Oksiidide saamine lihtainete põlemisel. Oksiidid: klassifikatsioon ja keemilised omadused

Oksiidid.

Need on komplekssed ained, mis koosnevad KAHEST elemendist, millest üks on hapnik. Näiteks:

CuO – vask(II)oksiid

AI 2 O 3 - alumiiniumoksiid

SO 3 - vääveloksiid (VI)

Oksiidid jagunevad (need liigitatakse) 4 rühma:

Na 2 O – naatriumoksiid

CaO - kaltsiumoksiid

Fe 2 O 3 - raudoksiid (III)

2). Happeline- Need on oksiidid mittemetallid. Ja mõnikord ka metallid, kui metalli oksüdatsiooniaste on> 4. Näiteks:

CO 2 – süsinikoksiid (IV)

P 2 O 5 – fosforoksiid (V)

SO 3 – vääveloksiid (VI)

3). Amfoteerne- Need on oksiidid, millel on nii aluseliste kui ka happeliste oksiidide omadused. Peate teadma viit kõige levinumat amfoteerset oksiidi:

BeO-berülliumoksiid

ZnO – tsinkoksiid

AI 2 O 3 – alumiiniumoksiid

Cr 2 O 3 – kroom(III)oksiid

Fe 2 O 3 – raudoksiid (III)

4). Mittesoola moodustav (ükskõikne)- Need on oksiidid, millel ei ole aluseliste ega happeliste oksiidide omadusi. Tuleb meeles pidada kolme oksiidi:

CO - süsinikmonooksiid (II) süsinikmonooksiid

NO – lämmastikoksiid (II)

N 2 O – lämmastikoksiid (I) naerugaas, dilämmastikoksiid

Oksiidide saamise meetodid.

üks). Põlemine, s.o. koostoime lihtsa aine hapnikuga:

4Na + O2 \u003d 2Na2O

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

2). Põlemine, s.o. vastastikmõju keerulise aine hapnikuga (koosneb kaks elementi) sel juhul, kaks oksiidi.

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

4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2

3). Lagunemine kolm nõrgad happed. Teised ei lagune. Sel juhul moodustub happeoksiid ja vesi.

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

neli). Lagunemine lahustumatu põhjustel. Moodustub aluseline oksiid ja vesi.

Mg(OH)2 \u003d MgO + H2O

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

5). Lagunemine lahustumatu soolad. Tekivad aluseline oksiid ja happeline oksiid.

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2

MgSO 3 \u003d MgO + SO 2

Keemilised omadused.

I. aluselised oksiidid.

leelis.

Na2O + H2O \u003d 2NaOH

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

СuO + H 2 O = reaktsioon ei kulge, sest võimalik vaske sisaldav alus on lahustumatu

2). Reageerib hapetega moodustades soola ja vett. (Aluseline oksiid ja happed reageerivad ALATI)

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

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

3). Reaktsioon happeliste oksiididega soola moodustamiseks.

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

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

neli). Vesinik reageerib, moodustades metalli ja vett.

CuO + H2 \u003d Cu + H2O

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

II.Happelised oksiidid.

üks). Koostoime veega, see peaks tekkima hape.(AinultSiO 2 ei suhtle veega)

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

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

2). Koostoime lahustuvate alustega (leelised). See tekitab soola ja vett.

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

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

3). Koostoime aluseliste oksiididega. Sel juhul moodustub ainult sool.

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

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

Põhilised harjutused.

üks). Täitke reaktsioonivõrrand. Määrake selle tüüp.

K 2 O + P 2 O 5 \u003d

Lahendus.

Selle tulemusena tekkiva kirja panemiseks on vaja kindlaks teha, millised ained reageerisid - siin on vastavalt omadustele kaaliumoksiid (aluseline) ja fosforoksiid (happeline) - tulemuseks peaks olema SOOL (vt omadus nr. 3) ja sool koosneb metallide aatomitest (meie puhul kaalium) ja happejäägist, mis sisaldab fosforit (st PO 4 -3 - fosfaati).

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

reaktsiooni tüüp - ühend (kuna kaks ainet reageerivad ja üks moodustub)

2). Tehke teisendusi (ahel).

Ca → CaO → Ca(OH) 2 → CaCO 3 → CaO

Lahendus

Selle harjutuse sooritamiseks peate meeles pidama, et iga nool on üks võrrand (üks keemiline reaktsioon). Nummerdame iga noole. Seetõttu on vaja kirja panna 4 võrrandit. Noolest vasakule kirjutatud aine (lähteaine) siseneb reaktsiooni ja reaktsiooni tulemusena tekib paremale kirjutatud aine (reaktsiooniprodukt). Dešifreerime plaadi esimese osa:

Ca + ... .. → CaO Pöörame tähelepanu sellele, et lihtne aine reageerib ja moodustub oksiid. Teades oksiidide saamise meetodeid (nr 1), jõuame järeldusele, et selles reaktsioonis on vaja lisada -hapnikku (O 2)

2Са + О 2 → 2СаО

Liigume edasi teisenduse number 2 juurde

CaO → Ca(OH) 2

CaO + ... ... → Ca (OH) 2

Jõuame järeldusele, et siin on vaja rakendada aluseliste oksiidide omadust - interaktsiooni veega, sest ainult sel juhul moodustub oksiidist alus.

CaO + H2O → Ca (OH) 2

Liigume edasi teisenduse number 3 juurde

Ca (OH) 2 → CaCO 3

Сa(OH) 2 + ….. = CaCO 3 + …….

Jõuame järeldusele, et siin räägime süsinikdioksiidist CO 2 alates. ainult see moodustab leelistega suhtlemisel soola (vt happeoksiidide omadust nr 2)

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

Liigume edasi teisenduse number 4 juurde

CaCO3 → CaO

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

Jõuame järeldusele, et siin tekib rohkem CO 2, kuna. CaCO 3 on lahustumatu sool ja just selliste ainete lagunemisel tekivad oksiidid.

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2

3). Milline järgmistest ainetest interakteerub CO 2 -ga. Kirjutage reaktsioonivõrrandid.

AGA). vesinikkloriidhape b. Naatriumhüdroksiid B). Kaaliumoksiid d. Vesi

D). Vesinik E). Vääveloksiid (IV).

Teeme kindlaks, et CO 2 on happeoksiid. Ja happelised oksiidid reageerivad vee, leeliste ja aluseliste oksiididega ... Seetõttu valime ülaltoodud loendist vastused B, C, D ja just nendega kirjutame üles reaktsioonivõrrandid:

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

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

Oksiidide omadused

oksiidid- need on keerulised kemikaalid, mis on lihtsate elementide keemilised ühendid hapnikuga. Nemad on soola moodustav ja ei moodusta sooli. Sel juhul on soola moodustumist kolme tüüpi: peamine(sõnast "sihtasutus"), happeline ja amfoteerne.
Näiteks oksiididest, mis ei moodusta sooli, võivad olla: NO (lämmastikoksiid) – on värvitu, lõhnatu gaas. See tekib äikesetormi ajal atmosfääris. CO (süsinikmonooksiid) on lõhnatu gaas, mis tekib kivisöe põletamisel. Tavaliselt nimetatakse seda süsinikmonooksiidiks. On ka teisi oksiide, mis ei moodusta sooli. Nüüd vaatame lähemalt igat tüüpi soola moodustavaid oksiide.

Põhilised oksiidid

Põhilised oksiidid- Need on oksiididega seotud keerulised keemilised ained, mis moodustavad sooli keemilisel reaktsioonil hapete või happeliste oksiididega ega reageeri aluste ega aluseliste oksiididega. Näiteks on peamised:
K 2 O (kaaliumoksiid), CaO (kaltsiumoksiid), FeO (2-valentne raudoksiid).

Kaaluge oksiidide keemilised omadused näidete järgi

1. Koostoime veega:
- koostoime veega, moodustades aluse (või leelise)

CaO + H 2 O → Ca (OH) 2 (tuntud lubja kustutamise reaktsioon, mille käigus eraldub palju soojust!)

2. Koostoime hapetega:
- koostoime happega, moodustades soola ja vee (soola lahustus vees)

CaO + H 2 SO 4 → CaSO 4 + H 2 O (Selle aine CaSO 4 kristallid on kõigile teada "kipsi" nimetuse all).

3. Koostoime happeoksiididega: soolade moodustumine

CaO + CO 2 → CaCO 3 (See aine on kõigile teada - tavaline kriit!)

Happelised oksiidid

Happelised oksiidid- need on oksiididega seotud keerulised kemikaalid, mis moodustavad aluste või aluseliste oksiididega keemilisel koostoimel sooli ega interakteeru happeliste oksiididega.

Happeliste oksiidide näited on:

CO 2 (tuntud süsinikdioksiid), P 2 O 5 - fosforoksiid (tekib valge fosfori põlemisel õhus), SO 3 - vääveltrioksiid - seda ainet kasutatakse väävelhappe tootmiseks.

Keemiline reaktsioon veega

CO 2 +H 2 O→ H 2 CO 3 on aine - süsihape - üks nõrkadest hapetest, seda lisatakse vahuveele gaasi "mullide" saamiseks. Temperatuuri tõustes gaasi lahustuvus vees väheneb ja selle liig väljub mullidena.

Reaktsioon leelistega (alustega):

CO 2 +2NaOH→ Na 2 CO 3 +H 2 O- tekkivat ainet (soola) kasutatakse laialdaselt majanduses. Selle nimi - sooda või pesusooda - on suurepärane pesuvahend põlenud pannide, rasvade, põletuste jaoks. Paljaste kätega ma töötada ei soovita!

Reaktsioon aluseliste oksiididega:

CO 2 + MgO → MgCO 3 - saadud sool - magneesiumkarbonaat - nimetatakse ka "mõrusoolaks".

Amfoteersed oksiidid

Amfoteersed oksiidid- need on keerulised kemikaalid, mis on samuti seotud oksiididega, mis moodustavad sooli keemilisel koostoimel hapetega (või happelised oksiidid) ja alused (või aluselised oksiidid). Kõige tavalisem sõna "amfoteerne" kasutamine meie puhul viitab metallioksiidid.

Näide amfoteersed oksiidid võib olla:

ZnO - tsinkoksiid (valge pulber, kasutatakse sageli meditsiinis maskide ja kreemide valmistamiseks), Al 2 O 3 - alumiiniumoksiid (nimetatakse ka "alumiiniumoksiidiks").

Amfoteersete oksiidide keemilised omadused on ainulaadsed selle poolest, et nad võivad astuda keemilistesse reaktsioonidesse, mis vastavad nii alustele kui ka hapetele. Näiteks:

Reaktsioon happeoksiidiga:

ZnO + H 2 CO 3 → ZnCO 3 + H 2 O – Saadud aine on "tsinkkarbonaadi" soola lahus vees.

Reaktsioon alustega:

ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O - saadud aine on naatriumi ja tsingi kaksiksool.

Oksiidide saamine

Oksiidide saamine toodetud erinevatel viisidel. See võib juhtuda füüsikalisel ja keemilisel viisil. Lihtsaim viis on lihtsate elementide keemiline koostoime hapnikuga. Näiteks põlemisprotsessi tulemus või üks selle keemilise reaktsiooni saadustest on oksiidid. Näiteks kui hapnikku sisaldavasse kolbi asetatakse tulikuum raudpulk, mitte ainult raud (võite võtta tsink Zn, tina Sn, plii Pb, vask Cu, - üldiselt see, mis on käepärast), siis toimub raua keemiline oksüdatsioonireaktsioon, millega kaasneb ere sähvatus ja sädemed. Reaktsiooniproduktiks on musta raudoksiidi FeO pulber:

2Fe+O2 → 2FeO

Täiesti sarnased keemilised reaktsioonid teiste metallide ja mittemetallidega. Tsink põleb hapnikus, moodustades tsinkoksiidi

2Zn+O 2 → 2ZnO

Söe põlemisega kaasneb korraga kahe oksiidi moodustumine: süsinikmonooksiid ja süsinikdioksiid.

2C+O 2 → 2CO - süsinikmonooksiidi teke.

C + O 2 → CO 2 - süsihappegaasi teke. See gaas moodustub, kui hapnikku on rohkem kui piisavalt, see tähendab, et reaktsioon kulgeb kõigepealt süsinikmonooksiidi moodustumisega ja seejärel süsinikmonooksiid oksüdeerub, muutudes süsinikdioksiidiks.

Oksiidide saamine saab teha ka muul viisil – keemilise lagunemisreaktsiooniga. Näiteks raudoksiidi või alumiiniumoksiidi saamiseks on vaja nende metallide vastavad alused tulega süüdata:

Fe(OH)2 → FeO+H2O

Tahke alumiiniumoksiid – mineraalne korund Raud(III)oksiid. Planeedi Marsi pind on raud(III)oksiidi olemasolu tõttu pinnases punakasoranži värvi. Tahke alumiiniumoksiid – korund

2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O,
samuti üksikute hapete lagunemisel:

H 2 CO 3 → H 2 O + CO 2 - süsihappe lagunemine

H 2 SO 3 → H 2 O + SO 2 - väävelhappe lagunemine

Oksiidide saamine saab valmistada tugeva kuumutamisega metallisooladest:

CaCO 3 → CaO + CO 2 - kaltsiumoksiid (või kustutamata lubi) ja süsinikdioksiid saadakse kriidi kaltsineerimisel.

2Cu(NO 3) 2 → 2CuO + 4NO 2 + O 2 - selles lagunemisreaktsioonis saadakse korraga kaks oksiidi: vask CuO (must) ja lämmastik NO 2 (seda nimetatakse ka pruuniks gaasiks, kuna see on tõesti pruuni värvi) .

Teine viis oksiidide saamiseks on redoksreaktsioonid.

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

S + 2H2SO4 (konts.) → 3SO2 + 2H2O

Klooroksiidid

Teada on järgmised klooroksiidid: Cl2O, ClO2, Cl2O6, Cl2O7. Kõik need, välja arvatud Cl 2 O 7, on kollase või oranži värvusega ja ei ole stabiilsed, eriti ClO 2, Cl 2 O 6. Kõik klooroksiidid plahvatusohtlikud ja on väga tugevad oksüdeerijad.

Veega reageerides moodustavad nad vastavad hapnikku ja kloori sisaldavad happed:

Niisiis, Cl 2 O - happeline klooroksiid hüpokloorhape.

Cl 2O + H2O → 2HClO - Hüpoklorohape

ClO 2 - happeline klooroksiid hüpokloor- ja hüpokloorhapped, kuna keemilises reaktsioonis veega moodustub neist kaks hapet korraga:

ClO 2 + H 2 O → HClO 2 + HClO 3

Cl 2 O 6 - ka happeline klooroksiid kloor- ja perkloorhape:

Cl 2 O 6 + H 2 O → HClO 3 + HClO 4

Ja lõpuks, Cl 2 O 7 - värvitu vedelik - happeline klooroksiid perkloorhape:

Cl 2 O 7 + H 2 O → 2HClO 4

lämmastikoksiidid

Lämmastik on gaas, mis moodustab hapnikuga 5 erinevat ühendit – 5 lämmastikoksiidid. Nimelt:

N 2 O - lämmastiku hemioksiid. Selle teine ​​nimi on meditsiinis tuntud nime all naerugaas või dilämmastikoksiid- See on värvitu magusakas ja gaasi maitsele meeldiv.
-EI- lämmastikmonooksiid Värvitu, lõhnatu ja maitsetu gaas.
- N 2 O 3 - dilämmastik anhüdriid- värvitu kristalne aine
- EI 2 - lämmastikdioksiid. Selle teine ​​nimi on pruun gaas- gaas on tõesti pruuni värvi
- N 2 O 5 - lämmastik anhüdriid- sinine vedelik, mis keeb temperatuuril 3,5 0 C

Kõigist loetletud lämmastikuühenditest pakuvad tööstuses suurimat huvi NO - lämmastikmonooksiid ja NO 2 - lämmastikdioksiid. lämmastikmonooksiid(EI) ja dilämmastikoksiid N 2 O ei reageeri ei vee ega leelistega. (N 2 O 3) moodustab veega reageerides nõrga ja ebastabiilse lämmastikhappe HNO 2, mis muutub õhus järk-järgult stabiilsemaks keemiliseks aineks lämmastikhape. lämmastikoksiidide keemilised omadused:

Reaktsioon veega:

2NO 2 + H 2 O → HNO 3 + HNO 2 - korraga tekivad happed: lämmastikhape HNO 3 ja lämmastikhape.

Reaktsioon leelisega:

2NO 2 + 2NaOH → NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O - moodustub kaks soola: naatriumnitraat NaNO 3 (või naatriumnitraat) ja naatriumnitrit (lämmastikhappe sool).

Reaktsioon sooladega:

2NO 2 + Na 2 CO 3 → NaNO 3 + NaNO 2 + CO 2 - tekib kaks soola: naatriumnitraat ja naatriumnitrit ning eraldub süsinikdioksiid.

Lämmastikdioksiid (NO 2) saadakse lämmastikmonooksiidist (NO), kasutades ühendi keemilist reaktsiooni hapnikuga:

2NO + O 2 → 2NO 2

raudoksiidid

Raud moodustab kaks oksiid: FeO- raudoksiid(2-valentne) - must pulber, mis saadakse redutseerimisel raudoksiid(3-valentse) süsinikmonooksiid järgmise keemilise reaktsiooniga:

Fe 2 O 3 + CO → 2FeO + CO 2

See aluseline oksiid reageerib kergesti hapetega. Sellel on redutseerivad omadused ja see oksüdeerub kiiresti raudoksiid(3-valentsed).

4FeO +O2 → 2Fe2O3

raudoksiid(3-valentne) - punakaspruun pulber (hematiit), millel on amfoteersed omadused (võib suhelda nii hapete kui ka leelistega). Kuid selle oksiidi happelised omadused on nii nõrgalt väljendunud, et seda kasutatakse kõige sagedamini kui aluseline oksiid.

On ka nö segatud raudoksiid Fe304. See tekib raua põlemisel, juhib hästi elektrit ja on magnetiliste omadustega (seda nimetatakse magnetiliseks rauamaagiks või magnetiidiks). Kui raud põleb läbi, moodustub põlemisreaktsiooni tulemusena katlakivi, mis koosneb korraga kahest oksiidist: raudoksiid(III) ja (II) valents.

Vääveloksiid

Vääveloksiid SO 2 - või vääveldioksiid viitab happelised oksiidid, kuid ei moodusta hapet, kuigi lahustub vees suurepäraselt - 40 liitrit vääveloksiidi 1 liitris vees (keemiliste võrrandite koostamise mugavuse huvides nimetatakse sellist lahust väävelhappeks).

Tavaolukorras on see värvitu gaas, millel on terav ja lämmatav põlenud väävli lõhn. Temperatuuril vaid -10 0 C saab selle üle viia vedelasse olekusse.

Katalüsaatori - vanaadiumoksiidi (V 2 O 5) juuresolekul vääveloksiid võtab hapnikku ja muutub vääveltrioksiid

2SO 2 + O 2 → 2SO 3

vees lahustatud vääveldioksiid- vääveloksiid SO 2 - oksüdeerub väga aeglaselt, mille tulemusena muutub lahus ise väävelhappeks

Kui a vääveldioksiid läbivad leeliselahuse, näiteks naatriumhüdroksiidi, siis moodustub naatriumsulfit (või hüdrosulfit - sõltuvalt sellest, kui palju leelist ja vääveldioksiidi võetakse)

NaOH + SO 2 → NaHSO 3 - vääveldioksiidüle võetud

2NaOH + SO 2 → Na 2 SO 3 + H 2 O

Kui vääveldioksiid ei reageeri veega, siis miks selle vesilahus annab happelise reaktsiooni?! Jah, see ei reageeri, kuid oksüdeerub vees, lisades endale hapnikku. Ja selgub, et vette kogunevad vabad vesinikuaatomid, mis annavad happelise reaktsiooni (seda saab mõne indikaatoriga kontrollida!)

1. Lihtainete oksüdeerimine hapnikuga (lihtainete põletamine):

2 mg + O 2 = 2 miljonitgO

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

Meetod ei ole kohaldatav leelismetallioksiidide tootmiseks, kuna Oksüdeerumisel annavad leelismetallid tavaliselt mitte oksiide, vaid peroksiidid (Na 2 O 2 , K 2 O 2 ) .

Väärismetalle ei oksüdeeru näiteks õhuhapnik, AGAu, AGAg, Rt.

2. Komplekssete ainete (teatud hapete soolad ja mittemetallide vesinikuühendid) oksüdeerimine:

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

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

3.Lagunemine hüdroksiidide (alused ja hapnikku sisaldavad happed) kuumutamisel:

FROMu(HE) 2 FROMuO + H 2 O

H 2 NII 3 NII 2 + H 2 O

Seda meetodit ei saa kasutada leelismetallide oksiidide saamiseks, kuna leelised lagunevad liiga kõrgel temperatuuril.

4.Mõnede hapnikku sisaldavate hapete soolade lagunemine:

CaCO 3 CaO + CO 2

2Rb(EI 3 ) 2 2RbO + 4EI 2 + O 2

Tuleb meeles pidada, et leelismetallisoolad ei lagune kuumutamisel oksiidideks.

1.1.7. Oksiidide rakendused.

Mitmed looduslikud mineraalid on oksiidid (vt tabel 7) ja neid kasutatakse maagi toorainena vastavate metallide saamiseks.

Näiteks:

Boksiit A1 2 O 3 · nH 2 O.

HematiitFe 2 O 3 .

MagnetiitFeO ·Fe 2 O 3 .

KassiteriitSNO 2 .

Pürolusiit Mei 2 .

Rutiil TiO 2 .

mineraalne korund (A1 2 O 3 ) suure kõvadusega, kasutatakse abrasiivse materjalina. Selle läbipaistvad, punase ja sinise värvi kristallid on vääriskivid - rubiin ja safiir.

Kustutatud lubi (CaO) saadakse lubjakivi röstimisel (CaCO 3 ) , kasutatakse laialdaselt ehituses, põllumajanduses ja puurimisvedelike reagendina.

raudoksiidid (Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 ) kasutatakse nafta- ja gaasipuuraukude puurimisel kaaluainete ja vesiniksulfiidi neutraliseerivate ainetena.

Räni(IV)oksiid (SiO 2 ) kvartsliiva kujul kasutatakse seda laialdaselt klaasi, tsemendi ja emailide tootmiseks, metallide pindade liivapritsiga töötlemiseks, hüdroliivapritsiga perforeerimiseks ning hüdrauliliseks purustamiseks nafta- ja gaasipuuraukudes. Väikseimate sfääriliste osakeste (aerosool) kujul kasutatakse seda tõhusa vahueemaldajana puurimisvedelike jaoks ja täiteainena kummitoodete (valge kummi) tootmisel.

Mitmed oksiidid (A1 2 O 3 , Kr 2 O 3 , V 2 O 5 , FROMuO,NO) kasutatakse katalüsaatorina kaasaegses keemiatööstuses.

Süsinikdioksiid (CO 2 ), olles söe, nafta ja naftasaaduste üks peamisi põlemisprodukte, suurendab tootlikesse koosseisudesse sattudes nende õli taaskasutamist. CO 2 kasutatakse ka tulekustutite ja gaseeritud jookide täitmiseks.

Kütuse põlemisrežiimide (NO, CO) või väävlisisaldusega kütuse (SO 2) põlemisel tekkivad oksiidid on atmosfääri saastavad tooted. Kaasaegne tootmine ja ka transport näevad ette range kontrolli selliste oksiidide sisalduse ja nende neutraliseerimise üle,

Lämmastikoksiidid (NO, NO 2) ja väävel (SO 2, SO 3) on lämmastik- (HNO 3) ja väävelhapete (H 2 SO 4) suuremahulise tootmise vaheproduktid.

Korrosioonivastaste värvikompositsioonide tootmiseks kasutatakse kroomi (Cr 2 O 3) ja plii (2PbO PbO 2 - minium) oksiide.

2. Oksiidide klassifikatsioon, valmistamine ja omadused

Binaarsetest ühenditest on kõige tuntumad oksiidid. Oksiidid on ühendid, mis koosnevad kahest elemendist, millest üks on hapnik, mille oksüdatsiooniaste on -2. Funktsionaalsete omaduste järgi jagunevad oksiidid järgmisteks osadeks soola moodustav ja mittesoolav (ükskõikne). Soola moodustavad oksiidid jagunevad omakorda aluseliseks, happeliseks ja amfoteerseks.

Oksiidide nimetused on moodustatud sõna "oksiid" ja elemendi venekeelse nimetuse abil genitiivis, mis näitab elemendi valentsust rooma numbritega, näiteks: SO 2 - vääveloksiid (IV), SO 3 - vääveloksiid (VI), CrO - kroomoksiid (II), Cr 2 O 3 - kroomoksiid (III).

2.1. Põhilised oksiidid

Aluselised oksiidid on need, mis reageerivad hapetega (või happeliste oksiididega), moodustades soolasid.

Aluselised oksiidid hõlmavad tüüpiliste metallide oksiide, need vastavad aluste omadustega hüdroksiididele (aluselised hüdroksiidid) ja elemendi oksüdatsiooniaste ei muutu näiteks oksiidilt hüdroksiidile üleminekul.

Aluseliste oksiidide saamine

1. Metallide oksüdeerumine hapnikuatmosfääris kuumutamisel:

2Mg + O 2 \u003d 2MgO,

2Cu + O 2 \u003d 2CuO.

See meetod ei ole rakendatav leelismetallide puhul, mis oksüdeerumisel annavad tavaliselt peroksiide ja superoksiide ning ainult liitium moodustab põletamisel oksiidi. Li2O.

2. Sulfiidröstimine:

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.

Meetod ei ole rakendatav aktiivsete metallisulfiidide puhul, mis oksüdeeruvad sulfaatideks.

3. Hüdroksiidide lagunemine (kõrgel temperatuuril):

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

Selle meetodiga ei saa leelismetallide oksiide.

4. Hapnikku sisaldavate hapete soolade lagunemine (kõrgel temperatuuril):

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.

See oksiidide saamise meetod on eriti lihtne nitraatide ja karbonaatide, sealhulgas aluseliste soolade puhul:

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

Aluseliste oksiidide omadused

Enamik aluselisi oksiide on ioonse olemusega tahked kristalsed ained, kristallvõre sõlmedes on metalliioone, mis on üsna tugevalt seotud oksiidioonidega O - 2, seetõttu on tüüpiliste metallide oksiididel kõrge sulamis- ja keemistemperatuur.

1. Enamik aluselisi oksiide ei lagune kuumutamisel, välja arvatud elavhõbeda ja väärismetallide oksiidid:

2HgO \u003d 2Hg + O 2,

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

2. Kuumutamisel võivad aluselised oksiidid reageerida happeliste ja amfoteersete oksiididega, hapetega:

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. Lisades (otseselt või kaudselt) vett, moodustavad aluselised oksiidid alused (aluselised hüdroksiidid). Leelis- ja leelismuldmetallide oksiidid reageerivad otseselt veega:

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

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

Erandiks on magneesiumoksiid. MgO . Magneesiumhüdroksiidi sellest ei saa. Mg(OH ) 2 kokkupuutel veega.

4. Nagu kõik muud tüüpi oksiidid, võivad aluselised oksiidid osaleda redoksreaktsioonides:

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

3CuO + 2NH3 \u003d 3Cu + N2 + 3H2O,

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

M.V. Andriukhova, L.N. Borodin

Täna alustame oma tutvust anorgaaniliste ühendite kõige olulisemate klassidega. Anorgaanilised ained jagunevad koostise järgi, nagu te juba teate, lihtsateks ja keerukateks.

Komplekssed anorgaanilised ained jagunevad nelja klassi: oksiidid, happed, alused, soolad. Alustame oksiidiklassist.

OKSIIDID

oksiidid - need on keerulised ained, mis koosnevad kahest keemilisest elemendist, millest üks on hapnik, valentsiga 2. Ainult üks keemiline element - fluor, ühinedes hapnikuga, ei moodusta mitte oksiidi, vaid hapniku fluoriidi OF 2.
Neid nimetatakse lihtsalt - "oksiid + elemendi nimi" (vt tabelit). Kui keemilise elemendi valents on muutuv, siis tähistatakse seda rooma numbriga, mis on suletud keemilise elemendi nimetuse järele.

Oksiidide klassifikatsioon

Kõik oksiidid võib jagada kahte rühma: soola moodustavad (aluselised, happelised, amfoteersed) ja soola mittemoodustavad ehk ükskõiksed.

1). Põhilised oksiidid on oksiidid, mis vastavad alustele. Peamised oksiidid on oksiidid metallid 1 ja 2 rühma, samuti metallid külgmised alarühmad valentsiga I ja II (välja arvatud ZnO - tsinkoksiid ja BeO – berülliumoksiid):

2). Happelised oksiidid on oksiidid, millele vastavad happed. Happelised oksiidid on mittemetallide oksiidid (v.a. mittesoola moodustav – ükskõikne), samuti metallioksiidid külgmised alarühmad valentsiga alates V enne VII (Näiteks CrO 3 on kroom(VI)oksiid, Mn2O7 on mangaan(VII)oksiid):

3). Amfoteersed oksiidid on oksiidid, mis vastavad alustele ja hapetele. Need sisaldavad metallioksiidid põhi- ja sekundaarsed alarühmad valentsiga III , mõnikord IV , samuti tsinki ja berülliumi (Näiteks BeO, ZnO, Al 2 O 3, Cr 2 O 3).

4). Soola mittemoodustavad oksiidid on oksiidid, mis on hapete ja aluste suhtes ükskõiksed. Need sisaldavad mittemetallide oksiidid valentsiga I ja II (Näiteks N2O, NO, CO).

Järeldus: oksiidide omaduste olemus sõltub eelkõige elemendi valentsusest.

Näiteks kroomoksiidid:

CrO(II- peamine);

Cr 2 O 3 (III- amfoteerne);

CrO 3 (VII- hape).

Oksiidide klassifikatsioon

(vees lahustuvuse järgi)

Täitke ülesanded:

1. Kirjutage eraldi üles soola moodustavate happeliste ja aluseliste oksiidide keemilised valemid.

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

2. Ained on antud : 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

Oksiidide saamine

Simulaator "Hapniku koostoime lihtsate ainetega"

Oksiidide füüsikalised omadused

Toatemperatuuril on enamik oksiide tahked ained (CaO, Fe 2 O 3 jne), mõned on vedelikud (H 2 O, Cl 2 O 7 jne) ja gaasid (NO, SO 2 jne).

Oksiidide keemilised omadused

Oksiidide pealekandmine

Mõned oksiidid ei lahustu vees, kuid paljud reageerivad veega, et ühineda:

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

CaO + H 2 O = Ca( Oh) 2

Tulemuseks on sageli väga ihaldusväärsed ja kasulikud ühendid. Näiteks H 2 SO 4 on väävelhape, Ca (OH) 2 on kustutatud lubi jne.

Kui oksiidid on vees lahustumatud, siis inimesed kasutavad ka seda omadust oskuslikult ära. Näiteks tsinkoksiid ZnO on valge aine, seetõttu kasutatakse seda valge õlivärvi (tsinkvalge) valmistamiseks. Kuna ZnO on vees praktiliselt lahustumatu, võib tsinkvalgeks värvida kõik pinnad, sealhulgas need, mis puutuvad kokku atmosfääri sademetega. Lahustumatus ja mittetoksilisus võimaldavad seda oksiidi kasutada kosmeetiliste kreemide ja pulbrite valmistamisel. Apteekrid teevad sellest kokkutõmbava ja kuivatava pulbri välispidiseks kasutamiseks.

Titaanoksiidil (IV) – TiO 2-l on samad väärtuslikud omadused. Sellel on ka ilus valge värv ja seda kasutatakse titaanvalge valmistamiseks. TiO 2 ei lahustu mitte ainult vees, vaid ka hapetes, seetõttu on sellest oksiidist valmistatud katted eriti stabiilsed. See oksiid lisatakse plastikule valge värvi saamiseks. See on osa metall- ja keraamiliste riistade emailidest.

Kroomoksiid (III) - Cr 2 O 3 - väga tugevad tumerohelise värvusega kristallid, vees lahustumatud. Cr 2 O 3 kasutatakse pigmendina (värvina) dekoratiivse rohelise klaasi ja keraamika valmistamisel. Tuntud GOI pasta (lühend nimest "State Optical Institute") kasutatakse optika, metalli lihvimiseks ja poleerimiseks. tooted ehetes.

Ülesanded parandamiseks

1. Kirjutage eraldi üles soola moodustavate happeliste ja aluseliste oksiidide keemilised valemid.

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

2. Ained on antud : 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

Valige loendist: aluselised oksiidid, happelised oksiidid, ükskõiksed oksiidid, amfoteersed oksiidid ja nimetage need.

3. Lõpetage UCR, märkige reaktsiooni tüüp, nimetage reaktsiooniproduktid

Na2O + H2O =

N2O5 + H2O =

CaO + HNO 3 =

NaOH + P 2 O 5 \u003d

K 2 O + CO 2 \u003d

Cu (OH) 2 \u003d? +?

4. Tehke teisendused vastavalt skeemile:

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