Velika enciklopedija nafte i plina. Kako odrediti prirodu oksida

Kemijski spojevi koji se sastoje od kisika i bilo kojeg drugog elementa periodnog sustava nazivaju se oksidi. Ovisno o svojstvima, dijele se na bazične, amfoterne i kisele. Priroda oksida može se odrediti teorijski i praktično.

Trebat će vam

• - periodni sustav;
• - stakleno posuđe;
• - kemijski reagensi.

Uputa

Morate imati dobru predodžbu o tome kako se svojstva kemijskih elemenata mijenjaju ovisno o njihovom položaju u D.I. tablici. Mendeljejev. Stoga ponovite periodični zakon, elektronsku strukturu atoma (o tome ovisi stupanj oksidacije elemenata) i si.

Bez pribjegavanja praktičnim koracima, možete utvrditi prirodu oksida koristeći samo periodni sustav. Uostalom, poznato je da se u periodima, u smjeru slijeva na desno, alkalna svojstva oksida mijenjaju u amfoterna, a zatim u kisela. Na primjer, u periodu III natrijev oksid (Na2O) pokazuje bazična svojstva, spoj aluminija s kisikom (Al2O3) je amfoteran, a klor oksid (ClO2) je kiseo.

Imajte na umu da se u glavnim podskupinama alkalna svojstva oksida povećavaju odozgo prema dolje, dok kiselost, naprotiv, slabi. Dakle, u skupini I, cezijev oksid (CsO) ima jaču bazičnost od litijevog oksida (LiO). U skupini V dušikov oksid (III) je kiseo, a bizmutov oksid (Bi2O5) već bazičan.

Drugi način određivanja prirode oksida. Pretpostavimo da je dan zadatak eksperimentalno dokazati bazična, amfoterna i kisela svojstva kalcijevog oksida (CaO), peterovalentnog fosfornog oksida (P2O5(V)) i cinkovog oksida (ZnO).

Prvo uzmite dvije čiste epruvete. Iz boca, pomoću kemijske lopatice, ulijte nešto CaO u jednu, a P2O5 u drugu. Zatim ulijte 5-10 ml destilirane vode u oba reagensa. Miješajte staklenim štapićem dok se prašak potpuno ne otopi. U obje epruvete umočite komadiće lakmus papira. Gdje se nalazi kalcijev oksid, indikator će postati plave boje, što je dokaz bazičnog karaktera spoja koji se proučava. U epruveti s fosfor (V) oksidom papir će pocrvenjeti, dakle, P2O5 je kiseli oksid.

Budući da je cinkov oksid netopljiv u vodi, ispitajte ga s kiselinom i hidroksidom kako biste dokazali da je amfoteran. U svakom slučaju, kristali ZnO će ući u kemijsku reakciju. Na primjer:
ZnO + 2KOH = K2ZnO2 + H2O
3ZnO + 2H3PO4 Zn3(PO4)2 + 3H2O

Bilješka

Zapamtite, priroda svojstava oksida izravno ovisi o valenciji elementa koji je uključen u njegov sastav.

Koristan savjet

Ne zaboravite da još uvijek postoje takozvani indiferentni oksidi (koji ne stvaraju soli) koji u normalnim uvjetima ne reagiraju ni s hidroksidima ni s kiselinama. Tu spadaju oksidi nemetala s valencijama I i II, na primjer: SiO, CO, NO, N2O itd., ali postoje i "metalni": MnO2 i neki drugi.

Sve zanimljivo

Ovisno o kiselo-baznim svojstvima kemijskih elemenata zbrajaju se njihove moguće reakcije. Štoviše, ova svojstva utječu ne samo na element, već i na njegove veze. Što su kiselo-bazna svojstva
Glavna svojstva su...

Najvažnije klase anorganskih spojeva su oksidi, kiseline, baze, amfoterni hidroksidi i soli. Svaka od ovih klasa ima svoja opća svojstva i metode dobivanja. Do danas postoji više od 100 tisuća različitih ...

Jedan od glavnih pojmova u kemiji su 2 pojma: "jednostavne tvari" i "složene tvari". Prve tvore atomi jednog kemijskog elementa i dijele se na nemetale i metale. Oksidi, hidroksidi, soli su klase...

Postoje 3 vrste bakrenog oksida. Međusobno se razlikuju po valenciji. Prema tome, postoje jednovalentni, dvovalentni i trovalentni bakreni oksidi. Svaki oksid ima svoj Kemijska svojstva. Uputa 1 Bakar (I) oksid - Cu2O. U…

Klor može tvoriti nekoliko različitih oksida. Svi se oni koriste u industriji u velikim količinama, jer su traženi u mnogim područjima industrije. Klor nastaje s kisikom cijela linija oksidi, ukupni broj koji je…

Poznavanje kemijskih svojstava kiselina, posebice njihove interakcije s oksidima, dobro će vam poslužiti u raznim zadacima iz kemije. To će nam omogućiti rješavanje računskih problema, provođenje niza transformacija, dovršavanje zadataka ...

Postoje mnoge anorganske tvari, koje su podijeljene u klase. Kako bi se predloženi spojevi ispravno klasificirali, potrebno je imati predodžbu o strukturnim značajkama svake skupine tvari, kojih ima samo četiri. ...

Ekvivalent je ona količina kemijskog elementa koja ili veže ili zamjenjuje jedan mol atoma vodika. Prema tome, masa jednog ekvivalenta naziva se ekvivalentna masa (Me), a izražava se u g/mol. Pred studentima kemije često ...

oksid - kemijski spoj, koji se sastoji od dva elementa. Jedan od elemenata oksida je kisik. Po prirodi se oksidi dijele na kisele i bazične. Kiselost ili bazičnost može se dokazati poznavanjem kemijskih svojstava tvari, a ...

Kemijska svojstva tvari sposobnost su promjene njezina sastava tijekom kemijskih reakcija. Reakcija se može odvijati ili u obliku samorazgradnje ili u interakciji s drugim tvarima. Svojstva tvari ovise ne samo o njenom sastavu, već i ...

Uputa

Morate imati dobru predodžbu o tome kako se svojstva kemijskih elemenata mijenjaju ovisno o njihovom položaju u D.I. tablici. Mendeljejev. Dakle, ponovimo, elektronska struktura atoma (stupanj oksidacije elemenata ovisi o tome), i tako dalje.

Bez pribjegavanja praktičnim koracima, možete utvrditi prirodu oksida koristeći samo periodni sustav. Uostalom, poznato je da se u periodima, u smjeru slijeva na desno, alkalna svojstva oksida mijenjaju u amfoterna, a zatim u kisela. Na primjer, u III razdoblju, natrijev oksid (Na2O) ima glavna svojstva, spoj aluminija s kisikom (Al2O3) ima karakter, a klor oksid (ClO2) -.

Imajte na umu da se u glavnim podskupinama alkalna svojstva oksida povećavaju odozgo prema dolje, dok kiselost, naprotiv, slabi. Dakle, u skupini I, cezijev oksid (CsO) ima jaču bazičnost od litijevog oksida (LiO). U skupini V dušikov oksid (III) je kiseo, a oksid (Bi2O5) je već bazičan.

Prvo uzmite dvije čiste epruvete. Iz boca, pomoću kemijske lopatice, ulijte nešto CaO u jednu, a P2O5 u drugu. Zatim ulijte 5-10 ml destilirane vode u oba reagensa. Miješajte staklenim štapićem dok se prašak potpuno ne otopi. U obje epruvete umočite komadiće lakmus papira. Tamo će - indikator postati plav, što je dokaz osnovne prirode spoja koji se proučava. U epruveti s fosfor (V) oksidom papir će pocrvenjeti, dakle, P2O5 -.

Budući da je cinkov oksid netopljiv u vodi, ispitajte ga s kiselinom i hidroksidom kako biste dokazali da je amfoteran. U svakom slučaju, kristali ZnO će ući u kemijsku reakciju. Na primjer:
ZnO + 2KOH = K2ZnO2 + H2O
3ZnO + 2H3PO4 → Zn3(PO4)2↓ + 3H2O

Bilješka

Zapamtite, priroda svojstava oksida izravno ovisi o valenciji elementa koji je uključen u njegov sastav.

Koristan savjet

Ne zaboravite da još uvijek postoje takozvani indiferentni oksidi (koji ne stvaraju soli) koji u normalnim uvjetima ne reagiraju ni s hidroksidima ni s kiselinama. Tu spadaju oksidi nemetala s valencijama I i II, na primjer: SiO, CO, NO, N2O itd., ali postoje i "metalni": MnO2 i neki drugi.

Izvori:

• osnovni karakter oksida

Oksid kalcij- Ovo je obično živo vapno. Ali, unatoč tako jednostavnoj prirodi, ova tvar se vrlo široko koristi u gospodarskoj aktivnosti. Od gradnje, kao baza za vapneni cement, do kuhanja, kao dodatak hrani E-529 oksid kalcij nalazi primjenu. Oksid se može dobiti u industrijskim i kućnim uvjetima kalcij od karbonata kalcij reakcija toplinske razgradnje.

Trebat će vam

• Kalcijev karbonat u obliku vapnenca ili krede. Keramički lončić za žarenje. Propanska ili acetilenska baklja.

Uputa

Pripremite lončić za karbonatno žarenje. Čvrsto ga postavite na vatrootporne nosače ili posebna učvršćenja. Lonac mora biti čvrsto postavljen i, ako je moguće, osiguran.

Samljeti karbonat kalcij. Mljevenje mora biti učinjeno za bolji prijenos topline iznutra. Nije potrebno mljeti vapnenac ili kredu u prah. Dovoljno je proizvesti grubo nehomogeno mljevenje.

Napunite lončić za žarenje zdrobljenim karbonatom kalcij. Ne punite lončić do kraja, jer kad se ugljični dioksid oslobodi, dio tvari može biti izbačen. Napunite lončić do otprilike trećine ili manje.

Počnite zagrijavati lončić. Dobro ga postavite i učvrstite. Provedite glatko zagrijavanje lončića s različitih strana kako biste izbjegli njegovo uništenje zbog neravnomjernog toplinskog širenja. Nastavite zagrijavati lončić na plinskom plameniku. Nakon nekog vremena započet će toplinska razgradnja karbonata kalcij.

Čekati potpuni prolaz toplinsko raspadanje. Tijekom reakcije, gornji slojevi tvari u lončiću mogu biti slabo zagrijani. Mogu se više puta miješati čeličnom lopaticom.

Povezani Videi

Bilješka

Budite oprezni pri radu s plinskim plamenikom i zagrijanim loncem. Tijekom reakcije, lončić će se zagrijati na temperaturu iznad 1200 stupnjeva Celzijusa.

Koristan savjet

Umjesto da pokušavate sami proizvesti velike količine kalcijevog oksida (na primjer, za kasniju proizvodnju vapnenog cementa), bolje je kupiti gotov proizvod od specijaliziranih trgovački podovi.

Izvori:

• Zapišite jednadžbe reakcija koje možete koristiti

Prema općeprihvaćenim stajalištima, kiseline su složene tvari koje se sastoje od jednog ili više atoma vodika koji se mogu zamijeniti atomima metala i kiselinskim ostacima. Dijele se na anoksične i one koje sadrže kisik, jednobazne i višebazne, jake, slabe itd. Kako odrediti ima li tvar kisela svojstva?

Trebat će vam

• - indikatorski papir ili otopina lakmusa;
• - klorovodična kiselina (po mogućnosti razrijeđena);
• - natrijev karbonat u prahu (soda pepeo);
• - malo srebrnog nitrata u otopini;
• - tikvice ili čaše s ravnim dnom.

Uputa

Prvi i najlakši test je test indikatorskim lakmus papirom ili otopinom lakmusa. Ako papirna traka ili otopina ima ružičastu nijansu, što znači da u ispitivanoj tvari ima vodikovih iona, a to je siguran znak kiseline. Možete lako shvatiti da je intenzivnija boja (do crveno-bordo), kiselina.

Postoje mnogi drugi načini provjere. Na primjer, imate zadatak odrediti je li bistra tekućina klorovodična kiselina. Kako to učiniti? Znate reakciju na kloridni ion. Dokazuje se dodavanjem i najmanjih količina otopine lapisa – AgNO3.

Ulijte malo ispitivane tekućine u posebnu posudu i nakapajte malo otopine lapisa. U tom slučaju, "zgrušani" bijeli talog netopljivog srebrnog klorida će odmah ispasti. To jest, definitivno postoji kloridni ion u sastavu molekule tvari. Ali možda ipak nije, već otopina neke vrste soli koja sadrži klor? Kao natrijev klorid?

Prisjetite se još jednog svojstva kiselina. Jake kiseline (a klorovodična kiselina je, naravno, jedna od njih) mogu iz njih istisnuti slabe kiseline. Stavite malo sode u prahu - Na2CO3 u tikvicu ili čašu i polako dodajte ispitnu tekućinu. Ako se odmah čuje šištanje i prašak doslovno "vrije" - neće ostati nikakve sumnje - to je klorovodična kiselina.

Zašto? Jer takva reakcija: 2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + H2CO3. Nastala je ugljična kiselina, koja je toliko slaba da se trenutno raspada na vodu i ugljikov dioksid. Upravo su njegovi mjehurići uzrokovali ovo "kiptenje i siktanje".

Povezani Videi

Bilješka

Klorovodična kiselina, čak i razrijeđena, je korozivna! Zapamtite sigurnosne mjere.

Koristan savjet

Ni u kojem slučaju ne biste trebali pribjeći testovima okusa (ako je jezik kiseo, onda postoji kiselina). U najmanju ruku, može biti vrlo opasno! Na kraju krajeva, mnoge kiseline su izrazito kaustične.

Izvori:

• kako se svojstva kiselina mijenjaju u 2019

Fosfor je kemijski element koji u periodnom sustavu ima 15. redni broj. Nalazi se u njezinoj V skupini. Klasični nemetal koji je otkrio alkemičar Brand 1669. godine. Postoje tri glavne modifikacije fosfora: crveni (koji je dio smjese za paljenje šibica), bijeli i crni. Pri vrlo visokim tlakovima (reda 8,3 * 10^10Pa), crni fosfor prelazi u drugo alotropno stanje ("metalni fosfor") i počinje provoditi struju. fosfor u raznim tvarima?

Uputa

Zapamti diplomu. To je vrijednost koja odgovara naboju iona u molekuli, pod uvjetom da su elektronski parovi koji provode vezu pomaknuti prema elektronegativnijem elementu (koji se nalazi desno i iznad u periodnom sustavu).

Također je potrebno znati glavni uvjet: zbroj električnih naboja svih iona koji čine molekulu, uzimajući u obzir koeficijente, uvijek mora biti jednak nuli.

Oksidacijsko stanje ne podudara se uvijek kvantitativno s valencijom. najbolji primjer- ugljik, koji u organskom uvijek ima jednak 4, a stupanj oksidacije može biti jednak -4, i 0, i +2, i +4.

Koje je, na primjer, oksidacijsko stanje u molekuli fosfina PH3? Uz sve navedeno, na ovo je pitanje vrlo lako odgovoriti. Budući da je vodik prvi element u periodnom sustavu, on se, po definiciji, ne može nalaziti tamo "više desno i više". Stoga je fosfor taj koji će sebi privući elektrone vodika.

Svaki atom vodika, izgubivši elektron, pretvorit će se u pozitivno nabijen oksidacijski ion +1. Prema tome, ukupna pozitivan naboj je +3. Dakle, uzimajući u obzir pravilo da je ukupni naboj molekule nula, oksidacijsko stanje fosfora u molekuli fosfina je -3.

Pa, koje je oksidacijsko stanje fosfora u P2O5 oksidu? Uzmite periodni sustav. Kisik se nalazi u skupini VI, desno od fosfora, i također više, stoga je definitivno elektronegativniji. Odnosno, oksidacijsko stanje kisika u ovom spoju bit će s znakom minus, a fosfor s znakom plus. Koji su to stupnjevi tako da je molekula kao cjelina neutralna? Lako se vidi da je najmanji zajednički višekratnik brojeva 2 i 5 10. Dakle, oksidacijsko stanje kisika je -2, a fosfora +5.

Povezani Videi

Oksidi se nazivaju složene tvari koje se sastoje od dva elementa, od kojih je jedan kisik (K - O - K; Ca "O; 0" Sb0 itd.). Svi oksidi se dijele na nesolne i soli koje tvore. Nekoliko oksida koji ne tvore soli ne stupaju u interakciju ni s kiselinama ni s bazama. Tu spadaju dušikov oksid (I) N20, dušikov oksid (I) N0 itd. Okside koji stvaraju soli dijelimo na bazične, kisele i amfoterne. Osnovni oksidi nazivaju se oksidi, koji u interakciji s kiselinama ili kiselim oksidima tvore soli. Tako, na primjer: CuO + H2S04 - CuS04 + H20, MgO + CO2 = MgC03. Samo metalni oksidi mogu biti bazni. Međutim, nisu svi metalni oksidi bazni - mnogi od njih su amfoterni ili kiseli (na primjer, Cr203 je amfoteran, a Cr03 je kiseli oksid). Dio bazičnih oksida otapa se u vodi pri čemu nastaju odgovarajuće baze: Na20 + H20 - 2NaOH. Kiseli oksidi su oksidi koji tvore soli u interakciji s bazama ili bazičnim oksidima. Tako, na primjer: S02 + 2K0H - K2S03 + H20, P4O10 + bCaO \u003d 2Ca3 (P04) 2. Kiseli oksidi su tipični oksidi nemetala, kao i oksidi niza metala u višim oksidacijskim stanjima (B203; N205; Mn207). Mnogi kiseli oksidi (koji se nazivaju i anhidridi) spajaju se s vodom u kiseline: N203 + H20 - 2HN02. Amfoterni su oksidi koji tvore soli u interakciji s kiselinama i bazama. Amfoterni oksidi uključuju: ZnO; A1203; Cr203; Mn02; Fe203 itd. Na primjer, amfoterna priroda cinkovog oksida očituje se kada stupa u interakciju s klorovodičnom kiselinom i kalijevim hidroksidom: ZnO + 2HC1 = ZnCl2 + H20, ZnO + 2 KOH = K2Zn02 + H20, ZnO + 2KOH + H20 - K2 . Amfoternost oksida, netopljivih u kiselim otopinama, i hidroksida dokazuje se složenijim reakcijama. Dakle, kalcinirani oksidi aluminija i kroma (III) praktički su netopljivi u kiselim otopinama i alkalijama. U reakciji njihove fuzije s kalijevim disulfatom očituju se glavna svojstva oksida: Al203 + 3K2S207 - 3K2S04 + Al2(S04)3. Kada se spoje s hidroksidima, otkrivaju se kisela svojstva oksida: A1203 + 2KOH - 2KA102 4- H20. Dakle, amfoterni oksidi imaju svojstva i bazičnih i kiselih oksida. Imajte na umu da se za različite amfoterne okside dualnost svojstava može izraziti u smislu različitim stupnjevima. Na primjer, cinkov oksid jednako je lako topljiv i u kiselinama i u lužinama, tj. u ovom oksidu su bazična i kisela funkcija približno jednako izražene. Željezni oksid (III) - Fe203 - ima pretežno bazična svojstva; pokazuje kisela svojstva samo u interakciji s alkalijama na visokim temperaturama: Fe203 + 2NaOH - 2NaFe02 + H20. Metode dobivanja oksida [T] Dobivanje iz jednostavne tvari: 2Ca + 02 = 2CaO. \2\ Razlaganje složene tvari: a) razgradnja oksida 4CrO3 = 2Cr2O3 + 302!; b) razgradnja hidroksida Ca(OH)2 = CaO + H20; c) razgradnja kiselina H2CO3 = H2O + CO2T; d) razgradnja soli Međudjelovanje kiselina - oksidansa s metalima i nemetalima: visoka temperatura: Na2COn + Si02 = Na2Si03 + S02 f. taljenje Pitanja i zadaci za samostalno rješavanje L Navedi koje se anorganske tvari nazivaju oksidi., kiseli i amfoterni 2. Odredi kojoj vrsti pripadaju sljedeći oksidi: CaO, SiO, BaO, Si02, S03, P4O10, FeO, CO, ZnO, Cr203, NO 3. Odredi kojim bazama odgovaraju sljedeći oksidi: Na20, CaO, A1203, CuO, FeO , Fe203 4. Navedite koji su anhidridi kiselina sljedeći oksidi: S02, S02, S03, N203, N205, Cr03, P4O10 5. Navedite koji su od navedenih oksida topljivi u vodi: CaO, CuO, Cr203, Si02, FeO, K20 , CO, N02, Cr03, ZnO, A1203 6. Navedite oni s kojom će od sljedećih tvari reagirati ugljikov monoksid (IV): S02, KOH, H20, Ca (OH) 2, CaO. 7. Napišite jednadžbe reakcija koje odražavaju svojstva sljedećih osnovnih oksida: FeO, Cs20, HgO, Bi203. Napišite jednadžbe reakcija koje dokazuju kiselost sljedećih oksida: S03, Mn207, P4O10, Cr03, Si02. 9. Pokažite kako se može dokazati amfoternost sljedećih oksida: ZnO, A1203, Cr203. 10. Na primjeru reakcija dobivanja sumporovog oksida (IV) navedite glavne metode dobivanja oksida. 11. Dovršite jednadžbe sljedećih kemijskih reakcija, odražavajući metode dobivanja oksida: 1) Li + O2 -> 2) Si2H6 + O2 - 3) PbS + O2 4) Ca3P2 + O2 5) A1 (OH) s - 6 ) Pb (N03) 2 U 7) HgCl2 + Ba(OH)2 8) MgC03 + HN03 - 9) Ca3(PO4)2 + SiO2 - 10) CO2 + C £ 11) Cu + HNO3(30o/o) £ 12 ) C + H2S04 ( konc) 12. Odredite formulu oksida kojeg tvori element sa stupnjem oksidacije +2, ako je poznato da je za otapanje 4,05 g klorovodične kiseline potrebno 3,73 g. Odgovor: SIO. 13. Pri reakciji ugljičnog monoksida (IV) s kaustičnom sodom nastalo je 21 g natrijevog bikarbonata. Odredite volumen ugljičnog monoksida (IV) i masu natrijevog hidroksida utrošenog za dobivanje soli. Odgovor: 5,6 litara CO2; 10 g NaOH. 14. Prilikom elektrolize 40 mola vode oslobodilo se 620 g kisika. Odredite izlaz kisika. Odgovor: 96,9%. Odredite masu kiseline i srednja sol, koji se može dobiti reakcijom 5,6 litara SO2 s kalijevim hidroksidom. Kolika je masa lužine u svakom pojedinom slučaju? Odgovor: 30g KHS03; 39,5 g K2S03; 14 g KOH; 28 g KON. 16. Odrediti najjednostavnija formula spoj koji sadrži 68,4% kroma i 31,6% kisika. Odgovor: SG203. 17. Odredite oksidacijsko stanje mangana u oksidu, ako se zna da na 1 g mangana otpada 1,02 g kisika. Odgovor: +7. 18. U oksidu jednovalentnog elementa maseni udio kisika je 53,3%. Imenujte element. Odgovor: litij. 19. Odredite masu vode potrebnu za otapanje 188 g kalijevog oksida, ako dobijete otopinu s maseni udio KOH 5,6%. Odgovor: 3812. 20. Pri redukciji 32 g željeznog oksida (III) ugljikom nastalo je 20,81 g željeza. Odredite prinos željeza. Odgovor: 90%.

Oksidi koji ne tvore soli (indiferentni, indiferentni) CO, SiO, N 2 0, NO.

Oksidi koji stvaraju soli:

Osnovni, temeljni. Oksidi čiji su hidrati baze. Metalni oksidi s oksidacijskim stupnjem +1 i +2 (rijetko +3). Primjeri: Na 2 O - natrijev oksid, CaO - kalcijev oksid, CuO - bakrov (II) oksid, CoO - kobaltov (II) oksid, Bi 2 O 3 - bizmutov (III) oksid, Mn 2 O 3 - mangan (III) oksid).

Amfoteran. Oksidi čiji su hidrati amfoterni hidroksidi. Metalni oksidi s oksidacijskim stupnjem +3 i +4 (rijetko +2). Primjeri: Al 2 O 3 - aluminijev oksid, Cr 2 O 3 - kromov (III) oksid, SnO 2 - kositar (IV) oksid, MnO 2 - manganov (IV) oksid, ZnO - cinkov oksid, BeO - berilijev oksid.

Kiselina. Oksidi čiji su hidrati kiseline koje sadrže kisik. Oksidi nemetala. Primjeri: P 2 O 3 - fosforov oksid (III), CO 2 - ugljikov monoksid (IV), N 2 O 5 - dušikov oksid (V), SO 3 - sumporov oksid (VI), Cl 2 O 7 - klorov oksid ( VII). Metalni oksidi s oksidacijskim stupnjem +5, +6 i +7. Primjeri: Sb 2 O 5 - antimonov (V) oksid. CrOz - kromov (VI) oksid, MnOz - manganov (VI) oksid, Mn 2 O 7 - manganov (VII) oksid.

Promjena prirode oksida s povećanjem stupnja oksidacije metala

Fizička svojstva

Oksidi su čvrsti, tekući i plinoviti, raznih boja. Na primjer: bakrov (II) oksid CuO crni, kalcijev oksid CaO bijeli - krutine. Sumporov oksid (VI) SO 3 je bezbojna hlapljiva tekućina, a ugljikov monoksid (IV) CO 2 je bezbojan plin u normalnim uvjetima.

Agregatno stanje

CaO, CuO, Li 2 O i drugi bazični oksidi; ZnO, Al 2 O 3, Cr 2 O 3 i drugi amfoterni oksidi; SiO 2, P 2 O 5, CrO 3 i drugi kiseli oksidi.

SO 3, Cl 2 O 7, Mn 2 O 7 i drugi.

plinovito:

CO 2 , SO 2 , N 2 O, NO, NO 2 i drugi.

Topivost u vodi

Topljiv:

a) bazični oksidi alkalijskih i zemnoalkalijskih metala;

b) gotovo svi kiseli oksidi (iznimka: SiO 2).

Netopivo:

a) svi ostali bazični oksidi;

b) svi amfoterni oksidi

Kemijska svojstva

1. Kiselinsko-bazna svojstva

Zajednička svojstva bazičnih, kiselih i amfoternih oksida su kiselinsko-bazne interakcije, koje su ilustrirane sljedećom shemom:

(samo za okside alkalijskih i zemnoalkalijskih metala) (osim za SiO 2).

Amfoterni oksidi, koji imaju svojstva bazičnih i kiselih oksida, međusobno djeluju s jakim kiselinama i alkalijama:

2. Redoks svojstva

Ako element ima promjenjivo oksidacijsko stanje (s. o.), tada njegovi oksidi s niskim s. O. mogu pokazivati ​​redukcijska svojstva, a oksidi s visokim c. O. - oksidativno.

Primjeri reakcija u kojima oksidi djeluju kao redukcijski agensi:

Oksidacija oksida s niskim s. O. na okside s visokim s. O. elementi.

2C +2 O + O 2 \u003d 2C +4 O 2

2S +4 O 2 + O 2 \u003d 2S +6 O 3

2N +2 O + O 2 \u003d 2N +4 O 2

Ugljični monoksid (II) reducira metale iz njihovih oksida i vodik iz vode.

C +2 O + FeO \u003d Fe + 2C +4 O 2

C +2 O + H 2 O \u003d H 2 + 2 C + 4 O 2

Primjeri reakcija u kojima oksidi djeluju kao oksidansi:

Oporaba oksida s visokim o.d. elemenata u okside s niskim s. O. ili do jednostavnih tvari.

C +4 O 2 + C \u003d 2C +2 O

2S +6 O 3 + H 2 S \u003d 4S +4 O 2 + H 2 O

C +4 O 2 + Mg \u003d C 0 + 2 MgO

Cr +3 2 O 3 + 2Al \u003d 2Cr 0 + 2Al 2 O 3

Cu +2 O + H 2 \u003d Cu 0 + H 2 O

Primjena oksida slabo aktivnih metala za oksidaciju organskih tvari.

Neki oksidi u kojima element ima intermedijer c. o. sposoban za nesrazmjer;

Na primjer:

2NO 2 + 2NaOH \u003d NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O

Kako doći

1. Međudjelovanje jednostavnih tvari - metala i nemetala - s kisikom:

4Li + O 2 = 2 Li 2 O;

2Cu + O 2 \u003d 2CuO;

4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5

2. Dehidracija netopljivih baza, amfoternih hidroksida i nekih kiselina:

Cu(OH) 2 \u003d CuO + H 2 O

2Al(OH)3 \u003d Al2O3 + 3H2O

H 2 SO 3 \u003d SO 2 + H 2 O

H 2 SiO 3 \u003d SiO 2 + H 2 O

3. Razgradnja nekih soli:

2Cu(NO 3) 2 \u003d 2CuO + 4NO 2 + O 2

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2

(CuOH) 2 CO 3 \u003d 2CuO + CO 2 + H 2 O

4. Oksidacija složenih tvari s kisikom:

CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + H 2 O

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

4NH3 + 5O2 \u003d 4NO + 6H2O

5. Oporaba oksidirajućih kiselina pomoću metala i nemetala:

Cu + H 2 SO 4 (konc) = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

10HNO3 (konc) + 4Ca = 4Ca(NO3)2 + N2O + 5H2O

2HNO 3 (razb) + S \u003d H 2 SO 4 + 2NO

6. Interkonverzije oksida tijekom redoks reakcija (vidi redoks svojstva oksida).

Oksidi su binarni spojevi nekog elementa s kisikom u oksidacijskom stanju (-2). Oksidi su karakteristični spojevi za kemijske elemente. Nije slučajno D.I. Mendelejev se pri sastavljanju periodnog sustava vodio stehiometrijom višeg oksida i spojio je elemente s istom formulom višeg oksida u jednu skupinu. Najviši oksid je oksid u kojem je element vezao najveći mogući broj atoma kisika za sebe. U višem oksidu element je u svom maksimalnom (najvišem) oksidacijskom stanju. Tako se viši oksidi elemenata VI skupine, kako nemetala S, Se, Te, tako i metala Cr, Mo, W, opisuju istom formulom EO 3 . Svi elementi skupine najveću sličnost pokazuju upravo u najvećem stupnju oksidacije. Tako su, na primjer, svi viši oksidi elemenata VI skupine kiseli.

Osim toga, budući da su metali u okoliš, oksidiraju se atmosferskim kisikom, a na visokim temperaturama, karakterističnim za mnoge metalurške industrije, pojačava se oksidacija metala, potrebno je poznavanje svojstava nastalih oksida.

Gornji razlozi objašnjavaju zašto se oksidima daje posebna pozornost u raspravama o kemiji metala.

Među kemijskim elementima metala - 85, a mnogi metali imaju više od jednog oksida, tako da klasa oksida uključuje ogroman broj spojeva, a ta mnogostrukost čini pregled njihovih svojstava teškim zadatkom. Međutim, pokušat ćemo identificirati:

• opća svojstva svojstvena svim metalnim oksidima,
• obrasci u promjenama njihovih svojstava,
• otkriti kemijska svojstva oksida koji se najviše koriste u metalurgiji,
• Predstavimo neke od važnih fizikalnih karakteristika metalnih oksida.

U samom opći pogled Struktura mnogih kristalnih metalnih oksida može se prikazati kao pravilan trodimenzionalni raspored atoma kisika u prostoru; atomi metala nalaze se u prazninama između atoma kisika. Budući da je kisik vrlo elektronegativan element, on povlači dio valentnih elektrona iz atoma metala, pretvarajući ga u kation, a sam kisik prelazi u anionski oblik i povećava se u veličini zbog dodavanja stranih elektrona. Veliki anioni kisika tvore kristalnu rešetku, a metalni kationi nalaze se u šupljinama između njih. Samo u metalnim oksidima koji su u malom stupnju oksidacije i imaju malu vrijednost elektronegativnosti, veza u oksidima se može smatrati ionskom. Praktički ionski su oksidi alkalnih i zemnoalkalijskih metala. U većini metalnih oksida kemijska je veza posredna između ionske i kovalentne. S povećanjem stupnja oksidacije metala povećava se doprinos kovalentne komponente.

Velika većina oksida na običnim temperaturama su krutine. Imaju nižu gustoću od metala.

Mnogi metalni oksidi su vatrostalne tvari. To omogućuje upotrebu vatrostalnih oksida kao vatrostalnih materijala za metalurške peći.

CaO oksid se proizvodi u industrijskim razmjerima u količini od 109 milijuna tona godišnje. Koristi se za oblaganje peći. Oksidi BeO i MgO također se koriste kao vatrostalni materijali. MgO oksid je jedan od rijetkih vatrostalnih materijala koji je vrlo otporan na djelovanje rastaljenih lužina.

Ponekad vatrostalnost oksida stvara probleme u dobivanju metala elektrolizom iz njihovih talina. Dakle, Al 2 O 3 oksid, koji ima talište od oko 2000 o C, mora se pomiješati s Na 3 kriolitom kako bi se talište spustilo na ~ 1000 o C, a kroz tu talinu prolazi električna struja.

Vatrostalni su oksidi d-metala 5 i 6 perioda Y 2 O 3 (2430), La 2 O 3 (2280), ZrO 2 (2700), HfO 2 (2080), Ta 2 O 5 (1870), Nb 2 O 5 (1490), kao i mnogi oksidi d-metala perioda 4 (vidi tablicu). Svi oksidi s-metala 2. skupine, kao i Al 2 O 3, Ga 2 O 3, SnO, SnO 2, PbO, imaju visoka tališta (vidi tablicu).

Niska tališta (oko C) obično imaju kiseli oksidi: RuO 4 (25), OsO 4 (41); Te 2 O 7 (120), Re 2 O 7 (302), ReO 3 (160), CrO 3 (197). Ali neki kiselinski oksidi imaju prilično visoka tališta (o C): MoO 3 (801) WO 3 (1473), V 2 O 5 (680).

Neki od osnovnih oksida d-elemenata koji dovršavaju niz su krhki, tale se na niskim temperaturama ili se raspadaju kada se zagrijavaju. Zagrijavanjem se raspada HgO (400 o C), Au 2 O 3 (155), Au 2 O, Ag 2 O (200), PtO 2 (400).

Kada se zagrije iznad 400 ° C, svi oksidi alkalnih metala također se raspadaju uz stvaranje metala i peroksida. Oksid Li 2 O je stabilniji i raspada se na temperaturama iznad 1000 o C.

Donja tablica prikazuje neke karakteristike d-metala perioda 4, kao i s- i p-metala.

Kiselinsko-bazni karakter oksida ovisi o oksidacijskom stanju metala u većoj mjeri nego o prirodi metala.

Što je niži stupanj oksidacije, to su jača osnovna svojstva.Ako je metal u oksidacijskom stanju X manje 4 , tada je njegov oksid bazičan ili amfoteran.

Što je veći stupanj oksidacije, to su kisela svojstva izraženija.. Ako je metal u oksidacijskom stanju X više 5 , tada je njegov hidroksid kiseo.

Osim kiselih i bazičnih oksida, postoje amfoterni oksidi koji istodobno pokazuju i kisela i bazična svojstva..
Svi oksidi p-metala su amfoterni, osimTl 2 O. Među d-metalima oksidi su amfoterniZnO, Cr2O 3 , Au 2 O 3 , PdO i gotovo svi metalni oksidi u oksidacijskom stanju +4 osim bazičnog ZrO 2 i HfO 2 .