Praktisk t alt alle elementer i Mendeleevs periodiske system kan danne oxider eller oxider - binære forbindelser, der indeholder oxygenatomer i deres molekyler. Klassen af disse uorganiske forbindelser er til gengæld opdelt i flere grupper: basiske, sure, amfotere og ligegyldige oxider. Formålet med vores artikel er at studere de fysiske og kemiske egenskaber af oxider, samt deres praktiske anvendelse og betydning for mennesker.
Metoder til at opnå
Den vigtigste kemiske reaktion til opnåelse af oxider er den direkte vekselvirkning mellem et metal eller et ikke-metal med oxygen.
H2 + O2=H2O (reaktionen er eksplosiv)
4K + O2=2K2O
Andre metoder til oxiddannelse omfatter forbrænding af komplekse stoffer, såsom kulbrinter. Det ender med at producere kuldioxid og vand. Under den termiske nedbrydning af vanduopløselige baser els alte: carbonater, nitrater, oxider frigives også. Eksempler på sådanne reaktioner er givet nedenfor:
- Fe(OH)2=FeO+H2O jern(II)oxid
- 2KNO3=2KNO2 + O2↑
Fysiske karakteristika
Aggregeringstilstanden for binære forbindelser af oxygen med metaller eller ikke-metaller kan være forskellig. For eksempel er carbonoxider, nitrogendioxid, svovloxid (IV) gasser. Væsker er vand, svovlsyreanhydrid, og metaloxider er faste stoffer. Opløseligheden af forbindelserne er også forskellig. Lad os give eksempler på oxider med varierende grader af interaktion med vand. Så kuldioxid opløses i vand ved stuetemperatur i forholdet 1:1, nitrogenoxid (II) er let opløseligt, og siliciumdioxid er fuldstændig uopløseligt.
Basisoxider
Hvis et molekyle af et stof indeholder atomer af typiske metaller, udviser det grundlæggende egenskaber. Stoffet vil reagere med syrer og syreoxider samt vand. For eksempel kan calciumoxid reagere med perchlorsyre:
2HCl + CaO=CaCl2 + H2O.
Reaktionsprodukterne vil være medium s alt og vand. Hvis det samme calciumoxid interagerer med kulilte, får vi ét stof - s alt.
CaO + CO2=CaCO3.
Egenskaberne af oxider dannet af metaller har fundet anvendelse i forskellige industrier. Så calciumoxid, også kaldet brændt kalk eller brændt kalk, er vigtigtsom råvare til fremstilling af læsket kalk. Calciumhydroxid er meget udbredt i industrien som byggemørtel. Kalkvand bruges som en indikator for tilstedeværelsen af kuldioxidmolekyler i opløsning.
Eksempler på oxider, der udgør jernmalm, er FeO og Fe2O3 - brun og magnetisk jernmalm. I højovnen reduceres de med koks og kuloxider, og der opnås en legering af jern og kulstof - støbejern. I processen med dens videre forarbejdning i den metallurgiske industri smeltes forskellige stålkvaliteter, herunder legeret stål.
Reaktion med vand af oxider af alkali- eller jordalkalimetaller fører til produktion af alkali.
Karakterisering af syreoxider
Oxider af nitrogen, kulstof, svovl, silicium osv. danner en gruppe sure oxider. Oxiders kemiske egenskaber er reaktioner med alkalier, basiske oxider og vand. Produkterne af interaktionen mellem kaliumhydroxid og kuldioxid vil være kaliumcarbonat og vand. Hvis natriumbase og siliciumdioxid reagerer med hinanden, får vi natriumsilikat og vand.
Nogle sure oxider reagerer med vand. Reaktionsproduktet vil være den tilsvarende syre (kulsyre):
CO2 + H2O=H2CO 3.
Syreoxider, som vi vil give eksempler på nedenfor, er vigtige. Så svovlsyreanhydrid SO3 - en farveløs væske, er råmaterialet til industriel produktionsulfatsyre - hovedproduktet i den kemiske industri. Nitrogenforbindelser, såsom NO2, bruges til at fremstille nitratsyre. Udover nitrogendioxid deltager også vand og ilt i reaktionen. Salpetersyre, opnået ved omsætning af nitrogenoxider med vand, bruges til fremstilling af mineralsk gødning, sprængstoffer, farvestoffer, medicin, plast osv.
Amfotere forbindelser
Oxider, som for eksempel omfatter zink- eller aluminiumatomer, udviser dobbelte kemiske egenskaber. De kan reagere med både syrer og baser. I dette tilfælde er reaktionsprodukterne mellemstore s alte. Her er en beskrivelse af de fysiske egenskaber af nogle amfotere oxider, som vi vil overveje eksempler på. Så Al2O3 er korund, det er et fast stof, hvis smeltepunkt når 2050°. I naturen er oxidet en del af aluminiumoxid, og danner også farvede krystaller, som er ædelsten – rubiner og safirer.
Zinkoxid ZnO er farveløse krystaller, der ved en temperatur på 1800° bliver til en damptilstand. Dette fænomen kaldes sublimering. Stoffet er uopløseligt i vand, når indåndede støvpartikler forårsager forgiftning. Zinkoxid har fundet anvendelse som et slibende materiale, i produktion af maling, kunstlæder, i medicin, i tandpleje - som et fyldmateriale.
I vores artikel undersøgte vi klassificeringen af oxider, deres kemiske og fysiske egenskaber ogogså industrielle applikationer.
