Kupite lahko video vadnico (posnetek webinarja, 1,5 ure) in teoretični komplet na temo "Oksidi: priprava in kemijske lastnosti". Stroški materiala so 500 rubljev. Plačilo prek sistema Yandex.Money (Visa, Mastercard, MIR, Maestro) na povezavi. Pozor! Po plačilu morate poslati sporočilo z oznako "Oxides" z elektronskim naslovom, na katerega lahko pošljete povezavo za prenos in ogled spletnega seminarja. V 24 urah po plačilu naročila in prejemu sporočila bodo gradiva spletnega seminarja poslana na vašo pošto. Sporočilo je mogoče poslati na enega od naslednjih načinov: preko SMS-a, Viberja ali WhatsApp-a na +7-977-834-56-28; preko e-pošte: [email protected] Brez sporočila ne bomo mogli identificirati plačila in vam poslati gradiva.

Kemijske lastnosti bazični oksidi

Podrobnosti o oksidih, njihovi razvrstitvi in ​​načinih pridobivanja lahko preberete .

1. Interakcija z vodo. Z vodo lahko reagirajo samo bazični oksidi, ki ustrezajo topnim hidroksidom (alkalijam). Alkalije tvorijo alkalijske kovine (litij, natrij, kalij, rubidij in cezij) in zemeljskoalkalijske kovine (kalcij, stroncij, barij). Oksidi drugih kovin kemično ne reagirajo z vodo. Magnezijev oksid pri vrenju reagira z vodo.

CaO + H 2 O → Ca (OH) 2

CuO + H 2 O ≠

2. Interakcija s kislinskimi oksidi in kislinami. Ko bazični oksidi reagirajo s kislinami, nastane sol te kisline in vode. Ko reagirata bazični oksid in kislina, nastane sol:

bazični oksid + kislina = sol + voda

bazični oksid + kislinski oksid = sol

Ko bazični oksidi medsebojno delujejo s kislinami in njihovimi oksidi, deluje pravilo:

Vsaj eden od reagentov mora ustrezati močnemu hidroksidu (alkaliji ali močni kislini).

Z drugimi besedami, bazični oksidi, ki ustrezajo alkalijam, reagirajo z vsemi kislimi oksidi in njihovimi kislinami. Osnovni oksidi, ki ustrezajo netopnim hidroksidom, reagirajo le z močnimi kislinami in njihovimi oksidi (N 2 O 5 , NO 2 , SO 3 itd.).

3. Interakcija z amfoternimi oksidi in hidroksidi.

Ko bazični oksidi medsebojno delujejo z amfoternimi, nastanejo soli:

bazični oksid + amfoterni oksid = sol

Med fuzijo medsebojno delujejo z amfoternimi oksidi samo bazični oksidi, ki ustrezajo alkalijam . Pri tem nastane sol. Kovina v soli je vzeta iz bolj bazičnega oksida, kisli ostanek iz bolj kislega. V tem primeru amfoterni oksid tvori kislinski ostanek.

K 2 O + Al 2 O 3 → 2KAlO 2

CuO + Al 2 O 3 ≠ (ni reakcije, ker je Cu (OH) 2 netopen hidroksid)

(za določitev kislinskega ostanka dodajte molekulo vode v formulo amfoternega ali kislinskega oksida: Al 2 O 3 + H 2 O \u003d H 2 Al 2 O 4 in dobljene indekse razdelite na polovico, če je oksidacijsko stanje element je lih: HAlO 2. Izkaže se aluminatni ion AlO 2 - Naboj iona je enostavno določiti s številom vezanih vodikovih atomov - če je atom vodika 1, bo naboj aniona -1 , če 2 vodik, potem -2 itd.).

Amfoterni hidroksidi se pri segrevanju razgradijo, tako da dejansko ne morejo reagirati z bazičnimi oksidi.

4. Interakcija bazičnih oksidov z redukcijskimi sredstvi.

Tako so ioni nekaterih kovin oksidanti (bolj desno v nizu napetosti, močnejši). Pri interakciji z redukcijskimi sredstvi kovine preidejo v oksidacijsko stanje 0.

4.1. Rekuperacija s premogom ali ogljikovim monoksidom.

Ogljik (premog) obnavlja iz oksidov le kovine, ki se nahajajo v nizu aktivnosti za aluminijem. Reakcija poteka le pri segrevanju.

FeO + C → Fe + CO

Ogljikov monoksid obnavlja tudi iz oksidov le kovine, ki se nahajajo za aluminijem v elektrokemični seriji:

Fe 2 O 3 + CO → Al 2 O 3 + CO 2

CuO + CO → Cu + CO 2

4.2. Redukcija vodika .

Vodik reducira okside samo na kovine, ki se nahajajo v nizu aktivnosti desno od aluminija. Reakcija z vodikom poteka le v težkih pogojih - pod pritiskom in pri segrevanju.

CuO + H 2 → Cu + H 2 O

4.3. Obnova z bolj aktivnimi kovinami (v talini ali raztopini, odvisno od kovine)

V tem primeru bolj aktivne kovine izpodrivajo manj aktivne. To pomeni, da se kovina, dodana oksidu, nahaja na levi strani v nizu aktivnosti kot kovina iz oksida. Reakcije običajno potekajo pri segrevanju.

Na primer , cinkov oksid deluje z aluminijem:

3ZnO + 2Al → Al 2 O 3 + 3Zn

vendar ne sodeluje z bakrom:

ZnO + Cu ≠

Obnavljanje kovin iz oksidov s pomočjo drugih kovin je zelo pogost postopek. Pogosto se za obnavljanje kovin uporabljata aluminij in magnezij. Toda alkalijske kovine za to niso zelo primerne - so preveč kemično aktivne, kar povzroča težave pri delu z njimi.

Na primer, cezij eksplodira v zraku.

Aluminotermija je redukcija kovin iz aluminijevih oksidov.

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

3CuO + 2Al → Al 2 O 3 + 3Cu

magnezijeva termika je redukcija kovin iz magnezijevih oksidov.

CuO + H 2 → Cu + H 2 O

4.4. Obnovitev z amoniakom.

Amoniak lahko zmanjša le okside neaktivnih kovin. Reakcija poteka le pri visoki temperaturi.

Na primer , amoniak reducira bakrov (II) oksid:

3CuO + 2NH 3 → 3Cu + 3H 2 O + N 2

5. Interakcija bazičnih oksidov z oksidanti.

Pod delovanjem oksidantov lahko nekateri bazični oksidi (v katerih lahko kovine povečajo stopnjo oksidacije, na primer Fe 2+, Cr 2+, Mn 2+ itd.) delujejo kot redukci.

Na primer ,železov (II) oksid lahko oksidiramo s kisikom v železov (III) oksid:

4FeO + O 2 → 2Fe 2 O 3

Kemijske lastnosti vode

Interakcija vode s kovinami.

Če kalcijeve sekance spustimo v jeklenko z vodo, se bodo plinski mehurčki začeli odlomiti s površine kalcija, kot s površine cinka, ki je nameščen v raztopini žveplove kisline. Ko prižgani drobec prinesemo v luknjo cilindra, bomo opazovali utripe. Gori vodik. Voda v jeklenki postane motna. Beli suspendirani delci, ki so se pojavili v jeklenki, so kalcijev hidroksid Ca (OH) 2. Tekoča reakcija je izražena z enačbo:

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

V tej reakciji iz vodne molekule H 2 O, ki jo lahko predstavimo kot H-OH (skupina - OH - hidrokso skupina), -OH preide v sestavo kalcijevega hidroksida. Ker je atom kalcija dvovalenten, izpodrine dva atoma vodika iz dveh molekul vode, preostali dve skupini -OH pa sta povezani z atomom kalcija.

Reakcija natrija z vodo poteka še močneje. Spustite kos natrija v kozarec vode. Natrij priplava na njeno površino, se topi in se spremeni v sijočo kapljico. Hitro se premika po površini vode, oddaja sikanje in se zmanjšuje. Ko raztopino uparimo, najdemo belo trdno snov - natrijev hidroksid NaOH

2Na + 2HOH \u003d 2NaOH + H2

Natrij in kalcij sta med najbolj reaktivnimi.

Interakcija vode z nekovinskimi oksidi .

Zažgemo rdeči fosfor v kozarcu na žlico. Nalijte malo vode in počakajte, da se nastali fosforjev oksid (V) P 2 0 5 raztopi. Raztopini dodajte nekaj kapljic vijoličnega lakmusa. Lakmus bo postal rdeč. To pomeni, da raztopina vsebuje kislino. Fosforjev (V) oksid se združi z vodo in dobimo fosforno kislino H 3 P0 4:

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

Žveplo zažgemo v kozarcu, v katerega nalijemo nekaj vode, in dobljeno raztopino preučimo z raztopino lakmusa. Prav tako postane rdeča. Žveplov oksid (IV) S0 2, ki nastane pri zgorevanju žvepla v kombinaciji z vodo, in žveplovo kislino smo dobili:

S0 2 + H 2 0 = H 2 S0 2

Žveplov oksid (VI) v interakciji z vodo tvori žveplovo kislino H 2 S0 4:

SO2+ H 2 O \u003d H 2 S0 4

Dušik lahko tvori oksid N205, ki reagira z vodo in tvori dušikovo kislino:

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

Spojine nekovinskih oksidov z vodo so razvrščene kot kisline.

Interakcija vode s kovinskimi oksidi.

Razmislite zdaj o razmerju kovinskih oksidov do vode. V skodelice bomo nalili bakrov oksid CuO, železov oksid Fe 2 0 3, cinkov oksid ZnO in kalcijev oksid CaO ter v vsako nalili malo vode. Oksidi bakra, železa in cinka se v vodi ne raztopijo in se z njo ne združujejo. Kalcijev oksid ali živo apno se obnaša drugače.

Ko koščke živega apna prelijemo z vodo, opazimo tako močno segrevanje, da se del vode spremeni v paro, kosi živega apna pa se, ko se drobijo, spremenijo v suh prašek - gašeno apno ali kalcijev hidroksid Ca (OH) 2:

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

Tako kot kalcijev oksid se natrijev in kalijev oksid združujejo z vodo:

Na 2 0 + H 2 0 \u003d 2NaOH

K 2 0 + H 2 0 \u003d 2KOH

Te reakcije proizvajajo natrijev hidroksid NaOH in kalijev hidroksid KOH.

Tako nekateri kovinski oksidi ne reagirajo z vodo (večina), drugi (kalijev oksid, natrijev oksid, kalcijev oksid, barijev oksid itd.) pa se z njo kombinirajo in tvorijo hidrokside, ki so sorodni bazam.

(Razred anorganske kemije 7-8 avtor Yu. V. Khodakov in drugi)

oksidi- to so kompleksne anorganske spojine, sestavljene iz dveh elementov, od katerih je eden kisik (v oksidacijskem stanju -2).

Na primer, Na 2 O, B 2 O 3, Cl 2 O 7 so oksidi. Vse te snovi vsebujejo kisik in še en element. Snovi Na 2 O 2 , H 2 SO 4 , HCl ne spadajo med okside: v prvem je oksidacijsko stanje kisika -1, v drugem ni dva, ampak trije elementi, tretji pa ne vsebuje kisika nasploh.

Če ne razumete pomena izraza "oksidacijsko stanje", je v redu. Najprej se lahko obrnete na ustrezen članek na tem spletnem mestu. Drugič, tudi brez razumevanja tega izraza lahko nadaljujete z branjem. Začasno lahko pozabite na omembo stopnje oksidacije.

Pridobljeni so bili oksidi skoraj vseh trenutno znanih elementov, razen nekaterih žlahtnih plinov in "eksotičnih" transuranskih elementov. Poleg tega mnogi elementi tvorijo več oksidov (za dušik je na primer znanih šest).

Nomenklatura oksidov

Naučiti se moramo poimenovati okside. To je zelo preprosto.

Primer 1. Poimenujte naslednje spojine: Li 2 O, Al 2 O 3, N 2 O 5, N 2 O 3.

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

Bodite pozorni na pomembno točko: če je valenca elementa konstantna, je NE omenjamo v imenu oksida. Če se valenca spremeni, jo navedite v oklepaju! Litij in aluminij imata konstantna valenca, ima dušik spremenljivo valenco; prav zaradi tega so imena dušikovih oksidov dopolnjena z rimskimi številkami, ki simbolizirajo valenco.

vaja 1. Poimenujte okside: Na 2 O, P 2 O 3, BaO, V 2 O 5, Fe 2 O 3, GeO 2, Rb 2 O. Ne pozabite, da obstajajo elementi s konstantno in spremenljivo valenco.

Druga pomembna točka: bolj pravilno je, da snov F ​​2 O imenujemo ne "fluorov oksid", ampak "kisik fluorid"!

Fizikalne lastnosti oksidov

Fizikalne lastnosti so zelo raznolike. To je zlasti posledica dejstva, da se lahko oksidi pokažejo različni tipi kemična vez. Tališča in vrelišče se zelo razlikujejo. V normalnih pogojih so oksidi lahko v trdnem stanju (CaO, Fe 2 O 3, SiO 2, B 2 O 3), tekočem stanju (N 2 O 3, H 2 O), v obliki plinov (N 2 O , SO 2, NO, CO).

Barva je raznolika: MgO in Na 2 O sta bela, CuO je črna, N 2 O 3 je modra, CrO 3 je rdeča itd.

Oksidne taline z ionsko vrsto vezi dobro prevajajo elektriko, kovalentni oksidi imajo praviloma nizko električno prevodnost.

Razvrstitev oksidov

Vse naravno prisotne okside lahko razdelimo v 4 razrede: bazične, kisle, amfoterne in ne tvorijo soli. Včasih so prvi trije razredi združeni v skupino oksidov, ki tvorijo soli, vendar za nas to zdaj ni bistveno. Kemijske lastnosti oksidov iz različnih razredov se zelo razlikujejo, zato je vprašanje klasifikacije zelo pomembno za nadaljnje preučevanje te teme!

Začnimo z oksidi, ki ne tvorijo soli. Zapomniti si jih je treba: NE, SiO, CO, N 2 O. Samo naučite se teh štirih formul!

Za nadaljevanje se moramo spomniti, da v naravi obstajata dve vrsti preproste snovi- kovine in nekovine (včasih ločimo tudi skupino polkovin ali metaloidov). Če jasno razumete, kateri elementi so kovine, nadaljujte z branjem tega članka. Če obstaja najmanjši dvom, se obrnite na gradivo "Kovine in nekovine" na tej spletni strani.

Torej, obveščam vas, da so vsi amfoterni oksidi kovinski oksidi, vendar niso vsi kovinski oksidi amfoterni. Navedel bom najpomembnejše med njimi: BeO, ZnO, Al 2 O 3 , Cr 2 O 3 , SnO. Seznam ni popoln, vendar si je treba zapomniti navedene formule! V večini amfoternih oksidov ima kovina oksidacijsko stanje +2 ali +3 (vendar obstajajo izjeme).

V naslednjem delu članka bomo še naprej govorili o klasifikaciji; Razpravljajmo o kislih in bazičnih oksidih.

Oksidi so anorganske spojine, sestavljene iz dveh kemični elementi, od katerih je eden kisik v oksidacijskem stanju -2. edini neoksidirajoči element je fluor, ki se združi s kisikom in tvori kisikov fluorid. To je zato, ker je fluor bolj elektronegativen element kot kisik.

Ta razred spojin je zelo pogost. Vsak dan se človek v vsakdanjem življenju srečuje z različnimi oksidi. Voda, pesek, ogljikov dioksid, ki ga izdihujemo, avtomobilski izpušni plini, rja so vsi primeri oksidov.

Razvrstitev oksidov

Vse okside glede na njihovo sposobnost tvorbe soli lahko razdelimo v dve skupini:

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

Po drugi strani so oksidi, ki tvorijo soli, razdeljeni v 3 skupine:

• Osnovni oksidi- (Kovinski oksidi - Na 2 O, CaO, CuO itd.)
• Kislinski oksidi- (Nekovinski oksidi, kot tudi kovinski oksidi v stop V-VII oksidacija- Mn 2 O 7, CO 2, N 2 O 5, SO 2, SO 3 itd.)
• (Kovinski oksidi z oksidacijskim stanjem III-IV, kot tudi ZnO, BeO, SnO, PbO)

Ta razvrstitev temelji na manifestaciji določenih kemičnih lastnosti z oksidi. torej bazični oksidi ustrezajo bazam, kisli oksidi pa kislinam. Kisli oksidi reagirajo z bazičnimi oksidi in tvorijo ustrezno sol, kot da bi reagirali baza in kislina, ki ustrezata tem oksidom: prav tako amfoterni oksidi ustrezajo amfoternim bazam, ki lahko kaže tako kisle kot bazične lastnosti: Kemični elementi, ki imajo različna oksidacijska stanja, lahko tvorijo različne okside. Da bi nekako razlikovali med oksidi takšnih elementov, za imenom oksidov je v oklepaju navedena valenca.

CO 2 - ogljikov monoksid (IV)

N 2 O 3 - dušikov oksid (III)

Fizikalne lastnosti oksidov

Oksidi so zelo raznoliki fizične lastnosti. Lahko so tako tekočine (H 2 O), kot plini (CO 2, SO 3) ali trdne snovi (Al 2 O 3, Fe 2 O 3). Hkrati so osnovni oksidi praviloma trdne snovi. Oksidi imajo tudi najbolj raznoliko barvo - od brezbarvnih (H 2 O, CO) in bele (ZnO, TiO 2) do zelene (Cr 2 O 3) in celo črne (CuO).

• Osnovni oksidi

Nekateri oksidi reagirajo z vodo in tvorijo ustrezne hidrokside (baze): Osnovni oksidi reagirajo s kislimi oksidi in tvorijo soli: Podobno reagirajo s kislinami, vendar s sproščanjem vode: Oksidi kovin, ki so manj aktivni od aluminija, se lahko reducirajo v kovine:

• Kislinski oksidi

Kisli oksidi reagirajo z vodo in tvorijo kisline: Nekateri oksidi (na primer silicijev oksid SiO2) ne reagirajo z vodo, zato se kisline proizvajajo na druge načine.

Kisli oksidi reagirajo z bazičnimi oksidi in tvorijo soli: Na enak način s tvorbo soli kislinski oksidi reagirajo z bazami: Če dani oksid ustreza večbazični kislini, lahko nastane tudi kislinska sol: Nehlapni kislinski oksidi lahko nadomesti hlapne okside v soli:

Kot smo že omenili, lahko amfoterni oksidi, odvisno od pogojev, kažejo tako kisle kot bazične lastnosti. Tako delujejo kot bazični oksidi v reakcijah s kislinami ali kislinskimi oksidi, s tvorbo soli: In v reakcijah z bazami ali bazičnimi oksidi kažejo kislinske lastnosti:

Pridobivanje oksidov

Okside lahko pridobimo na različne načine, navedli bomo glavne.

Večino oksidov je mogoče dobiti z neposredno interakcijo kisika s kemičnim elementom: Pri žganju ali gorenju različnih binarnih spojin: Toplotna razgradnja soli, kislin in baz: Interakcija nekaterih kovin z vodo:

Uporaba oksidov

Oksidi so zelo pogosti povsod globus in se uporabljajo tako v vsakdanjem življenju kot v industriji. Najpomembnejši oksid, vodikov oksid, voda, je omogočil življenje na Zemlji. Žveplov oksid SO 3 se uporablja za proizvodnjo žveplove kisline, pa tudi za predelavo hrane - to poveča rok uporabnosti, na primer sadja.

Železovi oksidi se uporabljajo za proizvodnjo barv, proizvodnjo elektrod, čeprav se večina železovih oksidov v metalurgiji reducira v kovinsko železo.

Kalcijev oksid, znan tudi kot živo apno, se uporablja v gradbeništvu. Cinkovi in ​​titanovi oksidi imajo Bela barva in netopni v vodi, zato so postali dober material za proizvodnjo barv - belil.

Silicijev oksid SiO 2 je glavna sestavina stekla. Kromov oksid Cr 2 O 3 se uporablja za proizvodnjo obarvanih zelenih stekel in keramike, zaradi visokih trdnostnih lastnosti pa za poliranje izdelkov (v obliki GOI paste).

Ogljikov monoksid CO 2 , ki ga pri dihanju oddajajo vsi živi organizmi, se uporablja za gašenje požara, v obliki suhega ledu pa tudi za hlajenje nečesa.

Oksidi so kompleksne snovi, sestavljene iz dveh kemičnih elementov, od katerih je eden kisik z oksidacijskim stanjem ($-2$).

Splošna formula za okside je $E_(m)O_n$, kjer je $m$ število atomov elementa $E$ in $n$ število atomov kisika. oksidi so lahko trdna(pesek $SiO_2$, sorte kremena), tekočina(vodikov oksid $H_2O$), plinast(ogljikovi oksidi: plina ogljikov dioksid $CO_2$ in ogljikov monoksid $CO$). Glede na kemijske lastnosti okside delimo na solnotvorne in nesolne.

Ne tvori soli imenujemo takšni oksidi, ki ne sodelujejo ne z alkalijami ne s kislinami in ne tvorijo soli. Malo jih je, vključujejo nekovine.

Oblikovanje soli Oksidi se imenujejo tisti, ki reagirajo s kislinami ali bazami in tvorijo sol in vodo.

Med oksidi, ki tvorijo soli, ločimo okside bazična, kisla, amfoterna.

Osnovni oksidi so oksidi, ki ustrezajo bazam. Na primer: $CaO$ ustreza $Ca(OH)_2, Na_2O na NaOH$.

Tipične reakcije bazičnih oksidov:

1. Osnovni oksid + kislina → sol + voda (reakcija izmenjave):

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

2. Osnovni oksid + kislinski oksid → sol (sestavljena reakcija):

$MgO+SiO_2(→)↖(t)MgSiO_3$.

3. Bazični oksid + voda → alkalija (sestavljena reakcija):

$K_2O+H_2O=2KOH$.

Kislinski oksidi so oksidi, ki ustrezajo kislinam. To so nekovinski oksidi:

N2O5 ustreza $HNO_3, SO_3 - H_2SO_4, CO_2 - H_2CO_3, P_2O_5 - H_3PO_4$, kot tudi kovinski oksidi z visokim oksidacijskim stanjem: $(Cr)↖(+6)O_3$ ustreza $H_2CrO_2)↖ +7 )O_7 - HMnO_4$.

Tipične reakcije kislih oksidov:

1. Kislinski oksid + baza → sol + voda (reakcija izmenjave):

$SO_2+2NaOH=Na_2SO_3+H_2O$.

2. Kisli oksid + bazični oksid → sol (sestavljena reakcija):

$CaO+CO_2=CaCO_3$.

3. Kisli oksid + voda → kislina (sestavljena reakcija):

$N_2O_5+H_2O=2HNO_3$.

Takšna reakcija je možna le, če je kislinski oksid topen v vodi.

amfoterično imenovani oksidi, ki imajo glede na pogoje osnovne ali kisle lastnosti. To so $ZnO, Al_2O_3, Cr_2O_3, V_2O_5$. Amfoterni oksidi se ne združujejo neposredno z vodo.

Tipične reakcije amfoternih oksidov:

1. Amfoterni oksid + kislina → sol + voda (reakcija izmenjave):

$ZnO+2HCl=ZnCl_2+H_2O$.

2. Amfoterni oksid + baza → sol + voda ali kompleksna spojina:

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

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