De stoffer, der danner grundlaget for vores fysiske verden, er sammensat af forskellige typer kemiske grundstoffer. Fire af dem er de mest almindelige. Disse er brint, kulstof, nitrogen og oxygen. Det sidste element kan binde med partikler af metaller eller ikke-metaller og danne binære forbindelser - oxider. I vores artikel vil vi studere de vigtigste metoder til at opnå oxider i laboratoriet og industrien. Overvej også deres grundlæggende fysiske og kemiske egenskaber.
Aggregeret tilstand
Oxider eller oxider findes i tre tilstande: gasformig, flydende og fast. For eksempel omfatter den første gruppe så velkendte og udbredte forbindelser i naturen som kuldioxid - CO2, kulilte - CO, svovldioxid - SO2 og andre. I væskefasen er der oxider såsom vand - H2O, svovlsyreanhydrid - SO3, nitrogenoxid - N 2 O3. KvitteringDe oxider, vi har navngivet, kan fremstilles i laboratoriet, men kulilte og svovltrioxid fremstilles også kommercielt. Dette skyldes brugen af disse forbindelser i de teknologiske cyklusser af jernsmeltning og sulfatsyreproduktion. Kulilte bruges til at reducere jern fra malm, og svovlsyreanhydrid opløses i sulfatsyre og oleum udvindes.
Klassificering af oxider
Der findes flere typer iltholdige stoffer, der består af to grundstoffer. De kemiske egenskaber og metoder til at opnå oxider vil afhænge af, hvilken af de listede grupper stoffet tilhører. For eksempel opnås kuldioxid, som er et surt oxid, ved direkte kombination af kulstof med oxygen, der udfører en hård oxidationsreaktion. Kuldioxid kan også frigives under udveksling af s alte af kulsyre og stærke uorganiske syrer:
HCl + Na2CO3=2NaCl + H2O + CO 2
Hvilken slags reaktion er kendetegnende for sure oxider? Dette er deres interaktion med alkalier:
SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H 2O
Amfotere og ikke-s altdannende oxider
Ligegyldige oxider, såsom CO eller N2O, er ikke i stand til at reagere, der fører til dannelse af s alte. På den anden side kan de fleste sure oxider reagere med vand og danne syrer. Dette er dog ikke muligt for siliciumoxid. Det er hensigtsmæssigt at opnå silikatsyre indirekte.måde: fra silikater, der reagerer med stærke syrer. Amfotere vil være sådanne binære forbindelser med oxygen, der er i stand til at reagere med både baser og syrer. Vi vil inkludere følgende forbindelser i denne gruppe - disse er de kendte oxider af aluminium og zink.
Opnåelse af svovloxider
I dets forbindelser med oxygen udviser svovl forskellige valenser. Så i svovldioxid, hvis formel er SO2, er det tetravalent. I laboratoriet produceres svovldioxid i reaktionen mellem sulfatsyre og natriumhydrosulfit, hvis ligning er
NaHSO3 + H2SO4 → NaHSO4 + SO2 + H2O
En anden måde at udvinde SO2 på er en redoxproces mellem kobber og højkoncentrationssulfatsyre. Den tredje laboratoriemetode til fremstilling af svovloxider er udstødningsforbrænding af en prøve af et simpelt svovlstof:
Cu + 2H2SO4=CuSO4 + SO 2 + 2H2O
I industrien kan svovldioxid opnås ved at forbrænde svovlholdige mineraler zink eller bly, samt ved at forbrænde pyrit FeS2. Svovldioxidet opnået ved denne metode anvendes til ekstraktion af svovltrioxid SO3 og yderligere - sulfatsyre. Svovldioxid med andre stoffer opfører sig som et oxid med sure egenskaber. For eksempel fører dets interaktion med vand til dannelsen af sulfitsyre H2SO3:
SO2 + H2O=H2SO 3
Denne reaktion er reversibel. Graden af dissociation af syren er lav, så forbindelsen er klassificeret som en svag elektrolyt, og svovlsyre i sig selv kan kun eksistere i en vandig opløsning. Der er altid svovldioxidmolekyler i det, som giver stoffet en skarp lugt. Den reagerende blanding er i en tilstand med lige stor koncentration af reaktanter og produkter, som kan forskydes ved at ændre betingelserne. Så når alkali tilsættes til en opløsning, vil reaktionen fortsætte fra venstre mod højre. Hvis svovldioxid fjernes fra reaktionssfæren ved opvarmning eller gennemblæsning af en blanding af gasformigt nitrogen, vil den dynamiske ligevægt skifte til venstre.
Svovlsyreanhydrid
Lad os fortsætte med at overveje egenskaberne og metoderne til at opnå svovloxider. Hvis svovldioxid forbrændes, er resultatet et oxid, hvor svovl har en oxidationstilstand på +6. Det er svovltrioxid. Forbindelsen er i flydende fase, hærder hurtigt i form af krystaller ved temperaturer under 16 °C. Et krystallinsk stof kan repræsenteres af flere allotropiske modifikationer, der adskiller sig i strukturen af krystalgitteret og smeltepunkter. Svovlsyreanhydrid udviser egenskaberne som et reduktionsmiddel. I vekselvirkning med vand danner det en aerosol af sulfatsyre, derfor fremstilles H2SO4 i industrien ved at opløse svovlsyreanhydrid i koncentreret sulfat syre. Som et resultat dannes oleum. Tilsæt vand til det, og få en opløsning af svovlsyre.
Basisoxider
Efter at have studeret egenskaberne og produktionen af oxidersvovl, der tilhører gruppen af sure binære forbindelser med oxygen, overvej iltforbindelserne af metalliske grundstoffer.
Basisoxider kan bestemmes af et sådant tegn som tilstedeværelsen i molekylerne af metalpartikler i hovedundergrupperne af den første eller anden gruppe af det periodiske system. De er klassificeret som alkalisk eller alkalisk jord. For eksempel kan natriumoxid - Na2O reagere med vand, hvilket resulterer i dannelsen af kemisk aggressive hydroxider - alkalier. Imidlertid er den vigtigste kemiske egenskab ved basiske oxider interaktionen med organiske eller uorganiske syrer. Det går med dannelsen af s alt og vand. Hvis s altsyre tilsættes til hvidt pulveriseret kobberoxid, vil vi finde en blålig-grøn opløsning af kobberchlorid:
CuO + 2HCl=CuCl2 + H2O
Opvarmning af faste uopløselige hydroxider er en anden vigtig måde at opnå basiske oxider på:
Ca(OH)2 → CaO + H2O
Betingelser: 520-580°C.
I vores artikel undersøgte vi de vigtigste egenskaber ved binære forbindelser med oxygen, samt metoder til at opnå oxider i laboratoriet og industrien.
