Možete kupiti video tutorijal (snimak webinara, 1,5 sat) i teorijski komplet na temu "Oksidi: Priprema i hemijska svojstva". Cijena materijala je 500 rubalja. Plaćanje putem sistema Yandex.Money (Visa, Mastercard, MIR, Maestro) na linku. Pažnja! Nakon uplate morate poslati poruku sa oznakom "Oxides" sa email adresom na koju možete poslati link za preuzimanje i pregled webinara. U roku od 24 sata nakon uplate narudžbe i prijema poruke, materijali webinara će biti poslani na Vašu poštu. Poruka se može poslati na jedan od sljedećih načina: putem SMS-a, Vibera ili WhatsApp-a na +7-977-834-56-28; putem emaila: [email protected] Bez poruke nećemo moći identificirati plaćanje i poslati vam materijale.

Hemijska svojstva bazični oksidi

Detalje o oksidima, njihovoj klasifikaciji i načinima dobijanja možete pročitati .

1. Interakcija s vodom. Samo osnovni oksidi su sposobni da reaguju sa vodom, što odgovara rastvorljivim hidroksidima (alkalijama). Alkalije formiraju alkalne metale (litijum, natrijum, kalijum, rubidijum i cezijum) i zemnoalkalne metale (kalcijum, stroncijum, barijum). Oksidi drugih metala ne reaguju hemijski sa vodom. Magnezijum oksid reaguje sa vodom kada se prokuva.

CaO + H 2 O → Ca (OH) 2

CuO + H 2 O ≠

2. Interakcija sa kiselim oksidima i kiselinama. Kada bazni oksidi reaguju s kiselinama, nastaju sol ove kiseline i voda. Kada reaguju bazični oksid i kiselina, nastaje so:

bazični oksid + kiselina = sol + voda

bazični oksid + kiseli oksid = sol

Kada su bazični oksidi u interakciji s kiselinama i njihovim oksidima, funkcionira pravilo:

Najmanje jedan od reagensa mora odgovarati jakom hidroksidu (alkalnoj ili jakoj kiselini).

Drugim riječima, bazični oksidi, koji odgovaraju alkalijama, reagiraju sa svim kiselim oksidima i njihovim kiselinama. Osnovni oksidi, koji odgovaraju nerastvorljivim hidroksidima, reaguju samo sa jakim kiselinama i njihovim oksidima (N 2 O 5 , NO 2 , SO 3 itd.).

3. Interakcija sa amfoternim oksidima i hidroksidima.

Kada bazni oksidi interaguju s amfoternim, nastaju soli:

bazični oksid + amfoterni oksid = sol

Tokom fuzije, oni stupaju u interakciju s amfoternim oksidima samo bazični oksidi, koji odgovaraju alkalijama . Ovo proizvodi sol. Metal u soli uzima se iz bazičnijeg oksida, a kiseli ostatak iz kiselijeg. U ovom slučaju, amfoterni oksid stvara kiselinski ostatak.

K 2 O + Al 2 O 3 → 2KAlO 2

CuO + Al 2 O 3 ≠ (nema reakcije, jer je Cu (OH) 2 nerastvorljiv hidroksid)

(da biste odredili kiselinski ostatak, dodajte molekul vode u formulu amfoternog ili kiselog oksida: Al 2 O 3 + H 2 O \u003d H 2 Al 2 O 4 i podijelite rezultirajuće indekse na pola ako je oksidacijsko stanje element je neparan: HAlO 2. Ispada aluminatni ion AlO 2 - Naboj jona je lako odrediti brojem vezanih atoma vodika - ako je atom vodonika 1, tada će naboj anjona biti -1 , ako je 2 vodonik, onda -2, itd.).

Amfoterni hidroksidi se raspadaju kada se zagrijavaju, tako da zapravo ne mogu reagirati s bazičnim oksidima.

4. Interakcija bazičnih oksida sa redukcijskim agensima.

Dakle, joni nekih metala su oksidanti (što je više udesno u nizu napona, to je jači). U interakciji s redukcijskim agensima, metali prelaze u oksidacijsko stanje 0.

4.1. Obnova s ​​ugljem ili ugljičnim monoksidom.

Ugljen (ugalj) obnavlja iz oksida samo metale koji se nalaze u nizu aktivnosti nakon aluminija. Reakcija se odvija samo kada se zagrije.

FeO + C → Fe + CO

Ugljenmonoksid takođe obnavlja iz oksida samo metale koji se nalaze posle aluminijuma u elektrohemijskom nizu:

Fe 2 O 3 + CO → Al 2 O 3 + CO 2

CuO + CO → Cu + CO 2

4.2. Redukcija vodonika .

Vodik reducira okside samo na metale koji se nalaze u nizu aktivnosti desno od aluminija. Reakcija sa vodonikom se odvija samo u teškim uslovima - pod pritiskom i kada se zagreje.

CuO + H 2 → Cu + H 2 O

4.3. Oporavak aktivnijim metalima (u topljenju ili rastvoru, u zavisnosti od metala)

U ovom slučaju aktivniji metali istiskuju manje aktivne. To jest, metal koji se dodaje oksidu trebao bi biti lociran lijevo u seriji aktivnosti od metala iz oksida. Reakcije se obično odvijaju pri zagrijavanju.

Na primjer , cink oksid interagira sa aluminijumom:

3ZnO + 2Al → Al 2 O 3 + 3Zn

ali ne stupa u interakciju sa bakrom:

ZnO + Cu ≠

Obnavljanje metala iz oksida uz pomoć drugih metala je vrlo čest proces. Često se aluminijum i magnezijum koriste za obnavljanje metala. Ali alkalni metali nisu baš prikladni za to - previše su kemijski aktivni, što stvara poteškoće pri radu s njima.

Na primjer, cezijum eksplodira u vazduhu.

Aluminotermija je redukcija metala iz aluminijskih oksida.

Na primjer : aluminij obnavlja bakrov (II) oksid iz oksida:

3CuO + 2Al → Al 2 O 3 + 3Cu

magnezijumtermija je redukcija metala iz magnezijevih oksida.

CuO + H 2 → Cu + H 2 O

4.4. Oporavak amonijakom.

Amonijak može smanjiti samo okside neaktivnih metala. Reakcija se odvija samo na visokoj temperaturi.

Na primjer , amonijak redukuje bakrov (II) oksid:

3CuO + 2NH 3 → 3Cu + 3H 2 O + N 2

5. Interakcija bazičnih oksida sa oksidantima.

Pod dejstvom oksidacionih sredstava neki bazični oksidi (u kojima metali mogu povećati stepen oksidacije, na primer Fe 2+, Cr 2+, Mn 2+ itd.) mogu delovati kao redukcioni agensi.

Na primjer ,željezo(II) oksid se može oksidirati kisikom u željezo(III) oksid:

4FeO + O 2 → 2Fe 2 O 3

Hemijska svojstva vode

Interakcija vode sa metalima.

Ako se kalcijumski čips spusti u cilindar vode, tada će mjehurići plina početi da se odvajaju od površine kalcija, kao sa površine cinka smještenog u otopini sumporne kiseline. Prilikom donošenja upaljenog krhotina do otvora cilindra, primijetit ćemo bljeskove. Sagoreva vodonik. Voda u cilindru postaje mutna. Bijele suspendirane čestice koje su se pojavile u cilindru su kalcijum hidroksid Ca (OH) 2. Reakcija koja je u toku izražena je jednadžbom:

Ca + 2H 2 0 \u003d 2Ca (OH) 2 + H 2

U ovoj reakciji, iz molekula vode H 2 O, koji se može predstaviti kao H-OH (grupa - OH - hidroksi grupa), -OH prelazi u sastav kalcijum hidroksida. Budući da je atom kalcija dvovalentan, on istiskuje dva atoma vodika iz dva molekula vode, a preostale dvije -OH grupe su povezane s atomom kalcija.

Reakcija natrijuma s vodom teče još snažnije. Ubacite komadić natrijuma u čašu vode. Natrijum ispliva na njegovu površinu, topi se, pretvarajući se u sjajnu kapljicu. Brzo se kreće duž površine vode, emituje šištanje i smanjuje se u veličini. Isparavanjem otopine nalazimo bijelu čvrstu supstancu - natrijum hidroksid NaOH

2Na + 2HOH \u003d 2NaOH + H 2

Natrijum i kalcij su među najreaktivnijima.

Interakcija vode sa oksidima nemetala .

Zapalimo crveni fosfor u tegli na kašiku. Ulijte malo vode i pričekajte da se dobijeni fosforov oksid (V) P 2 0 5 otopi. U otopinu dodajte nekoliko kapi ljubičastog lakmusa. Lakmus će postati crven. To znači da rastvor sadrži kiselinu Fosfor (V) oksid se kombinuje sa vodom i dobije se fosforna kiselina H 3 P0 4:

P 2 0 5 + ZN 2 0 \u003d 2N 3 P0 4

Zapalimo sumpor u tegli, u koju se ulije malo vode, i ispitamo dobijenu otopinu s otopinom lakmusa. Takođe postaje crven. Sumporov oksid (IV) S0 2, nastao sagorevanjem sumpora, u kombinaciji sa vodom, dobija se sumporna kiselina:

S0 2 + H 2 0 = H 2 S0 2

Sumporov oksid (VI), u interakciji s vodom, formira sumpornu kiselinu H 2 S0 4:

SO2+ H 2 O \u003d H 2 S0 4

Dušik može formirati oksid N205, koji reaguje s vodom i stvara dušičnu kiselinu:

N 2 0 5 + H 2 0 = 2HN0 3

Jedinjenja oksida nemetala sa vodom klasifikuju se kao kiseline.

Interakcija vode sa metalnim oksidima.

Razmotrimo sada odnos metalnih oksida prema vodi. U čaše ćemo sipati bakreni oksid CuO, željezni oksid Fe 2 0 3, cink oksid ZnO i kalcijum oksid CaO i u svaku uliti malo vode. Oksidi bakra, gvožđa i cinka se ne otapaju u vodi i ne spajaju se sa njom. Kalcijum oksid, ili živo vapno, ponaša se drugačije.

Prilikom prelivanja komada živog vapna vodom uočava se tako jako zagrijavanje da se dio vode pretvara u paru, a komadići živog vapna, mrvljujući se, pretvaraju u suhi rastresiti prah - gašeno vapno, ili kalcijev hidroksid Ca (OH) 2:

CaO + H 2 0 \u003d Ca (OH) 2

Kao i kalcijev oksid, natrijum i kalijum oksid se kombinuju sa vodom:

Na 2 0 + H 2 0 \u003d 2NaOH

K 2 0 + H 2 0 \u003d 2KOH

Ove reakcije proizvode natrijum hidroksid NaOH i kalijum hidroksid KOH.

Tako neki metalni oksidi ne reagiraju s vodom (većina njih), dok se drugi (kalijev oksid, natrijev oksid, kalcijev oksid, barij oksid itd.) spajaju s njom, stvarajući hidrokside, koji su srodni bazama.

(Razred neorganske hemije 7-8 autor Yu. V. Khodakov i drugi)

oksidi- to su složena neorganska jedinjenja koja se sastoje od dva elementa, od kojih je jedan kiseonik (u oksidacionom stanju -2).

Na primjer, Na 2 O, B 2 O 3, Cl 2 O 7 su oksidi. Sve ove tvari sadrže kisik i još jedan element. Supstance Na 2 O 2 , H 2 SO 4 , HCl ne spadaju u okside: u prvom je oksidaciono stanje kiseonika -1, u drugom nisu dva, već tri elementa, a treći ne sadrži kiseonik uopšte.

Ako ne razumijete značenje pojma "oksidacijsko stanje", u redu je. Prvo, možete pogledati relevantni članak na ovoj stranici. Drugo, čak i bez razumijevanja ovog pojma, možete nastaviti čitati. Na pominjanje stepena oksidacije možete privremeno zaboraviti.

Dobijeni su oksidi gotovo svih trenutno poznatih elemenata, osim nekih plemenitih gasova i "egzotičnih" transuranskih elemenata. Štoviše, mnogi elementi formiraju nekoliko oksida (za dušik, na primjer, poznato je šest).

Nomenklatura oksida

Moramo naučiti da imenujemo okside. Vrlo je jednostavno.

Primjer 1. Imenujte sljedeća jedinjenja: Li 2 O, Al 2 O 3, N 2 O 5, N 2 O 3.

Li 2 O - litijum oksid,
Al 2 O 3 - aluminijum oksid,
N 2 O 5 - dušikov oksid (V),
N 2 O 3 - dušikov oksid (III).

Obratite pažnju na važnu stvar: ako je valencija elementa konstantna, NE spominjemo je u nazivu oksida. Ako se valencija promijeni, obavezno je naznačite u zagradama! Litijum i aluminijum imaju konstantna valencija, azot ima promjenjivu valenciju; iz tog razloga su nazivi dušikovih oksida dopunjeni rimskim brojevima, koji simboliziraju valenciju.

Vježba 1. Imenujte okside: Na 2 O, P 2 O 3, BaO, V 2 O 5, Fe 2 O 3, GeO 2, Rb 2 O. Ne zaboravite da postoje elementi sa konstantnom i promjenljivom valentnošću.

Još jedna važna stvar: ispravnije je tvar F 2 O nazvati ne "fluorov oksid", već "oksigen fluorid"!

Fizička svojstva oksida

Fizička svojstva su veoma raznolika. To je posebno zbog činjenice da se oksidi mogu eksponirati različite vrste hemijska veza. Tačke topljenja i ključanja uvelike variraju. U normalnim uslovima oksidi mogu biti u čvrstom stanju (CaO, Fe 2 O 3, SiO 2, B 2 O 3), tečnom stanju (N 2 O 3, H 2 O), u obliku gasova (N 2 O , SO 2, NO, CO).

Boja je raznolika: MgO i Na 2 O su bijele, CuO je crna, N 2 O 3 je plava, CrO 3 je crvena, itd.

Oksidne taline s ionskim tipom veze dobro provode struju, kovalentni oksidi u pravilu imaju nisku električnu vodljivost.

Klasifikacija oksida

Svi prirodni oksidi mogu se podijeliti u 4 klase: bazični, kiseli, amfoterni i koji ne stvaraju soli. Ponekad se prve tri klase kombinuju u grupu oksida koji stvaraju soli, ali za nas to sada nije bitno. Hemijska svojstva oksida iz različitih klasa veoma se razlikuju, pa je pitanje klasifikacije veoma važno za dalje proučavanje ove teme!

Počnimo sa oksidi koji ne stvaraju so. Treba ih zapamtiti: NE, SiO, CO, N 2 O. Samo naučite ove četiri formule!

Da nastavimo dalje, moramo zapamtiti da u prirodi postoje dvije vrste jednostavne supstance- metali i nemetali (ponekad se razlikuje i grupa polumetala ili metaloida). Ako jasno razumijete koji su elementi metali, nastavite čitati ovaj članak. Ako postoji i najmanja sumnja, pogledajte materijal "Metali i nemetali" na toj web stranici.

Dakle, obavještavam vas da su svi amfoterni oksidi metalni oksidi, ali nisu svi metalni oksidi amfoterni. Navešću najvažnije od njih: BeO, ZnO, Al 2 O 3 , Cr 2 O 3 , SnO. Lista nije potpuna, ali navedene formule treba zapamtiti! U većini amfoternih oksida, metal pokazuje oksidaciono stanje od +2 ili +3 (ali postoje izuzeci).

U sljedećem dijelu članka nastavit ćemo govoriti o klasifikaciji; Hajde da razgovaramo o kiselim i bazičnim oksidima.

Oksidi su neorganska jedinjenja koja se sastoje od dva hemijski elementi, od kojih je jedan kiseonik u -2 oksidacionom stanju. jedini neoksidirajući element je fluor, koji se kombinuje sa kiseonikom dajući kiseonik fluorid. To je zato što je fluor elektronegativniji element od kisika.

Ova klasa jedinjenja je veoma česta. Svakodnevno se čovjek susreće s raznim oksidima u svakodnevnom životu. Voda, pijesak, ugljični dioksid koji izdišemo, izduvni gasovi automobila, rđa su primjeri oksida.

Klasifikacija oksida

Svi oksidi, prema njihovoj sposobnosti stvaranja soli, mogu se podijeliti u dvije grupe:

1. Formiranje soli oksidi (CO 2, N 2 O 5, Na 2 O, SO 3, itd.)
2. Ne stvara soli oksidi (CO, N 2 O, SiO, NO, itd.)

Zauzvrat, oksidi koji stvaraju soli podijeljeni su u 3 grupe:

• Osnovni oksidi- (Metalni oksidi - Na 2 O, CaO, CuO, itd.)
• Kiseli oksidi- (Oksidi nemetala, kao i metalni oksidi u stepenu V-VII oksidacija- Mn 2 O 7, CO 2, N 2 O 5, SO 2, SO 3, itd.)
• (Oksidi metala sa oksidacionim stanjem III-IV kao i ZnO, BeO, SnO, PbO)

Ova klasifikacija se zasniva na ispoljavanju određenih hemijskih svojstava oksidima. dakle, bazični oksidi odgovaraju bazama, a kiseli oksidi kiselinama. Kiseli oksidi reaguju sa bazičnim oksidima i formiraju odgovarajuću so, kao da su baza i kiselina koja odgovaraju ovim oksidima reagovali: Isto tako, amfoterni oksidi odgovaraju amfoternim bazama, koji može pokazati i kisela i bazična svojstva: Hemijski elementi koji pokazuju različita oksidaciona stanja mogu formirati različite okside. Da bi se nekako razlikovali oksidi takvih elemenata, iza naziva oksida, valencija je naznačena u zagradama.

CO 2 - ugljični monoksid (IV)

N 2 O 3 - dušikov oksid (III)

Fizička svojstva oksida

Oksidi su veoma raznoliki u svom sastavu fizička svojstva. Mogu biti i tečnosti (H 2 O), i gasovi (CO 2, SO 3) ili čvrste materije (Al 2 O 3, Fe 2 O 3). Istovremeno, osnovni oksidi su u pravilu čvrste tvari. Oksidi također imaju najraznovrsniju boju - od bezbojne (H 2 O, CO) i bijele (ZnO, TiO 2) do zelene (Cr 2 O 3), pa čak i crne (CuO).

• Osnovni oksidi

Neki oksidi reagiraju s vodom i formiraju odgovarajuće hidrokside (baze): Bazni oksidi reagiraju s kiselim oksidima i stvaraju soli: Slično reagiraju s kiselinama, ali s oslobađanjem vode: Oksidi metala manje aktivnih od aluminija mogu se reducirati u metale:

• Kiseli oksidi

Kiseli oksidi reaguju s vodom i stvaraju kiseline: Neki oksidi (na primjer, silicijum oksid SiO2) ne reagiraju s vodom, pa se kiseline proizvode na druge načine.

Kiseli oksidi reaguju sa bazičnim oksidima i formiraju soli: Na isti način, sa stvaranjem soli, kiseli oksidi reaguju sa bazama: Ako dati oksid odgovara polibazičnoj kiselini, tada se može formirati i kisela so: Nehlapljivi kiseli oksidi može zamijeniti hlapljive okside u solima:

Kao što je ranije spomenuto, amfoterni oksidi, ovisno o uvjetima, mogu pokazati i kisela i bazična svojstva. Dakle, oni djeluju kao bazični oksidi u reakcijama s kiselinama ili kiselim oksidima, sa stvaranjem soli: I u reakcijama s bazama ili bazičnim oksidima, pokazuju kiselinska svojstva:

Dobivanje oksida

Oksidi se mogu dobiti na razne načine, a mi ćemo dati glavne.

Većina oksida se može dobiti direktnom interakcijom kiseonika sa hemijskim elementom: Prilikom pečenja ili spaljivanja različitih binarnih jedinjenja: Termička razgradnja soli, kiselina i baza: Interakcija nekih metala sa vodom:

Primjena oksida

Oksidi su izuzetno česti svuda globus i koriste se kako u svakodnevnom životu tako i u industriji. Najvažniji oksid, vodonik oksid, voda, omogućio je život na Zemlji. Sumporni oksid SO 3 se koristi za proizvodnju sumporne kiseline, kao i za preradu hrane - to produžava rok trajanja, na primjer, voća.

Oksidi željeza se koriste za proizvodnju boja, proizvodnju elektroda, iako se većina željeznih oksida reducira u metalno željezo u metalurgiji.

Kalcijum oksid, poznat i kao živo vapno, koristi se u građevinarstvu. Oksidi cinka i titana imaju Bijela boja i nerastvorljivi u vodi, pa su postali dobar materijal za proizvodnju boja - kreča.

Silicijum oksid SiO 2 je glavna komponenta stakla. Krom oksid Cr 2 O 3 koristi se za proizvodnju obojenih zelenih stakla i keramike, a zbog svojih osobina visoke čvrstoće i za poliranje proizvoda (u obliku GOI paste).

Ugljenmonoksid CO 2 , koji svi živi organizmi emituju tokom disanja, koristi se za gašenje požara, a u obliku suvog leda i za hlađenje nečega.

Oksidi su složene supstance koje se sastoje od dva hemijska elementa, od kojih je jedan kiseonik sa oksidacionim stanjem ($-2$).

Opšta formula za okside je $E_(m)O_n$, gdje je $m$ broj atoma elementa $E$, a $n$ broj atoma kisika. oksidi mogu biti solidan(pijesak $SiO_2$, sorte kvarca), tečnost(vodikov oksid $H_2O$), gasoviti(ugljenični oksidi: ugljen dioksid $CO_2$ i ugljen monoksid $CO$ gasovi). Prema svojim hemijskim svojstvima, oksidi se dijele na soli koji stvaraju i ne stvaraju soli.

Ne stvara soli nazivaju se takvi oksidi koji ne stupaju u interakciju ni sa alkalijama ni sa kiselinama i ne stvaraju soli. Malo ih je, uključuju nemetale.

Formiranje soli Oksidi se nazivaju oni koji reagiraju s kiselinama ili bazama i stvaraju sol i vodu.

Među oksidima koji stvaraju soli razlikuju se oksidi bazična, kisela, amfoterna.

Osnovni oksidi su oksidi koji odgovaraju bazama. Na primjer: $CaO$ odgovara $Ca(OH)_2, Na_2O NaOH$.

Tipične reakcije bazičnih oksida:

1. Osnovni oksid + kiselina → sol + voda (reakcija razmjene):

$CaO+2HNO_3=Ca(NO_3)_2+H_2O$.

2. Bazni oksid + kiseli oksid → sol (složena reakcija):

$MgO+SiO_2(→)↖(t)MgSiO_3$.

3. Bazni oksid + voda → alkalija (složena reakcija):

$K_2O+H_2O=2KOH$.

Kiseli oksidi su oksidi koji odgovaraju kiselinama. To su oksidi nemetala:

N2O5 odgovara $HNO_3, SO_3 - H_2SO_4, CO_2 - H_2CO_3, P_2O_5 - H_3PO_4$, kao i metalni oksidi sa visokim stepenom oksidacije: $(Cr)↖(+6)O_3$ odgovara $H_2CrO_2)↖ +7 )O_7 - HMnO_4$.

Tipične reakcije kiselih oksida:

1. Kiseli oksid + baza → sol + voda (reakcija razmjene):

$SO_2+2NaOH=Na_2SO_3+H_2O$.

2. Kiseli oksid + bazični oksid → sol (složena reakcija):

$CaO+CO_2=CaCO_3$.

3. Kiseli oksid + voda → kiselina (složena reakcija):

$N_2O_5+H_2O=2HNO_3$.

Takva reakcija je moguća samo ako je kiseli oksid topiv u vodi.

amfoterično nazivaju se oksidi, koji, ovisno o uvjetima, pokazuju bazična ili kisela svojstva. To su $ZnO, Al_2O_3, Cr_2O_3, V_2O_5$. Amfoterni oksidi se ne kombinuju direktno sa vodom.

Tipične reakcije amfoternih oksida:

1. Amfoterni oksid + kiselina → sol + voda (reakcija razmjene):

$ZnO+2HCl=ZnCl_2+H_2O$.

2. Amfoterni oksid + baza → sol + voda ili kompleksno jedinjenje:

$Al_2O_3+2NaOH+3H_2O(=2Na,)↙(\text"natrijum tetrahidroksoaluminat")$

$Al_2O_3+2NaOH=(2NaAlO_2)↙(\text"natrijum aluminat")+H_2O$.