Stoffene som danner grunnlaget for vår fysiske verden er sammensatt av ulike typer kjemiske elementer. Fire av dem er de vanligste. Disse er hydrogen, karbon, nitrogen og oksygen. Det siste elementet kan binde seg med partikler av metaller eller ikke-metaller og danne binære forbindelser - oksider. I vår artikkel vil vi studere de viktigste metodene for å oppnå oksider i laboratoriet og industrien. Vurder også deres grunnleggende fysiske og kjemiske egenskaper.
Aggregert tilstand
Oksider, eller oksider, finnes i tre tilstander: gassformig, flytende og fast. For eksempel inkluderer den første gruppen slike velkjente og utbredte forbindelser i naturen som karbondioksid - CO2, karbonmonoksid - CO, svoveldioksid - SO2 og andre. I væskefasen er det oksider som vann - H2O, svovelsyreanhydrid - SO3, nitrogenoksid - N 2 O3. KvitteringOksidene vi har navngitt kan lages i laboratoriet, men karbonmonoksid og svoveltrioksid produseres også kommersielt. Dette skyldes bruken av disse forbindelsene i de teknologiske syklusene for jernsmelting og sulfatsyreproduksjon. Karbonmonoksid brukes til å redusere jern fra malm, og svovelsyreanhydrid løses opp i sulfatsyre og oleum utvinnes.
Klassifisering av oksider
Det finnes flere typer oksygenholdige stoffer, bestående av to grunnstoffer. De kjemiske egenskapene og metodene for å oppnå oksider vil avhenge av hvilken av de listede gruppene stoffet tilhører. For eksempel oppnås karbondioksid, som er et surt oksid, ved direkte kombinasjon av karbon med oksygen, og utfører en hard oksidasjonsreaksjon. Karbondioksid kan også frigjøres ved utveksling av s alter av karbonsyre og sterke uorganiske syrer:
HCl + Na2CO3=2NaCl + H2O + CO 2
Hva slags reaksjon kjennetegner sure oksider? Dette er deres interaksjon med alkalier:
SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H 2O
Amfotere og ikke-s altdannende oksider
Ligegyldige oksider, som CO eller N2O, er ikke i stand til å reagere som fører til dannelse av s alter. På den annen side kan de fleste sure oksider reagere med vann og danne syrer. Dette er imidlertid ikke mulig for silisiumoksid. Det er hensiktsmessig å oppnå silikatsyre indirekte.måte: fra silikater som reagerer med sterke syrer. Amfotere vil være slike binære forbindelser med oksygen som er i stand til å reagere med både alkalier og syrer. Vi vil inkludere følgende forbindelser i denne gruppen - disse er de kjente oksidene av aluminium og sink.
Få svoveloksider
I sine forbindelser med oksygen, viser svovel forskjellige valenser. Så, i svoveldioksid, hvis formel er SO2, er det fireverdig. I laboratoriet produseres svoveldioksid i reaksjonen mellom sulfatsyre og natriumhydrosulfitt, med ligningen
NaHSO3 + H2SO4 → NaHSO4 + SO2 + H2O
En annen måte å ekstrahere SO2 er en redoksprosess mellom kobber og høykonsentrasjonssulfatsyre. Den tredje laboratoriemetoden for produksjon av svoveloksider er eksosforbrenning av en prøve av et enkelt svovelstoff:
Cu + 2H2SO4=CuSO4 + SO 2 + 2H2O
I industrien kan svoveldioksid oppnås ved å brenne svovelholdige mineraler sink eller bly, samt ved å brenne pyritt FeS2. Svoveldioksidet oppnådd ved denne metoden brukes til ekstraksjon av svoveltrioksid SO3 og videre - sulfatsyre. Svoveldioksid med andre stoffer oppfører seg som et oksid med sure egenskaper. For eksempel fører dets interaksjon med vann til dannelsen av sulfittsyre H2SO3:
SO2 + H2O=H2SO 3
Denne reaksjonen er reversibel. Graden av dissosiasjon av syren er lav, så forbindelsen er klassifisert som en svak elektrolytt, og svovelsyre i seg selv kan bare eksistere i en vandig løsning. Svoveldioksidmolekyler er alltid til stede i den, som gir stoffet en skarp lukt. Den reagerende blandingen er i en tilstand med lik konsentrasjon av reaktanter og produkter, som kan forskyves ved å endre forholdene. Så når alkali tilsettes til en løsning, vil reaksjonen fortsette fra venstre til høyre. Hvis svoveldioksid fjernes fra reaksjonssfæren ved oppvarming eller blåsing gjennom en blanding av gassformig nitrogen, vil den dynamiske likevekten skifte til venstre.
Svovelsyreanhydrid
La oss fortsette å vurdere egenskapene og metodene for å oppnå svoveloksider. Hvis svoveldioksid forbrennes, er resultatet et oksid hvor svovel har en oksidasjonstilstand på +6. Det er svoveltrioksid. Forbindelsen er i flytende fase, herder raskt i form av krystaller ved temperaturer under 16 °C. Et krystallinsk stoff kan representeres av flere allotropiske modifikasjoner som er forskjellige i strukturen til krystallgitteret og smeltepunkter. Svovelsyreanhydrid viser egenskapene til et reduksjonsmiddel. I vekselvirkning med vann danner den en aerosol av sulfatsyre, derfor produseres H2SO4 i industrien ved å løse opp svovelsyreanhydrid i konsentrert sulfat syre. Som et resultat dannes oleum. Tilsett vann og få en løsning av svovelsyre.
Basic oxides
Etter å ha studert egenskapene og produksjonen til oksidersvovel, som tilhører gruppen av sure binære forbindelser med oksygen, tenk på oksygenforbindelsene til metalliske elementer.
Basisoksider kan bestemmes av et slikt tegn som tilstedeværelsen i molekylene av metallpartikler fra hovedundergruppene til den første eller andre gruppen i det periodiske systemet. De er klassifisert som jordalkali eller jordalkali. For eksempel kan natriumoksid - Na2O reagere med vann, noe som resulterer i dannelse av kjemisk aggressive hydroksyder - alkalier. Imidlertid er den viktigste kjemiske egenskapen til basiske oksider interaksjonen med organiske eller uorganiske syrer. Det går med dannelsen av s alt og vann. Hvis s altsyre tilsettes hvitt pulverisert kobberoksid, finner vi en blågrønn løsning av kobberklorid:
CuO + 2HCl=CuCl2 + H2O
Oppvarming av faste uløselige hydroksyder er en annen viktig måte å oppnå basiske oksider på:
Ca(OH)2 → CaO + H2O
Betingelser: 520–580°C.
I vår artikkel undersøkte vi de viktigste egenskapene til binære forbindelser med oksygen, samt metoder for å oppnå oksider i laboratoriet og industrien.
