Možete kupiti video lekciju (snimljeni webinar, 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) putem linka. Pažnja! Nakon uplate, morate poslati poruku sa oznakom “Oxides” u kojoj ćete navesti adresu e-pošte na koju možete poslati link za preuzimanje i gledanje webinara. U roku od 24 sata nakon uplate narudžbe i prijema poruke, materijali za webinar će biti poslani na vaš e-mail. 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

Možete pročitati detaljno o oksidima, njihovoj klasifikaciji i načinima pripreme. .

1. Interakcija s vodom. Samo osnovni oksidi, koji odgovaraju rastvorljivim hidroksidima (alkalijama), mogu da reaguju sa vodom. 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 stupe u interakciju s kiselinama, nastaju sol ove kiseline i vode. Kada bazni oksid stupi u interakciju s kiselim, nastaje sol:

bazični oksid + kiselina = sol + voda

bazični oksid + kiseli oksid = sol

Kada su bazični oksidi u interakciji s kiselinama i njihovim oksidima, vrijedi sljedeće 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

Oni stupaju u interakciju sa amfoternim oksidima tokom fuzije samo bazični oksidi, koji odgovaraju alkalijama . Ovo stvara sol. Metal u soli dolazi od bazičnijeg oksida, a kiseli ostatak od kiselijeg. U ovom slučaju, amfoterni oksid stvara kiselinski ostatak.

K 2 O + Al 2 O 3 → 2KAlO 2

CuO + Al 2 O 3 ≠ (reakcija ne dolazi, jer je Cu(OH) 2 nerastvorljiv hidroksid)

(da bismo odredili kiseli ostatak, formuli amfoternog ili kiselog oksida dodamo molekulu vode: Al 2 O 3 + H 2 O = H 2 Al 2 O 4 i dobijene indekse podijelimo na pola ako je oksidacijsko stanje element je neparan: HAlO 2. Rezultat je aluminatni ion AlO 2 - Naboj jona se lako može odrediti brojem vezanih atoma vodika - ako postoji 1 atom vodika, tada će naboj anjona biti -1 , ako postoje 2 vodonika, 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, neki metalni joni 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. Redukcija ugljem ili ugljičnim monoksidom.

Ugljik (ugalj) reducira iz oksida samo metale koji se nalaze u nizu aktivnosti nakon aluminija. Reakcija se javlja samo kada se zagreje.

FeO + C → Fe + CO

Ugljenmonoksid takođe redukuje 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 vodonikom .

Vodik reducira iz oksida samo metale koji se nalaze u nizu aktivnosti desno od aluminija. Reakcija s vodonikom se odvija samo u teškim uvjetima - pod pritiskom i zagrijavanjem.

CuO + H 2 → Cu + H 2 O

4.3. Redukcija 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 mora biti lociran lijevo u seriji aktivnosti od metala iz oksida. Reakcije se obično javljaju prilikom zagrijavanja.

Na primjer , Cink oksid reaguje sa aluminijumom:

3ZnO + 2Al → Al 2 O 3 + 3Zn

ali ne stupa u interakciju sa bakrom:

ZnO + Cu ≠

Redukcija metala iz oksida upotrebom drugih metala je vrlo čest proces. Aluminij i magnezij se često 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 oksida sa aluminijumom.

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

3CuO + 2Al → Al 2 O 3 + 3Cu

Magniethermy– je redukcija metala iz oksida magnezijumom.

CuO + H 2 → Cu + H 2 O

4.4. Redukcija amonijakom.

Samo oksidi neaktivnih metala mogu se reducirati amonijakom. Reakcija se odvija samo na visokim temperaturama.

Na primjer , amonijak redukuje bakrov(II) oksid:

3CuO + 2NH 3 → 3Cu + 3H 2 O + N 2

5. Interakcija bazičnih oksida sa oksidantima.

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

Na primjer ,Gvožđe(II) oksid se može oksidirati kiseonikom u gvožđe(III) oksid:

4FeO + O 2 → 2Fe 2 O 3

Hemijska svojstva vode

Interakcija vode sa metalima.

Ako se strugotine kalcijuma stave u cilindar s vodom, mjehurići plina će se početi odvajati od površine kalcija, baš kao i sa površine cinka smještenog u otopini sumporne kiseline. Kada donesemo upaljenu iver do rupe u cilindru, uočićemo bljeskove. Ovo je sagorevanje vodonika. Voda u cilindru postaje mutna. Bijele suspendirane čestice koje se pojavljuju u cilindru su kalcijum hidroksid Ca(OH)2. Reakcija koja je u toku izražena je jednadžbom:

Ca + 2H 2 0 = 2Ca (OH) 2 + H 2

Tokom ove reakcije, iz molekula vode H 2 O, koji se može predstaviti kao H-OH (grupa - OH - hidrokso grupa), -OH se pretvara u kalcijum hidroksid. Budući da je atom kalcija dvovalentan, on istiskuje dva atoma vodika iz dva molekula vode, a preostale dvije -OH grupe se spajaju s atomom kalcija.

Reakcija natrijuma s vodom teče još snažnije. Stavite komadić natrijuma u čašu vode. Natrijum ispliva na njegovu površinu, topi se, pretvarajući se u sjajnu kapljicu. Brzo se kreće duž površine vode, šištajući i smanjujući se u veličini. Nakon isparavanja otopine, naći ćemo bijelu čvrstu tvar - natrijum hidroksid NaOH

2Na + 2NN = 2NaOH + H2

Natrijum i kalcij su među hemijski najaktivnijima.

Interakcija vode sa oksidima nemetala .

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

R 2 0 5 + ZN 2 0 = 2N 3 R0 4

Zapalimo sumpor u tegli sa malo vode i ispitamo dobijeni rastvor sa rastvorom lakmusa. Također će postati crvena. 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:

SO 2+ H 2 O = H 2 S0 4

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

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

Jedinjenja oksida nemetala sa vodom klasifikuju se kao kiseline.

Interakcija vode sa metalnim oksidima.

Razmotrimo sada odnos metalnih oksida i vode. Sipajte bakreni oksid CuO, željezni oksid Fe203, cink oksid ZnO i kalcijev oksid CaO u čaše i dodajte malo vode u svaku. 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 komadića živog vapna vodom uočava se tako jako zagrijavanje da se dio vode pretvara u paru, a komadići živog vapna, mrvljujući se, pretvaraju u suvi, rastresiti prah - gašeno vapno, ili kalcijum hidroksidCa(OH) 2:

CaO + H 2 0 = Ca(OH) 2

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

Na 2 0 + H 2 0 = 2NaOH

K 2 0+N 2 0 = 2KON

Ove reakcije proizvode natrijum hidroksid NaOH i kalijum hidroksid KOH.

Tako neki metalni oksidi ne reaguju sa vodom (većina njih), dok se drugi (kalijev oksid, natrijum oksid, kalcijum oksid, barijum oksid itd.) kombinuju sa njom, formirajući hidrokside, koji se klasifikuju kao baze.

(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 klasifikovani kao oksidi. Sve ove tvari sadrže kisik i još jedan element. Supstance Na 2 O 2 , H 2 SO 4 i HCl nisu oksidi: 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 oksidacijski broj, u redu je. Prvo, možete pogledati odgovarajući članak na ovoj stranici. Drugo, čak i bez razumijevanja ovog pojma, možete nastaviti čitati. Možete privremeno zaboraviti spomenuti stanje oksidacije.

Dobijeni su oksidi gotovo svih trenutno poznatih elemenata, osim nekih plemenitih plinova 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).

Imajte na umu važnu točku: ako je valencija elementa konstantna, NE spominjemo je u nazivu oksida. Ako se valencija promijeni, obavezno je naznačite u zagradi! Litijum i aluminijum imaju konstantna valencija, dušik ima promjenjivu valencu; 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 promenljivom valentnošću.

Još jedna važna stvar: ispravnije je tvar F 2 O nazvati ne "fluorov oksid", već "kisik-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).

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

Taline oksida s ionskim tipom veze dobro provode električnu energiju; kovalentni oksidi, u pravilu, imaju nisku električnu provodljivost.

Klasifikacija oksida

Svi oksidi koji postoje u prirodi 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 važno. Hemijska svojstva oksida iz različitih klasa se jako 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 bismo krenuli naprijed, moramo zapamtiti da u prirodi postoje dvije vrste jednostavne supstance- metali i nemetali (ponekad se razlikuje druga grupa polumetala ili metaloida). Ako imate jasno razumijevanje o tome koji su elementi metali, nastavite čitati ovaj članak. Ako imate i najmanju sumnju, pogledajte materijal "Metali i nemetali" na toj web stranici.

Dakle, dozvolite mi da vam kažem 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 svakako treba zapamtiti navedene formule! 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 oksidacionom stanju -2. Jedini element koji ne stvara oksid je fluor, koji se kombinuje sa kiseonikom dajući kiseonik fluorid. To je zbog činjenice da 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 do stepena oksidacija V-VII- 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, Amfoterne baze odgovaraju amfoternim oksidima, koji može pokazati i kisela i bazična svojstva: Hemijski elementi koji pokazuju različite stupnjeve oksidacije mogu formirati različite okside. Da bi se nekako razlikovali oksidi takvih elemenata, iza naziva oksida, valencija je naznačena u zagradama.

CO 2 – ugljen monoksid (IV)

N 2 O 3 – dušikov oksid (III)

Fizička svojstva oksida

Oksidi su veoma raznoliki u svom sastavu fizička svojstva. Mogu biti tečnosti (H 2 O), gasovi (CO 2, SO 3) ili čvrste materije (Al 2 O 3, Fe 2 O 3). Štaviše, osnovni oksidi su obično čvrste materije. Oksidi također imaju široku paletu boja - od bezbojnih (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 sa vodom i formiraju kiseline: Neki oksidi (na primer, silicijum oksid SiO2) ne reaguju sa vodom, pa se kiseline dobijaju na druge načine.

Kiseli oksidi reaguju sa bazičnim oksidima, formirajući soli: Na isti način, sa stvaranjem soli, kiseli oksidi reaguju sa bazama: Ako višebazna kiselina odgovara datom oksidu, tada kisela so takođe može formirati: Nehlapljive kisele okside može zamijeniti hlapljive okside u solima:

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

Dobivanje oksida

Oksidi se mogu dobiti na različite načine, a mi ćemo predstaviti glavne.

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

Primjena oksida

Oksidi su izuzetno česti svuda na 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 koristi se za proizvodnju sumporne kiseline, kao i za preradu prehrambenih proizvoda - to produžava rok trajanja, na primjer, voća.

Oksidi željeza se koriste za dobivanje boja i 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 su 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 oslobađaju prilikom disanja, koristi se za gašenje požara, a u obliku suhog 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 oksida je: $E_(m)O_n$, gdje je $m$ broj atoma elementa $E$, a $n$ broj atoma kisika. Oksidi mogu biti teško(pijesak $SiO_2$, sorte kvarca), tečnost(vodikov oksid $H_2O$), gasoviti(ugljični oksidi: ugljični dioksid $CO_2$ i ugljični dioksid $CO$ plinovi). Na osnovu svojih hemijskih svojstava, oksidi se dijele na soli koji stvaraju i ne stvaraju soli.

Ne stvara soli To su oksidi koji ne reagiraju s alkalijama ili kiselinama i ne stvaraju soli. Malo ih je, sadrže nemetale.

Formiranje soli To su oksidi koji reagiraju s kiselinama ili bazama i stvaraju sol i vodu.

Među oksidima koji stvaraju soli postoje oksidi bazična, kisela, amfoterna.

Osnovni oksidi- to 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 (reakcija spojeva):

$MgO+SiO_2(→)↖(t)MgSiO_3$.

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

$K_2O+H_2O=2KOH$.

Kiseli oksidi- to 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 kiselog 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):

$N_2O_5+H_2O=2HNO_3$.

Ova 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 spajaju direktno s 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:

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

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