Praktisch alle elementen van het periodiek systeem van Mendelejev kunnen oxiden vormen, of oxiden - binaire verbindingen die zuurstofatomen in hun moleculen bevatten. De klasse van deze anorganische verbindingen is op zijn beurt onderverdeeld in verschillende groepen: basische, zure, amfotere en onverschillige oxiden. Het doel van ons artikel is om de fysische en chemische eigenschappen van oxiden te bestuderen, evenals hun praktische toepassing en betekenis voor de mens.
Methoden om te verkrijgen
De belangrijkste chemische reactie voor het verkrijgen van oxiden is de directe interactie van een metaal of niet-metaal met zuurstof.
H2 + O2=H2O (de reactie is explosief)
4K + O2=2K2O
Andere methoden voor oxidevorming omvatten de verbranding van complexe stoffen, zoals koolwaterstoffen. Het produceert uiteindelijk koolstofdioxide en water. Tijdens de thermische ontleding van in water onoplosbare basen ofzouten: er komen ook carbonaten, nitraten, oxiden vrij. Voorbeelden van dergelijke reacties worden hieronder gegeven:
- Fe(OH)2=FeO+H2O ijzer(II)oxide
- 2KNO3=2KNO2 + O2↑
Fysieke kenmerken
De aggregatietoestand van binaire verbindingen van zuurstof met metalen of niet-metalen kan verschillen. Koolstofoxiden, stikstofdioxide, zwaveloxide (IV) zijn bijvoorbeeld gassen. Vloeistoffen zijn water, zwavelzuuranhydride en metaaloxiden zijn vaste stoffen. De oplosbaarheid van de verbindingen is ook anders. Laten we voorbeelden geven van oxiden met een verschillende mate van interactie met water. Dus, koolstofdioxide lost op in water bij kamertemperatuur in een verhouding van 1:1, stikstofmonoxide (II) is enigszins oplosbaar en siliciumdioxide is volledig onoplosbaar.
Basisoxiden
Als een molecuul van een stof atomen van typische metalen bevat, vertoont het basiseigenschappen. De stof zal reageren met zuren en zuuroxiden en met water. Calciumoxide kan bijvoorbeeld reageren met perchloorzuur:
2HCl + CaO=CaCl2 + H2O.
De reactieproducten zijn medium zout en water. Als hetzelfde calciumoxide interageert met koolmonoxide, dan krijgen we één stof - zout.
CaO + CO2=CaCO3.
De eigenschappen van oxiden gevormd door metalen zijn in verschillende industrieën toegepast. Dus calciumoxide, ook wel ongebluste kalk of verbrande kalk genoemd, is belangrijkals grondstof voor de productie van gebluste kalk. Calciumhydroxide wordt in de industrie veel gebruikt als bouwmortel. Kalkwater wordt gebruikt als indicator voor de aanwezigheid van kooldioxidemoleculen in oplossing.
Voorbeelden van oxiden waaruit ijzererts bestaat zijn FeO en Fe2O3 - bruin en magnetisch ijzererts. In de hoogoven worden ze gereduceerd met cokes en koolstofoxiden en wordt een legering van ijzer en koolstof verkregen - gietijzer. Tijdens de verdere verwerking in de metallurgische industrie worden verschillende staalsoorten gesmolten, waaronder gelegeerd staal.
Reactie met water van oxiden van alkali- of aardalkalimetalen leidt tot de productie van alkali.
Karakterisatie van zuuroxiden
Oxiden van stikstof, koolstof, zwavel, silicium, enz. vormen een groep zure oxiden. De chemische eigenschappen van oxiden zijn reacties met alkaliën, basische oxiden en water. De producten van de interactie tussen kaliumhydroxide en koolstofdioxide zijn kaliumcarbonaat en water. Als natriumbase en siliciumdioxide met elkaar reageren, krijgen we natriumsilicaat en water.
Sommige zure oxiden reageren met water. Het reactieproduct is het overeenkomstige zuur (koolzuur):
CO2 + H2O=H2CO 3.
Zuuroxiden, waarvan we hieronder voorbeelden zullen geven, zijn belangrijk. Dus, zwavelzuuranhydride SO3 - een kleurloze vloeistof, is de grondstof voor industriële productiesulfaatzuur - het belangrijkste product van de chemische industrie. Stikstofverbindingen, zoals NO2, worden gebruikt om nitraatzuur te produceren. Naast stikstofdioxide nemen ook water en zuurstof deel aan de reactie. Salpeterzuur, verkregen door de reactie van stikstofoxiden met water, wordt gebruikt bij de productie van minerale meststoffen, explosieven, kleurstoffen, medicijnen, kunststoffen, enz.
Amfotere verbindingen
Oxiden, waaronder bijvoorbeeld zink- of aluminiumatomen, vertonen dubbele chemische eigenschappen. Ze kunnen reageren met zowel zuren als logen. In dit geval zijn de reactieproducten mediumzouten. Hier is een beschrijving van de fysische eigenschappen van sommige amfotere oxiden, waarvan we voorbeelden zullen bespreken. Dus, Al2O3 is korund, het is een vaste stof waarvan het smeltpunt 2050° bereikt. In de natuur maakt het oxide deel uit van aluminiumoxide en vormt het ook gekleurde kristallen, die edelstenen zijn - robijnen en saffieren.
Zinkoxide ZnO zijn kleurloze kristallen, die bij een temperatuur van 1800 ° in een damptoestand veranderen. Dit fenomeen wordt sublimatie genoemd. De stof is onoplosbaar in water, wanneer ingeademde stofdeeltjes vergiftiging veroorzaken. Zinkoxide heeft toepassing gevonden als schurend materiaal, bij de productie van verven, kunstleer, in de geneeskunde, in de tandheelkunde - als vulmateriaal.
In ons artikel hebben we de classificatie van oxiden, hun chemische en fysische eigenschappen bestudeerd, enook industriële toepassingen.
