onda je označena rimskim brojem u zagradi iza naziva kemijskog elementa.

Klasifikacija oksida

Svi oksidi se mogu podijeliti u dvije grupe: koji stvaraju soli (bazni, kiseli, amfoterni) i koji ne stvaraju soli ili indiferentni.

1). Osnovni oksidi su oksidi koji odgovaraju bazama. Glavni oksidi su oksidi metali 1 i 2 grupe, kao i metali bočne podgrupe sa valencijom I i II (osim ZnO - cink oksida i BeO – berilijev oksid):

2). Kiseli oksidi su oksidi kojima odgovaraju kiseline. Kiseli oksidi su oksidi nemetala (osim onih koji ne stvaraju sol - indiferentan), kao i metalni oksidi bočne podgrupe sa valentnošću od V prije VII (Na primjer, CrO 3 je hrom (VI) oksid, Mn 2 O 7 je mangan (VII) oksid):

3). Amfoterni oksidi su oksidi, koji odgovaraju bazama i kiselinama. To uključuje metalni oksidi glavne i sekundarne podgrupe sa valencijom III , ponekad IV , kao i cink i berilijum (npr. BeO, ZnO, Al 2 O 3, Cr 2 O 3).

4). Oksidi koji ne stvaraju soli su oksidi koji su indiferentni prema kiselinama i bazama. To uključuje oksidi nemetala sa valencijom I i II (Na primjer, N 2 O, NO, CO).

Zaključak: priroda svojstava oksida prvenstveno zavisi od valencije elementa.

Na primjer, krom oksidi:

CrO(II- glavni);

Cr 2 O 3 (III- amfoterni);

CrO 3 (VII- kiselina).

Klasifikacija oksida

(prema rastvorljivosti u vodi)

Dovršite zadatke:

1. Zapišite odvojeno hemijske formule kiselih i bazičnih oksida koji stvaraju soli.

NaOH, AlCl 3 , K 2 O, H 2 SO 4 , SO 3 , P 2 O 5 , HNO 3 , CaO, CO.

2. Date su supstance : CaO, NaOH, CO 2 , H 2 SO 3 , CaCl 2 , FeCl 3 , Zn(OH) 2 , N 2 O 5 , Al 2 O 3 , Ca(OH) 2 , CO 2 , N 2 O, FeO, SO 3 , Na 2 SO 4 , ZnO, CaCO 3 , Mn 2 O 7 , CuO, KOH, CO, Fe(OH) 3

Dobivanje oksida

Simulator "Interakcija kiseonika sa jednostavnim supstancama"

Fizička svojstva oksida

Na sobnoj temperaturi većina oksida su čvrste materije (CaO, Fe 2 O 3 itd.), neke su tečnosti (H 2 O, Cl 2 O 7 itd.) i gasovi (NO, SO 2 itd.).

Hemijska svojstva oksida

Primjena oksida

Neki oksidi se ne otapaju u vodi, ali mnogi reagiraju s vodom kako bi se spojili:

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4

CaO + H 2 O = Ca( Oh) 2

Rezultat su često vrlo poželjni i korisni spojevi. Na primjer, H 2 SO 4 je sumporna kiselina, Ca (OH) 2 je gašeno vapno itd.

Ako su oksidi netopivi u vodi, onda ljudi vješto koriste i ovo svojstvo. Na primjer, cink oksid ZnO je bijela tvar, stoga se koristi za pripremu bijele uljane boje (cink bijelo). Budući da je ZnO praktički netopiv u vodi, bilo koja površina može se farbati cink bijelom bojom, uključujući i one koje su izložene atmosferskim padavinama. Netopljivost i netoksičnost omogućavaju upotrebu ovog oksida u proizvodnji kozmetičkih krema i pudera. Farmaceuti ga prave kao adstringentni prašak za sušenje za vanjsku upotrebu.

Titanijum oksid (IV) - TiO 2 ima ista vrijedna svojstva. Takođe ima prelepu belu boju i koristi se za pravljenje titanijum bele boje. TiO 2 je nerastvorljiv ne samo u vodi, već i u kiselinama, pa su premazi napravljeni od ovog oksida posebno stabilni. Ovaj oksid se dodaje u plastiku kako bi joj dao bijelu boju. Ulazi u sastav emajla za metalno i keramičko posuđe.

Krom oksid (III) - Cr 2 O 3 - vrlo jaki kristali tamnozelene boje, nerastvorljivi u vodi. Cr 2 O 3 se koristi kao pigment (boja) u proizvodnji ukrasnog zelenog stakla i keramike. Poznata GOI pasta (skraćeno od naziva “Državni optički institut”) koristi se za brušenje i poliranje optike, metala. proizvodi u nakitu.

Zadaci za popravljanje

1. Zapišite odvojeno hemijske formule kiselih i bazičnih oksida koji stvaraju soli.

NaOH, AlCl 3 , K 2 O, H 2 SO 4 , SO 3 , P 2 O 5 , HNO 3 , CaO, CO.

2. Date su supstance : CaO, NaOH, CO 2 , H 2 SO 3 , CaCl 2 , FeCl 3 , Zn(OH) 2 , N 2 O 5 , Al 2 O 3 , Ca(OH) 2 , CO 2 , N 2 O, FeO, SO 3 , Na 2 SO 4 , ZnO, CaCO 3 , Mn 2 O 7 , CuO, KOH, CO, Fe(OH) 3

Odaberite sa liste: bazični oksidi, kiseli oksidi, indiferentni oksidi, amfoterni oksidi i dajte im imena.

3. Završite UCR, označite vrstu reakcije, navedite produkte reakcije

Na 2 O + H 2 O =

N 2 O 5 + H 2 O =

CaO + HNO 3 =

NaOH + P 2 O 5 \u003d

K 2 O + CO 2 \u003d

Cu (OH) 2 \u003d? +?

4. Izvršite transformacije prema shemi:

1) K → K 2 O → KOH → K 2 SO 4

2) S → SO 2 → H 2 SO 3 → Na 2 SO 3

3) P → P 2 O 5 → H 3 PO 4 → K 3 PO 4