Meie füüsilise maailma aluseks olevad ained koosnevad erinevat tüüpi keemilistest elementidest. Neli neist on kõige levinumad. Need on vesinik, süsinik, lämmastik ja hapnik. Viimane element võib seostuda metallide või mittemetallide osakestega ja moodustada kahekomponentseid ühendeid - oksiide. Meie artiklis uurime kõige olulisemaid meetodeid oksiidide saamiseks laboris ja tööstuses. Võtke arvesse ka nende füüsikalisi ja keemilisi põhiomadusi.
Koondseisund
Oksiide või oksiide on kolmes olekus: gaasiline, vedel ja tahke. Näiteks kuuluvad esimesse rühma sellised looduses tuntud ja lai alt levinud ühendid nagu süsinikdioksiid - CO2, süsinikoksiid - CO, vääveldioksiid - SO2 ja teised. Vedelas faasis on oksiidid nagu vesi - H2O, väävelanhüdriid - SO3, lämmastikoksiid - N 2 O3. KviitungMeie poolt nimetatud oksiide saab valmistada laboris, kuid vingugaasi ja vääveltrioksiidi toodetakse ka kaubanduslikult. See on tingitud nende ühendite kasutamisest raua sulatamise ja sulfaathappe tootmise tehnoloogilistes tsüklites. Süsinikmonooksiidi kasutatakse raua redutseerimiseks maagist, väävelanhüdriid lahustatakse sulfaathappes ja kaevandatakse oleum.
Oksiidide klassifikatsioon
Hapnikku sisaldavaid aineid on mitut tüüpi, mis koosnevad kahest elemendist. Keemilised omadused ja oksiidide saamismeetodid sõltuvad sellest, millisesse loetletud rühmadesse aine kuulub. Näiteks süsinikdioksiid, mis on happeline oksiid, saadakse süsiniku otsesel kombineerimisel hapnikuga, viies läbi kõva oksüdatsioonireaktsiooni. Süsinikdioksiid võib eralduda ka süsihappe soolade ja tugevate anorgaaniliste hapete vahetamisel:
HCl + Na2CO3=2NaCl + H2O + CO 2
Milline reaktsioon on happeoksiidide tunnuseks? See on nende koostoime leelistega:
SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H 2O
Amfoteersed ja soola mittemoodustavad oksiidid
Ükskõiksed oksiidid, nagu CO või N2O, ei ole võimelised reageerima soolade moodustumiseks. Teisest küljest võib enamik happelisi oksiide reageerida veega, moodustades happeid. Ränioksiidi puhul pole see aga võimalik. Silikaathapet on otstarbekas saada kaudselt.viis: tugevate hapetega reageerivatest silikaatidest. Amfoteersed on sellised hapnikuga binaarsed ühendid, mis on võimelised reageerima nii leeliste kui ka hapetega. Kaasame sellesse rühma järgmised ühendid – need on teadaolevad alumiiniumi ja tsingi oksiidid.
Vääveloksiidide saamine
Hapnikuga ühendites on väävel erineva valentsusega. Niisiis, vääveldioksiidis, mille valem on SO2, on see neljavalentne. Laboris tekib sulfaathappe ja naatriumvesiniksulfiti vahelises reaktsioonis vääveldioksiid, mille võrrand on
NaHSO3 + H2SO4 → NaHSO4 + SO2 + H2O
Teine viis SO eraldamiseks2 on redoksprotsess vase ja kõrge kontsentratsiooniga sulfaathappe vahel. Kolmas laborimeetod vääveloksiidide tootmiseks on lihtsa väävliaine proovi heitgaaside põletamine:
Cu + 2H2SO4=CuSO4 + SO 2 + 2H2O
Tööstuses võib vääveldioksiidi saada väävlit sisaldavate mineraalide tsingi või plii põletamisel, samuti püriidi põletamisel FeS2. Selle meetodiga saadud vääveldioksiidi kasutatakse vääveltrioksiidi SO3 ja lisaks sulfaathappe ekstraheerimiseks. Vääveldioksiid koos teiste ainetega käitub nagu happeliste omadustega oksiid. Näiteks põhjustab selle koostoime veega sulfithappe moodustumist H2SO3:
SO2 + H2O=H2SO 3
See reaktsioon on pöörduv. Happe dissotsiatsiooniaste on madal, seetõttu klassifitseeritakse ühend nõrgaks elektrolüüdiks ja väävelhape ise saab eksisteerida ainult vesilahuses. Selles on alati vääveldioksiidi molekulid, mis annavad ainele terava lõhna. Reageeriv segu on reagentide ja produktide võrdse kontsentratsiooniga olekus, mida saab tingimusi muutes nihutada. Niisiis, kui lahusele lisatakse leelist, kulgeb reaktsioon vasakult paremale. Kui vääveldioksiid eemaldatakse reaktsioonisfäärist kuumutamise või gaasilise lämmastiku segust läbi puhumisega, nihkub dünaamiline tasakaal vasakule.
Väävelanhüdriid
Jätkame vääveloksiidide omaduste ja saamise meetodite käsitlemist. Vääveldioksiidi põletamisel on tulemuseks oksiid, milles väävli oksüdatsiooniaste on +6. See on vääveltrioksiid. Ühend on vedelas faasis, kivistub kiiresti temperatuuril alla 16 °C kristallidena. Kristalliline aine võib olla esindatud mitme allotroopse modifikatsiooniga, mis erinevad kristallvõre struktuuri ja sulamistemperatuuride poolest. Väävelanhüdriidil on redutseeriva aine omadused. Koostoimes veega moodustab see sulfaathappe aerosooli, mistõttu tööstuses toodetakse H2SO4 väävelanhüdriidi lahustamisel kontsentreeritud sulfaadis. hape. Selle tulemusena moodustub oleum. Lisage sellele vett ja saage väävelhappe lahus.
Põhioksiidid
Olles uurinud oksiidide omadusi ja tootmistväävel, mis kuulub hapnikuga happeliste kahekomponentsete ühendite rühma, arvestage metalliliste elementide hapnikuühendeid.
Aluselisi oksiide saab määrata sellise märgiga nagu perioodilise süsteemi esimese või teise rühma peamiste alarühmade metalliosakeste olemasolu molekulides. Neid klassifitseeritakse leelismuld- või leelismuldmetallideks. Näiteks naatriumoksiid - Na2O võib reageerida veega, mille tulemusena tekivad keemiliselt agressiivsed hüdroksiidid – leelised. Aluseliste oksiidide peamine keemiline omadus on aga koostoime orgaaniliste või anorgaaniliste hapetega. See käib koos soola ja vee moodustumisega. Kui valgele pulbrilisele vaskoksiidile lisada vesinikkloriidhapet, leiame vaskkloriidi sinakasrohelise lahuse:
CuO + 2HCl=CuCl2 + H2O
Tahkete lahustumatute hüdroksiidide kuumutamine on teine oluline viis aluseliste oksiidide saamiseks:
Ca(OH)2 → CaO + H2O
Tingimused: 520–580°C.
Oma artiklis uurisime hapnikuga kahekomponentsete ühendite kõige olulisemaid omadusi, samuti meetodeid oksiidide saamiseks laboris ja tööstuses.
