Prakticky všechny prvky periodického systému Mendělejeva mohou tvořit oxidy, neboli oxidy - binární sloučeniny obsahující ve svých molekulách atomy kyslíku. Třída těchto anorganických sloučenin se zase dělí do několika skupin: zásadité, kyselé, amfoterní a indiferentní oxidy. Účelem našeho článku je studovat fyzikální a chemické vlastnosti oxidů a také jejich praktické použití a význam pro člověka.
Metody získávání
Hlavní chemickou reakcí pro získání oxidů je přímá interakce kovu nebo nekovu s kyslíkem.
H2 + O2=H2O (reakce je výbušná)
4K + O2=2 tis.2O
Další způsoby tvorby oxidů zahrnují spalování komplexních látek, jako jsou uhlovodíky. Nakonec produkuje oxid uhličitý a vodu. Při tepelném rozkladu ve vodě nerozpustných zásad popřsoli: uvolňují se také uhličitany, dusičnany, oxidy. Příklady takových reakcí jsou uvedeny níže:
- Fe(OH)2=FeO+H2O oxid železitý
- 2KNO3=2KNO2 + O2↑
Fyzikální vlastnosti
Stav agregace binárních sloučenin kyslíku s kovy nebo nekovy může být různý. Například oxidy uhlíku, oxid dusičitý, oxid síry (IV) jsou plyny. Kapaliny jsou voda, anhydrid kyseliny sírové a oxidy kovů jsou pevné látky. Rozdílná je také rozpustnost sloučenin. Uveďme příklady oxidů s různým stupněm interakce s vodou. Oxid uhličitý se tedy rozpouští ve vodě při pokojové teplotě v poměru 1:1, oxid dusnatý (II) je mírně rozpustný a oxid křemičitý je zcela nerozpustný.
Bazické oxidy
Pokud molekula látky obsahuje atomy typických kovů, vykazuje základní vlastnosti. Látka bude reagovat s kyselinami a oxidy kyselin a také s vodou. Například oxid vápenatý může reagovat s kyselinou chloristou:
2HCl + CaO=CaCl2 + H2O.
Reakční produkty budou středně velká sůl a voda. Pokud stejný oxid vápenatý interaguje s oxidem uhelnatým, dostaneme jednu látku – sůl.
CaO + CO2=CaCO3.
Vlastnosti oxidů tvořených kovy našly uplatnění v různých průmyslových odvětvích. Důležitý je tedy oxid vápenatý, nazývaný také nehašené vápno nebo pálené vápnojako surovina pro výrobu hašeného vápna. Hydroxid vápenatý je široce používán v průmyslu jako stavební m alta. Vápenná voda se používá jako indikátor přítomnosti molekul oxidu uhličitého v roztoku.
Příklady oxidů, které tvoří železnou rudu, jsou FeO a Fe2O3 - hnědá a magnetická železná ruda. Ve vysoké peci se redukují koksem a oxidy uhlíku a získá se slitina železa a uhlíku - litina. V procesu jejího dalšího zpracování v metalurgickém průmyslu se taví různé druhy oceli, včetně legované oceli.
Reakce oxidů alkalických kovů nebo kovů alkalických zemin s vodou vede k produkci alkálií.
Charakteristika oxidů kyselin
Oxidy dusíku, uhlíku, síry, křemíku atd. tvoří skupinu kyselých oxidů. Chemické vlastnosti oxidů jsou reakce s alkáliemi, zásaditými oxidy a vodou. Produkty interakce mezi hydroxidem draselným a oxidem uhličitým budou uhličitan draselný a voda. Pokud sodná báze a oxid křemičitý spolu reagují, získáme křemičitan sodný a vodu.
Některé kyselé oxidy reagují s vodou. Reakčním produktem bude odpovídající kyselina (uhličitá):
CO2 + H2O=H2CO 3.
Oxidy kyselin, jejichž příklady uvedeme níže, jsou důležité. Takže anhydrid kyseliny sírové SO3 - bezbarvá kapalina, je surovinou pro průmyslovou výrobusíranová kyselina - hlavní produkt chemického průmyslu. Sloučeniny dusíku, jako je NO2, se používají k výrobě kyseliny dusičnanové. Kromě oxidu dusičitého se reakce účastní také voda a kyslík. Kyselina dusičná, získaná reakcí oxidů dusíku s vodou, se používá při výrobě minerálních hnojiv, výbušnin, barviv, léků, plastů atd.
Amfoterní sloučeniny
Oxidy, které zahrnují například atomy zinku nebo hliníku, vykazují dvojí chemické vlastnosti. Mohou reagovat s kyselinami i zásadami. V tomto případě jsou reakčními produkty střední soli. Zde je popis fyzikálních vlastností některých amfoterních oxidů, jejichž příklady budeme zvažovat. Takže Al2O3 je korund, je to pevná látka, jejíž bod tání dosahuje 2050°. V přírodě je oxid součástí oxidu hlinitého a tvoří také barevné krystaly, což jsou drahé kameny - rubíny a safíry.
Oxid zinečnatý ZnO jsou bezbarvé krystaly, které při teplotě 1800 ° přecházejí do stavu páry. Tento jev se nazývá sublimace. Látka je nerozpustná ve vodě, kdy vdechnuté prachové částice způsobují otravu. Oxid zinečnatý našel uplatnění jako brusný materiál, při výrobě barev, umělé kůže, v lékařství, ve stomatologii - jako výplňový materiál.
V našem článku jsme studovali klasifikaci oxidů, jejich chemické a fyzikální vlastnosti ataké průmyslové aplikace.
