Oksidų struktūros metodai cheminėms savybėms gauti. Oksidų gavimas ir jų savybės

Medžiagos, kurios sudaro mūsų fizinis pasaulis, susideda iš skirtingi tipai cheminiai elementai. Keturi iš jų yra labiausiai paplitę. Tai vandenilis, anglis, azotas ir deguonis. Pastarasis elementas gali jungtis su metalų ar nemetalų dalelėmis ir sudaryti dvejetainius junginius – oksidus. Šiame straipsnyje mes išnagrinėsime svarbiausius oksidų gamybos metodus laboratorijoje ir pramonėje. Taip pat apsvarstysime pagrindines jų fizines ir Cheminės savybės.

Sumavimo būsena

Oksidai arba oksidai yra trijų būsenų: dujinės, skystos ir kietos. Pavyzdžiui, pirmajai grupei priklauso tokie gerai žinomi ir gamtoje plačiai paplitę junginiai kaip anglies dioksidas – CO 2, anglies monoksidas – CO, sieros dioksidas – SO 2 ir kt. Skystoje fazėje yra oksidų, tokių kaip vanduo - H 2 O, sieros anhidridas - SO 3, azoto oksidas - N 2 O 3. Mūsų įvardintus oksidus galima gauti laboratorijoje, tačiau tokie, kaip sieros trioksidas, yra išgaunami ir pramonėje. Taip yra dėl šių junginių panaudojimo technologiniuose geležies lydymo ir sulfatų rūgščių gamybos ciklus. Iš rūdos geležis redukuojama anglies monoksidu, o sieros anhidridas ištirpinamas sulfato rūgštyje ir išgaunamas oleumas.

Oksidų klasifikacija

Galima išskirti keletą deguonies turinčių medžiagų tipų, susidedančių iš dviejų elementų. Cheminės savybės ir oksidų gavimo būdai priklausys nuo to, kuriai iš išvardytų grupių medžiaga priklauso. anglis, gaunama tiesiogiai sujungiant anglį su deguonimi, vykdant stiprią oksidacijos reakciją. Anglies dioksidas taip pat gali išsiskirti mainų procese ir stiprios neorganinės rūgštys:

HCl + Na 2 CO 3 = 2NaCl + H 2 O + CO 2

Kokia reakcija vizitinė kortelė rūgščių oksidai? Tai yra jų sąveika su šarmais:

SO 2 + 2NaOH → Na 2 SO 3 + H 2 O

Amfoteriniai ir druskos nesudarantys oksidai

Indiferentiniai oksidai, tokie kaip CO arba N 2 O, nesugeba reakcijų, dėl kurių atsiranda druskų. Kita vertus, dauguma rūgščių oksidų gali reaguoti su vandeniu ir sudaryti rūgštis. Tačiau tai neįmanoma silicio oksidui. Silikato rūgštį patartina gauti netiesiogiai: iš silikatų, reaguojančių su stipriomis rūgštimis. Amfoteriniai bus tokie dvejetainiai junginiai su deguonimi, kurie gali reaguoti tiek su šarmais, tiek su rūgštimis. Į šią grupę įtraukiame šiuos junginius – tai gerai žinomi aliuminio ir cinko oksidai.

Sieros oksidų gavimas

Savo junginiuose su deguonimi siera turi skirtingą valentingumą. Taigi sieros dioksidas, kurio formulė yra SO 2, yra keturvalentė. Laboratorijoje sieros dioksidas susidaro reakcijoje tarp sulfato rūgšties ir natrio hidrosulfito, kurio lygtis turi formą

NaHSO 3 + H 2 SO 4 → NaHSO 4 + SO 2 + H 2 O

Kitas SO 2 ekstrahavimo būdas yra redokso procesas tarp vario ir didelės koncentracijos sulfato rūgšties. Trečiasis laboratorinis sieros oksidų gamybos metodas yra paprastos sieros medžiagos mėginio deginimas po gaubtu:

Cu + 2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

Pramonėje sieros dioksidas gali būti gaunamas deginant sieros turinčius cinko ar švino mineralus, taip pat deginant piritą FeS 2. Šiuo metodu gautas sieros dioksidas naudojamas sieros trioksido SO 3 ekstrahavimui, o toliau – sulfato rūgštimi. Sieros dioksidas su kitomis medžiagomis elgiasi kaip oksidas su rūgštinėmis savybėmis. Pavyzdžiui, jo sąveika su vandeniu sukelia sulfito rūgšties H 2 SO 3 susidarymą:

SO 2 + H 2 O = H 2 SO 3

Ši reakcija yra grįžtama. Rūgšties disociacijos laipsnis mažas, todėl junginys vadinamas silpnais elektrolitais, o pati sieros rūgštis gali egzistuoti tik vandeniniame tirpale. Jame visada yra sieros anhidrido molekulių, kurios suteikia medžiagai aštrų kvapą. Reaguojantis mišinys yra vienodos reagentų ir produktų koncentracijos būsenoje, kurią galima pakeisti keičiant sąlygas. Taigi, kai į tirpalą pridedamas šarmas, reakcija vyks iš kairės į dešinę. Sieros dioksidą pašalinus iš reakcijos sferos kaitinant arba per mišinį pučiant azoto dujas, dinaminė pusiausvyra pasislinks į kairę.

Sieros anhidridas

Mes ir toliau svarstysime sieros oksidų gavimo savybes ir būdus. Jei sieros dioksidas sudeginamas, susidaro oksidas, kuriame sieros oksidacijos laipsnis yra +6. Tai sieros trioksidas. Junginys yra skystoje fazėje, žemesnėje nei 16 ° C temperatūroje greitai sukietėja kristalų pavidalu. Kristalinė medžiaga gali būti pavaizduota keliomis alotropinėmis modifikacijomis, kurios skiriasi kristalinės gardelės struktūra ir lydymosi taškais. Sieros anhidridas turi redukuojančių savybių. Sąveikaujant su vandeniu susidaro sulfatinės rūgšties aerozolis, todėl pramonėje H 2 SO 4 kasamas tirpinant koncentruotame sieros rūgšties anhidridą.Todėl susidaro oleumas. Į jį įpylus vandens, gaunamas sieros rūgšties tirpalas.

Pagrindiniai oksidai

Ištyrę rūgščių dvejetainių junginių su deguonimi grupei priklausančių sieros oksidų savybes ir gamybą, nagrinėsime metalinių elementų deguonies junginius.

Bazinius oksidus galima nustatyti pagal tokią savybę kaip metalo dalelių molekulių buvimas pagrindinių pirmosios ar antrosios periodinės sistemos grupių pogrupių sudėtyje. Jie skirstomi į šarminę arba šarminę žemę. Pavyzdžiui, natrio oksidas – Na 2 O gali reaguoti su vandeniu, todėl susidaro chemiškai agresyvūs hidroksidai – šarmai. Tačiau pagrindinė bazinių oksidų cheminė savybė yra sąveika su organinėmis arba neorganinėmis rūgštimis. Tai vyksta su druskos ir vandens susidarymu. Jei į baltą miltelių pavidalo vario oksidą įpilame druskos rūgšties, gauname melsvai žalią vario chlorido tirpalą:

CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O

Kitas yra kietų netirpių hidroksidų kaitinimas svarbiais būdais gauti bazinius oksidus:

Ca (OH) 2 → CaO + H 2 O

Sąlygos: 520-580 °C.

Straipsnyje nagrinėjome svarbiausias dvinarių junginių su deguonimi savybes, taip pat oksidų gavimo būdus laboratorijoje ir pramonėje.

Oksidai yra vadinami sudėtingos medžiagos, kurių molekulėse yra deguonies atomų oksidacijos būsenoje - 2 ir kai kuriuos kitus elementus.

gali būti gaunamas tiesiogiai sąveikaujant deguoniui su kitu elementu, ir netiesiogiai (pavyzdžiui, skaidant druskas, bazes, rūgštis). Normaliomis sąlygomis oksidai yra kietos, skystos ir dujinės būsenos, tokio tipo junginiai gamtoje yra labai paplitę. Jame yra oksidų Žemės pluta... Rūdys, smėlis, vanduo, anglies dioksidas yra oksidai.

Jie sudaro druską ir nesudaro druskos.

Druską formuojantys oksidai- tai oksidai, kurie dėl cheminių reakcijų sudaro druskas. Tai metalų ir nemetalų oksidai, kurie, sąveikaudami su vandeniu, sudaro atitinkamas rūgštis, o sąveikaudami su bazėmis – atitinkamas rūgštines ir normalias druskas. Pavyzdžiui, vario oksidas (CuO) yra druską sudarantis oksidas, nes, pavyzdžiui, jam sąveikaujant su druskos rūgštimi (HCl) susidaro druska:

CuO + 2HCl → CuCl 2 + H 2 O.

Dėl cheminių reakcijų galima gauti kitų druskų:

CuO + SO 3 → CuSO 4.

Druskos nesudarantys oksidai vadinami tokie oksidai, kurie nesudaro druskų. Pavyzdžiui, CO, N 2 O, NO.

Savo ruožtu druską formuojantys oksidai yra 3 tipų: baziniai (iš žodžio « bazė » ), rūgštinis ir amfoterinis.

Pagrindiniai oksidai vadinami tokie metalų oksidai, kurie atitinka bazių klasei priklausančius hidroksidus. Baziniai oksidai apima, pavyzdžiui, Na 2 O, K 2 O, MgO, CaO ir kt.

Bazinių oksidų cheminės savybės

1. Vandenyje tirpūs baziniai oksidai reaguoja su vandeniu ir sudaro bazes:

Na 2 O + H 2 O → 2NaOH.

2. Reaguokite su rūgštiniais oksidais, kad susidarytų atitinkamos druskos

Na 2 O + SO 3 → Na 2 SO 4.

3. Reaguokite su rūgštimis, kad susidarytų druska ir vanduo:

CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O.

4. Reaguoti su amfoteriniais oksidais:

Li 2 O + Al 2 O 3 → 2 LiAlO 2.

Jei oksidų sudėtyje kaip antrasis elementas yra nemetalas arba metalas, pasižymintis didžiausiu valentiškumu (dažniausiai nuo IV iki VII), tada tokie oksidai bus rūgštūs. Rūgščių oksidai (rūgšties anhidridai) yra tie oksidai, kurie atitinka rūgščių klasei priklausančius hidroksidus. Tai yra, pavyzdžiui, CO 2, SO 3, P 2 O 5, N 2 O 3, Cl 2 O 5, Mn 2 O 7 ir kt. Rūgštiniai oksidai ištirpsta vandenyje ir šarmuose, sudarydami druską ir vandenį.

Rūgščių oksidų cheminės savybės

1. Sąveika su vandeniu, sudarydama rūgštį:

SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4.

Tačiau ne visi rūgštiniai oksidai tiesiogiai reaguoja su vandeniu (SiO 2 ir kt.).

2. Reaguokite su baziniais oksidais, kad susidarytų druska:

CO 2 + CaO → CaCO 3

3. Sąveika su šarmais, sudarydama druską ir vandenį:

CO 2 + Ba (OH) 2 → BaCO 3 + H 2 O.

dalis amfoterinis oksidas apima elementą, turintį amfoterinių savybių. Amfoteriškumas suprantamas kaip junginių gebėjimas pasižymėti rūgštinėmis ir šarminėmis savybėmis, priklausomai nuo sąlygų. Pavyzdžiui, cinko oksidas ZnO gali būti ir bazė, ir rūgštis (Zn (OH) 2 ir H 2 ZnO 2). Amfoteriškumas išreiškiamas tuo, kad, priklausomai nuo sąlygų, amfoteriniai oksidai pasižymi bazinėmis arba rūgštinėmis savybėmis.

Amfoterinių oksidų cheminės savybės

1. Sąveika su rūgštimis, sudarydama druską ir vandenį:

ZnO + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 O.

2. Reaguoja su kietais šarmais (susiliejus), susidarant dėl ​​reakcijos druskos – natrio cinkato ir vandens:

ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O.

Kai cinko oksidas sąveikauja su šarmo tirpalu (tuo pačiu NaOH), įvyksta kita reakcija:

ZnO + 2 NaOH + H 2 O => Na 2.

Koordinavimo skaičius yra charakteristika, nusakanti artimiausių dalelių skaičių: atomų arba inov molekulėje ar kristale. Kiekvienas amfoterinis metalas turi savo koordinacinį numerį. Be ir Zn yra 4; For ir Al yra 4 arba 6; Jei ir, Cr yra 6 arba (labai retai) 4;

Amfoteriniai oksidai paprastai netirpsta ir nereaguoja su vandeniu.

Vis dar turite klausimų? Norite sužinoti daugiau apie oksidus?
Norėdami gauti pagalbą iš dėstytojo -.
Pirma pamoka nemokama!

tinklaraštį., visiškai ar iš dalies nukopijuojant medžiagą, būtina nuoroda į šaltinį.

1. Paprastų medžiagų oksidavimas deguonimi (paprastų medžiagų deginimas):

2 Mg + O 2 = 2 mlngO

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

Metodas netaikomas šarminių metalų oksidų gamybai, nes oksiduodami šarminiai metalai dažniausiai neduoda oksidų, bet peroksidai (Na 2 O 2 , K 2 O 2 ) .

Brangieji metalai nėra oksiduojami atmosferos deguonimi, pvz. Au, Ag, Rt.

2. Sudėtinių medžiagų oksidacija (kai kurių rūgščių druskos ir nemetalų vandenilio junginiai):

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

2 N 2 S + 3O 2 = 2SO 2 + 2 N 2 O

3.Kaitinamasis hidroksidų (bazių ir deguonies turinčių rūgščių) skilimas:

SUu(JIS) 2 SUuO + H 2 O

H 2 TAIP 3 TAIP 2 + H 2 O

Negalite naudoti šio metodo šarminių metalų oksidams gauti, nes šarmai skyla esant per aukštai temperatūrai.

4.Kai kurių deguonies turinčių rūgščių druskų skilimas:

CaCO 3 CaO + CO 2

2Pb(NE 3 ) 2 2PbO + 4NE 2 + O 2

Reikėtų nepamiršti, kad šarminių metalų druskos kaitinamos nesuyra ir susidaro oksidai.

1.1.7. Oksidų apimtys.

Nemažai natūralių mineralų yra oksidai (žr. 7 lentelę) ir naudojami kaip žaliava atitinkamiems metalams gaminti.

Pavyzdžiui:

Boksitas A1 2 O 3 · nH 2 O.

HematitasFe 2 O 3 .

MagnetitasFeOFe 2 O 3 .

KasiteritasSnO 2 .

Piroluzitas MnO 2 .

Rutilas TiO 2 .

Mineralinis korundas (A1 2 O 3 ) turintis didelį kietumą, naudojamas kaip abrazyvinė medžiaga. Jo skaidrūs, raudonai ir mėlynai atspalvinti kristalai yra brangakmeniai – rubinas ir safyras.

negesintos kalkės (CaO) gaunamas kalcinuojant kalkakmenį (CaCO 3 ) , plačiai naudojamas statybose, žemės ūkyje ir kaip gręžimo skysčių reagentas.

Geležies oksidai (Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 ) naudojami gręžiant naftos ir dujų gręžinius kaip sveriančios medžiagos ir vandenilio sulfido neutralizatoriai.

Silicio (IV) oksidas (SiO 2 ) kaip kvarcinis smėlis Jis plačiai naudojamas stiklo, cemento ir emalių gamyboje, metalų paviršių valymui smėliasrove, hidrosmėliasrove ir hidrauliniam ardymui naftos ir dujų gręžiniuose. Mažiausių sferinių dalelių (aerozolio) pavidalu naudojamas kaip efektyvus putų šalinimo įrankis gręžimo skysčiams ir užpildas pramoninių gumos gaminių (baltos gumos) gamyboje.

Nemažai oksidų (A1 2 O 3 , Kr 2 O 3 , V 2 O 5 , SUuO,NO)Šiuolaikinėje chemijos pramonėje naudojami kaip katalizatoriai.

Anglies dioksidas (CO 2), kuris yra vienas pagrindinių anglies, naftos ir naftos produktų degimo produktų, patekęs į produktyvius darinius, prisideda prie jų naftos išgavimo didinimo. CO2 taip pat naudojamas gesintuvams ir karbonatiniams gėrimams užpildyti.

Susidarantys pažeidžiant kuro degimo režimus (NO, CO) arba degant sieringam kurui (SO 2) oksidai yra atmosferą teršiantys produktai. Šiuolaikinė gamyba, kaip ir transportas, numato griežtą tokių oksidų kiekio ir jų neutralizavimo kontrolę,

Azoto oksidai (NO, NO 2) ir siera (SO 2, SO 3) yra tarpiniai produktai didelės apimties azoto (HNO 3) ir sieros (H 2 SO 4) rūgščių gamyboje.

Antikorozinių dažų kompozicijų gamybai naudojami chromo oksidai (Cr 2 O 3) ir švinas (2PbO · PbO 2 – raudonasis švinas).

Oksidų savybės

Oksidai yra sudėtingos cheminės medžiagos cheminiai junginiai paprasti elementai su deguonimi. Jie yra druską formuojantis ir nesudarantis druskos... Tuo pačiu metu druską formuojančios yra 3 tipų: Pagrindinis(nuo žodžio "fondas"), rūgštus ir amfoterinis.
Druskos nesudarančių oksidų pavyzdžiai: NO (azoto oksidas) – yra bespalvės, bekvapės dujos. Jis susidaro per perkūniją atmosferoje. CO (anglies monoksidas) yra bekvapės dujos, susidarančios deginant anglį. Paprastai tai vadinama smalkės... Yra ir kitų oksidų, kurie nesudaro druskų. Dabar atidžiau pažvelkime į kiekvieną druską sudarančių oksidų tipą.

Pagrindiniai oksidai

Pagrindiniai oksidai yra sudėtingos cheminės medžiagos, susijusios su oksidais, kurios sudaro druskas chemiškai reaguodamos su rūgštimis arba rūgštiniais oksidais ir nereaguoja su bazėmis ar baziniais oksidais. Pavyzdžiui, pagrindiniai yra šie:
K 2 O (kalio oksidas), CaO (kalcio oksidas), FeO (2-valentinis geležies oksidas).

Apsvarstykite cheminės oksidų savybės pagal pavyzdžius

1. Sąveika su vandeniu:
- sąveika su vandeniu, kai susidaro bazė (arba šarmas)

CaO + H 2 O → Ca (OH) 2 (šiuo atveju žinoma kalkių gesinimo reakcija, dideli kiekiaišiluma!)

2. Sąveika su rūgštimis:
- sąveika su rūgštimi, susidaro druska ir vanduo (druskos tirpalas vandenyje)

CaO + H 2 SO 4 → CaSO 4 + H 2 O (Šios medžiagos CaSO 4 kristalai visiems žinomi pavadinimu „gipsas“).

3. Sąveika su rūgščių oksidais: druskų susidarymas

CaO + CO 2 → CaCO 3 (Ši medžiaga yra žinoma visiems - paprasta kreida!)

Rūgštiniai oksidai

Rūgštiniai oksidai- Tai sudėtingos cheminės medžiagos, susijusios su oksidais, kurios, chemiškai sąveikaudamos su bazėmis arba baziniais oksidais, sudaro druskas ir nesąveikauja su rūgštiniais oksidais.

Rūgščių oksidų pavyzdžiai:

CO 2 (gerai žinomas anglies dioksidas), P 2 O 5 - fosforo oksidas (susidaro degant baltajam fosforui ore), SO 3 - sieros trioksidas - ši medžiaga naudojama sieros rūgščiai gauti.

Cheminė reakcija su vandeniu

CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3 yra medžiaga – anglies rūgštis – viena iš silpnųjų rūgščių, jos dedama į gazuotą vandenį dujų burbulams. Kylant temperatūrai, dujų tirpumas vandenyje mažėja, o jų perteklius išeina burbuliukų pavidalu.

Reakcija su šarmais (bazėmis):

CO 2 + 2NaOH → Na 2 CO 3 + H 2 O- gauta medžiaga (druska) plačiai naudojama buityje. Jo pavadinimas yra soda arba skalbimo soda – puiku ploviklio apdegusiems puodams, riebalams, nudegimams. Nerekomenduoju dirbti plikomis rankomis!

Reakcija su baziniais oksidais:

CO 2 + MgO → MgCO 3 – susidariusi druska – magnio karbonatas – dar vadinama „karčiąja druska“.

Amfoteriniai oksidai

Amfoteriniai oksidai yra sudėtingos cheminės medžiagos, taip pat susijusios su oksidais, kurios cheminės sąveikos su rūgštimis būdu sudaro druskas (arba rūgščių oksidai) ir pagrindai (arba baziniai oksidai). Mūsų atveju dažniausiai vartojamas žodis „amfoterinis“ reiškia metalo oksidai.

Pavyzdys amfoteriniai oksidai gal būt:

ZnO – cinko oksidas (balti milteliai, medicinoje dažnai naudojami kaukėms ir kremams gaminti), Al 2 O 3 – aliuminio oksidas (dar vadinamas „aliuminio oksidu“).

Amfoterinių oksidų cheminės savybės yra unikalios tuo, kad jie gali dalyvauti cheminėse reakcijose, atitinkančiose tiek bazes, tiek rūgštis. Pavyzdžiui:

Reakcija su rūgštiniu oksidu:

ZnO + H 2 CO 3 → ZnCO 3 + H 2 O – gauta medžiaga yra "cinko karbonato" druskos tirpalas vandenyje.

Reakcija su bazėmis:

ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O – gauta medžiaga yra dviguba natrio ir cinko druska.

Oksidų gavimas

Oksidų gavimas gaminti Skirtingi keliai... Tai gali būti fizinis ir cheminėmis priemonėmis... Labiausiai paprastu būdu yra paprastų elementų cheminė sąveika su deguonimi. Pavyzdžiui, degimo proceso rezultatas arba vienas iš šios cheminės reakcijos produktų yra oksidai... Pavyzdžiui, jei į kolbą su deguonimi įdedamas raudonai įkaitęs geležies strypas, o ne tik geležis (galite pasiimti cinko Zn, alavo Sn, švino Pb, vario Cu, - apskritai tai, kas yra po ranka), tada ten. bus cheminė reakcija geležies oksidacija, kurią lydi ryškus blyksnis ir kibirkštys. Reakcijos produktas bus juodojo geležies oksido milteliai FeO:

2Fe + O 2 → 2FeO

Cheminės reakcijos su kitais metalais ir nemetalais yra visiškai analogiškos. Cinkas dega deguonyje, sudarydamas cinko oksidą

2Zn + O 2 → 2ZnO

Anglies degimą lydi dviejų oksidų susidarymas vienu metu: anglies monoksidas ir anglies dioksidas

2C + O 2 → 2CO - anglies monoksido susidarymas.

C + O 2 → CO 2 – anglies dioksido susidarymas. Šios dujos susidaro, jei deguonies yra daugiau nei pakankamai, tai yra, bet kokiu atveju, reakcija pirmiausia vyksta susidarant anglies monoksidui, o tada anglies monoksidas oksiduojamas, virsdamas anglies dioksidu.

Oksidų gavimas galima atlikti ir kitu būdu – cheminės skilimo reakcijos būdu. Pavyzdžiui, norint gauti geležies oksidą arba aliuminio oksidą, atitinkamas šių metalų bazes reikia kaitinti ant ugnies:

Fe (OH) 2 → FeO + H 2 O

Kietas aliuminio oksidas – korundo mineralas Geležies (III) oksidas. Marso planetos paviršius yra rausvai oranžinės spalvos, nes dirvožemyje yra geležies (III) oksido. Kietas aliuminio oksidas – korundas

2Al (OH) 3 → Al 2 O 3 + 3H 2 O,
taip pat atskirų rūgščių skilimo metu:

H 2 CO 3 → H 2 O + CO 2 - anglies rūgšties skilimas

H 2 SO 3 → H 2 O + SO 2 - sieros rūgšties skilimas

Oksidų gavimas galima atlikti iš metalo druskų at stiprus šildymas:

CaCO 3 → CaO + CO 2 - kalcinuojant kreidą gaunamas kalcio oksidas (arba negesintos kalkės) ir anglies dioksidas.

2Cu (NO 3) 2 → 2CuO + 4NO 2 + O 2 - šioje skilimo reakcijoje iš karto gaunami du oksidai: varis CuO (juodas) ir azotas NO 2 (dėl tikrai rudos spalvos dar vadinamas rudosiomis dujomis) .

Kitas būdas, kuriuo galite gaminti oksidus, yra redokso reakcijos

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

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

Chloro oksidai

ClO 2 molekulė Molekulė Cl 2 O 7 Azoto oksidas N 2 O Azoto anhidridas N 2 O 3 Azoto anhidridas N 2 O 5 Rudos dujos NO 2

Yra žinomi šie chloro oksidai: Cl 2 O, ClO 2, Cl 2 O 6, Cl 2 O 7. Visi jie, išskyrus Cl 2 O 7, yra geltonos arba oranžinės spalvos ir nėra stabilūs, ypač ClO 2, Cl 2 O 6. Viskas chloro oksidai sprogstamosios ir labai stiprios oksiduojančios medžiagos.

Reaguodami su vandeniu jie sudaro atitinkamas deguonies ir chloro turinčias rūgštis:

Taigi, Cl 2 O - rūgštus chloro oksidas hipochloro rūgštis.

Cl 2 O + H 2 O → 2HClO - Hipochloro rūgštis

ClO 2 - rūgštus chloro oksidas hipochloro ir chloro rūgštys, nes cheminės reakcijos metu su vandeniu susidaro dvi iš šių rūgščių iš karto:

ClO 2 + H 2 O → HClO 2 + HClO 3

Cl 2 O 6 – taip pat rūgštus chloro oksidas chloro ir perchloro rūgštys:

Cl 2 O 6 + H 2 O → HClO 3 + HClO 4

Ir galiausiai, Cl 2 O 7 - bespalvis skystis - rūgštus chloro oksidas perchloro rūgštis:

Cl 2 O 7 + H 2 O → 2HClO 4

Azoto oksidai

Azotas yra dujos, kurios sudaro 5 skirtingi ryšiai su deguonimi - 5 azoto oksidai... Būtent:

N 2 O - azoto hemioksidas... Kitas jo pavadinimas medicinoje žinomas pavadinimu juoko dujos arba azoto oksidas- bespalvis, saldus ir skanus iki dujų.
- NE - azoto monoksidas- bespalvės, bekvapės, beskonės dujos.
- N 2 O 3 - azoto anhidridas- bespalvė kristalinė medžiaga
- NE 2 - azoto dioksidas... Kitas jo pavadinimas yra rudos dujos- dujos tikrai rusvos spalvos
- N 2 O 5 - azoto anhidridas- mėlynas skystis, verdantis 3,5 0 C temperatūroje

Iš visų šių išvardintų azoto junginių pramonėje įdomiausi yra NO – azoto monoksidas ir NO 2 – azoto dioksidas. Azoto monoksidas(NE) ir azoto oksidas N 2 O nereaguoja su vandeniu ar šarmais. (N 2 O 3) reaguojant su vandeniu susidaro silpna ir nestabili azoto rūgštis HNO 2, kuri ore palaipsniui virsta stabilesne chemine medžiaga azoto rūgštimi. azoto oksidų cheminės savybės:

Reakcija su vandeniu:

Iš karto susidaro 2NO 2 + H 2 O → HNO 3 + HNO 2 - 2 rūgštys: azoto rūgštis HNO 3 ir azoto rūgštis.

Reakcija su šarmu:

2NO 2 + 2NaOH → NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O - susidaro dvi druskos: natrio nitratas NaNO 3 (arba natrio nitratas) ir natrio nitritas (azoto rūgšties druska).

Reakcija su druskomis:

2NO 2 + Na 2 CO 3 → NaNO 3 + NaNO 2 + CO 2 - susidaro dvi druskos: natrio nitratas ir natrio nitritas, išsiskiria anglies dioksidas.

Azoto dioksidas (NO 2) gaunamas iš azoto monoksido (NO) cheminei junginio reakcijai su deguonimi:

2NO + O 2 → 2NO 2

Geležies oksidai

Geležis sudaro dvi oksidas: FeO - geležies oksidas(2-valentinis) – juodi milteliai, kurie gaunami redukuojant geležies oksidas(3-valentės) anglies monoksidas vykstant tokiai cheminei reakcijai:

Fe 2 O 3 + CO → 2FeO + CO 2

Šis bazinis oksidas lengvai reaguoja su rūgštimis. Jis turi redukuojančių savybių ir greitai oksiduojasi iki geležies oksidas(3-valenčių).

4FeO + O 2 → 2Fe 2 O 3

Geležies oksidas(3-valentinis) – raudonai rudi milteliai (hematitas), turintys amfoterinių savybių (gali sąveikauti su rūgštimis ir šarmais). Tačiau rūgštinės šio oksido savybės yra tokios silpnos, kad dažniausiai naudojamas kaip bazinis oksidas.

Taip pat yra vadinamųjų mišrus geležies oksidas Fe3O4. Susidaro deginant geležį, gerai praleidžia elektros srovę ir pasižymi magnetinėmis savybėmis (vadinama magnetine geležies rūda arba magnetitu). Jei geležis perdega, dėl degimo reakcijos susidaro nuosėdos, susidedančios iš dviejų oksidų vienu metu: geležies oksidas(III) ir (II) valentingumas.

Sieros oksidas

Sieros dioksidas SO 2

Sieros oksidas SO 2 - arba sieros dioksidas nurodo rūgščių oksidai, bet nesudaro rūgšties, nors puikiai tirpsta vandenyje - 40 litrų sieros oksido 1 litre vandens (cheminių lygčių sudarymo patogumui toks tirpalas vadinamas sieros rūgštimi).

Įprastomis aplinkybėmis tai yra bespalvės dujos, turinčios aštrų ir dusinantį degusios sieros kvapą. Vos -10 0 C temperatūroje jis gali virsti skysta būsena.

Esant vanadžio oksido katalizatoriui (V 2 O 5) sieros oksidas prideda deguonies ir virsta sieros trioksidas

2SO 2 + O 2 → 2SO 3

Ištirpsta vandenyje sieros dioksidas- sieros oksidas SO 2 - oksiduojasi labai lėtai, dėl to pats tirpalas virsta sieros rūgštimi

Jeigu sieros dioksidas praeina per šarminį tirpalą, pavyzdžiui, natrio hidroksidą, tada susidaro natrio sulfitas (arba hidrosulfitas - priklausomai nuo to, kiek šarmo ir sieros dioksido paimama)

NaOH + SO 2 → NaHSO 3 - sieros dioksidas paimta per daug

2NaOH + SO 2 → Na 2 SO 3 + H 2 O

Jei sieros dioksidas nereaguoja su vandeniu, kodėl jo vandeninis tirpalas sukelia rūgštinę reakciją ?! Taip, jis nereaguoja, bet oksiduojasi vandenyje, prisirišdamas prie savęs deguonį. Ir pasirodo, kad vandenyje kaupiasi laisvi vandenilio atomai, kurie sukelia rūgštinę reakciją (galite patikrinti kokiu nors indikatoriumi!)

Oksidai.

Tai sudėtingos medžiagos, susidedančios iš DU elementų, iš kurių vienas yra deguonis. Pavyzdžiui:

CuO – vario (II) oksidas

AI 2 O 3 - aliuminio oksidas

SO 3 – sieros oksidas (VI)

Oksidai skirstomi (klasifikuojami) į 4 grupes:

Na 2 O – natrio oksidas

CaO – kalcio oksidas

Fe 2 O 3 - geležies (III) oksidas

2). Rūgšti– Tai oksidai nemetalai... O kartais metalai, jei metalo oksidacijos laipsnis > 4. Pavyzdžiui:

CO 2 – anglies monoksidas (IV)

Р 2 О 5 - Fosforo (V) oksidas

SO 3 – sieros oksidas (VI)

3). Amfoterinis– Tai oksidai, turintys ir bazinių, ir rūgščių oksidų savybių. Turite žinoti penkis dažniausiai pasitaikančius amfoterinius oksidus:

BeO – berilio oksidas

ZnO – Cinko oksidas

AI 2 O 3 – aliuminio oksidas

Cr 2 O 3 – chromo (III) oksidas

Fe 2 O 3 – geležies (III) oksidas

4). Nesudarantis druskos (abejingas)- Tai oksidai, kurie nepasižymi nei bazinių, nei rūgštinių oksidų savybėmis. Reikia atsiminti tris oksidus:

CO – anglies monoksidas (II) anglies monoksidas

NO – azoto oksidas (II)

N 2 O - azoto oksidas (I) juoko dujos, azoto oksidas

Oksidų gamybos būdai.

1). Degimo, t.y. sąveika su paprastos medžiagos deguonimi:

4Na + O 2 = 2Na 2O

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

2). Degimo, t.y. sudėtinės medžiagos sąveika su deguonimi (sudaryta iš du elementai) tokiu atveju, du oksidai.

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

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

3). Skilimas trys silpnos rūgštys. Kiti nesuyra. Tokiu atveju susidaro rūgštus oksidas ir vanduo.

H 2 CO 3 = H 2 O + CO 2

H 2 SO 3 = H 2 O + SO 2

H 2 SiO 3 = H 2 O + SiO 2

4). Skilimas netirpios pagrindu. Susidaro bazinis oksidas ir vanduo.

Mg (OH) 2 = MgO + H 2 O

2Al (OH) 3 = Al 2 O 3 + 3H 2 O

5). Skilimas netirpios druskos. Susidaro bazinis oksidas ir rūgštinis oksidas.

CaCO 3 = CaO + CO 2

MgSO 3 = MgO + SO 2

Cheminės savybės.

aš... Pagrindiniai oksidai.

šarmas.

Na 2 O + H 2 O = 2NaOH

CaO + H 2 O = Ca (OH) 2

СuO + H 2 O = reakcija nevyksta, nes galima bazė, kurioje yra vario – netirpi

2). Reaguoja su rūgštimis, sudarydama druską ir vandenį. (bazinis oksidas ir rūgštys VISADA reaguoja)

K 2 O + 2HCI = 2KCl + H 2 O

CaO + 2HNO 3 = Ca (NO 3) 2 + H 2 O

3). Sąveika su rūgštiniais oksidais susidaro druska.

Li 2 O + CO 2 = Li 2 CO 3

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

4). Sąveika su vandeniliu, todėl susidaro metalas ir vanduo.

CuO + H 2 = Cu + H 2 O

Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O

II.Rūgštiniai oksidai.

1). Sąveika su vandeniu, o rūgšties.(TikSiO 2 nesąveikauja su vandeniu)

CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3

P 2 O 5 + 3H 2 O = 2H 3 PO 4

2). Sąveika su tirpiomis bazėmis (šarmais). Taip susidaro druska ir vanduo.

SO 3 + 2KOH = K 2 SO 4 + H 2 O

N 2 O 5 + 2 KOH = 2 KNO 3 + H 2 O

3). Sąveika su baziniais oksidais. Tokiu atveju susidaro tik druska.

N 2 O 5 + K 2 O = 2KNO 3

Al 2 O 3 + 3SO 3 = Al 2 (SO 4) 3

Pagrindiniai pratimai.

1). Užpildykite reakcijos lygtį. Nustatykite jo tipą.

K 2 O + P 2 O 5 =

Sprendimas.

Norint surašyti, kas susidaro dėl to, reikia nustatyti, kokios medžiagos pateko į reakciją – čia pagal savybes kalio oksidas (bazinis) ir fosforo oksidas (rūgštinis) – rezultatas turėtų būti DRUSKA (žr. savybę Nr. . 3), o druską sudaro atomai metalai (mūsų atveju kalis) ir rūgšties liekana, kurioje yra fosforo (ty PO 4 -3 - fosfatas).

3K 2 O + R 2 O 5 = 2K 3 PO 4

reakcijos tipas - junginys (nes reaguoja dvi medžiagos ir susidaro viena)

2). Atlikti transformacijas (grandinę).

Ca → CaO → Ca (OH) 2 → CaCO 3 → CaO

Sprendimas

Norėdami atlikti šį pratimą, turite atsiminti, kad kiekviena rodyklė yra viena lygtis (viena cheminė reakcija). Sunumeruokime kiekvieną rodyklę. Todėl reikia parašyti 4 lygtis. Rodyklės kairėje parašyta medžiaga (pradinė medžiaga) reaguoja, o reakcijos rezultatas susidaro medžiaga, parašyta dešinėje (reakcijos produktas). Iššifruokime pirmąją įrašo dalį:

Ca +… .. → CaO Atkreipiame jūsų dėmesį į tai, kad paprasta medžiaga patenka į reakciją ir susidaro oksidas. Žinodami oksidų gavimo būdus (Nr. 1), darome išvadą, kad šioje reakcijoje būtina pridėti deguonies (О 2)

2Са + О 2 → 2СаО

Eikite į transformaciją Nr. 2

CaO → Ca (OH) 2

CaO + …… → Ca (OH) 2

Darome išvadą, kad čia reikia pritaikyti bazinių oksidų savybę – sąveiką su vandeniu, kadangi tik šiuo atveju iš oksido susidaro bazė.

CaO + H 2 O → Ca (OH) 2

Pereikite prie transformacijos Nr. 3

Ca (OH) 2 → CaCO 3

Ca (OH) 2 +… .. = CaCO 3 + …….

Mes darome išvadą, kad čia ateina apie anglies dioksidą CO 2, nes tik ji, sąveikaudama su šarmais, sudaro druską (žr. rūgščių oksidų savybę Nr. 2)

Ca (OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O

Pereikite prie transformacijos Nr. 4

CaCO 3 → CaO

CaCO 3 =… .. CaO + ……

Darome išvadą, kad čia taip pat susidaro CO 2, nes CaCO 3 yra netirpi druska ir būtent tokioms medžiagoms irstant susidaro oksidai.

CaCO 3 = CaO + CO 2

3). Su kuriomis iš išvardytų medžiagų CO 2 sąveikauja? Užrašykite reakcijų lygtis.

A). Druskos rūgštis B). Natrio hidroksidas B). Kalio oksidas d). Vanduo

D). Vandenilis E). Sieros oksidas (IV).

Nustatome, kad CO 2 yra rūgštinis oksidas. O rūgštiniai oksidai reaguoja su vandeniu, šarmais ir baziniais oksidais... Todėl iš pateikto sąrašo išrenkame atsakymus B, C, D Ir būtent su jais užrašome reakcijų lygtis:

1). CO 2 + 2NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O

2). CO 2 + K 2 O = K 2 CO 3