Le sostanze che costituiscono la base del nostro mondo fisico sono composte da diversi tipi di elementi chimici. Quattro di loro sono i più comuni. Questi sono idrogeno, carbonio, azoto e ossigeno. L'ultimo elemento può legarsi con particelle di metalli o non metalli e formare composti binari - ossidi. Nel nostro articolo studieremo i metodi più importanti per ottenere ossidi in laboratorio e nell'industria. Considera anche le loro proprietà fisiche e chimiche di base.
Stato aggregato
Gli ossidi, o ossidi, esistono in tre stati: gassoso, liquido e solido. Ad esempio, il primo gruppo comprende composti ben noti e diffusi in natura come l'anidride carbonica - CO2, monossido di carbonio - CO, anidride solforosa - SO2 e altri. Nella fase liquida sono presenti ossidi come l'acqua - H2O, anidride solforica - SO3, ossido nitrico - N 2 O3. RicevutaGli ossidi che abbiamo nominato possono essere prodotti in laboratorio, ma anche monossido di carbonio e triossido di zolfo vengono prodotti commercialmente. Ciò è dovuto all'uso di questi composti nei cicli tecnologici di fusione del ferro e produzione di acido solfato. Il monossido di carbonio viene utilizzato per ridurre il ferro dal minerale e l'anidride solforica viene disciolta nell'acido solfato e viene estratto l'oleum.
Classificazione degli ossidi
Esistono diversi tipi di sostanze contenenti ossigeno, costituite da due elementi. Le proprietà chimiche e i metodi per ottenere gli ossidi dipenderanno da quale dei gruppi elencati appartiene la sostanza. Ad esempio, l'anidride carbonica, che è un ossido acido, si ottiene dalla combinazione diretta di carbonio con ossigeno, effettuando una dura reazione di ossidazione. L'anidride carbonica può anche essere rilasciata durante lo scambio di sali di acido carbonico e acidi inorganici forti:
HCl + Na2CO3=2NaCl + H2O + CO 2
Che tipo di reazione è la caratteristica degli ossidi acidi? Questa è la loro interazione con gli alcali:
SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H 2O
Ossidi anfoteri e non salini
Ossidi indifferenti, come CO o N2O, non sono capaci di reazioni che portano alla formazione di sali. D' altra parte, la maggior parte degli ossidi acidi può reagire con l'acqua per formare acidi. Tuttavia, questo non è possibile per l'ossido di silicio. È opportuno ottenere indirettamente l'acido silicato.modo: da silicati che reagiscono con acidi forti. Gli anfoteri saranno tali composti binari con ossigeno che sono in grado di reagire sia con alcali che con acidi. Includeremo i seguenti composti in questo gruppo: questi sono gli ossidi noti di alluminio e zinco.
Ottenere ossidi di zolfo
Nei suoi composti con l'ossigeno, lo zolfo mostra valenze diverse. Quindi, nel biossido di zolfo, la cui formula è SO2, è tetravalente. In laboratorio, nella reazione tra acido solfato e idrosolfito di sodio viene prodotta anidride solforosa, la cui equazione è
NaHSO3 + H2SO4 → NaHSO4 + SO2 + H2O
Un altro modo per estrarre SO2 è un processo redox tra rame e acido solfato ad alta concentrazione. Il terzo metodo di laboratorio per la produzione di ossidi di zolfo è la combustione allo scarico di un campione di una semplice sostanza solforosa:
Cu + 2H2SO4=CuSO4 + SO 2 + 2H2O
Nell'industria, l'anidride solforosa può essere ottenuta bruciando minerali contenenti zolfo zinco o piombo, nonché bruciando pirite FeS2. L'anidride solforosa ottenuta con questo metodo viene utilizzata per l'estrazione di triossido di zolfo SO3 e inoltre - acido solfato. L'anidride solforosa con altre sostanze si comporta come un ossido con caratteristiche acide. Ad esempio, la sua interazione con l'acqua porta alla formazione di acido solfito H2SO3:
SO2 + H2O=H2SO 3
Questa reazione è reversibile. Il grado di dissociazione dell'acido è basso, quindi il composto è classificato come un elettrolita debole e lo stesso acido solforoso può esistere solo in una soluzione acquosa. Al suo interno sono sempre presenti molecole di anidride solforosa, che conferiscono alla sostanza un odore pungente. La miscela reagente è in uno stato di uguale concentrazione di reagenti e prodotti, che può essere spostata cambiando le condizioni. Quindi, quando l'alcali viene aggiunto a una soluzione, la reazione procederà da sinistra a destra. Se l'anidride solforosa viene rimossa dalla sfera di reazione riscaldandola o soffiando attraverso una miscela di azoto gassoso, l'equilibrio dinamico si sposterà a sinistra.
Anidride solforica
Continuiamo a considerare le proprietà ei metodi per ottenere gli ossidi di zolfo. Se l'anidride solforosa viene bruciata, il risultato è un ossido in cui lo zolfo ha uno stato di ossidazione di +6. È anidride solforosa. Il composto è in fase liquida, indurisce rapidamente sotto forma di cristalli a temperature inferiori a 16°C. Una sostanza cristallina può essere rappresentata da diverse modificazioni allotropiche che differiscono nella struttura del reticolo cristallino e nei punti di fusione. L'anidride solforica presenta le proprietà di un agente riducente. Interagendo con l'acqua, forma un aerosol di acido solfato, quindi, nell'industria, H2SO4 viene prodotto dissolvendo l'anidride solforica in solfato concentrato acido. Di conseguenza, si forma oleum. Aggiungere acqua e ottenere una soluzione di acido solforico.
Ossidi di base
Aver studiato le proprietà e la produzione degli ossidilo zolfo, appartenente al gruppo dei composti binari acidi con ossigeno, considera i composti ossigenati degli elementi metallici.
Gli ossidi di base possono essere determinati da un segno come la presenza nelle molecole di particelle metalliche dei principali sottogruppi del primo o del secondo gruppo del sistema periodico. Sono classificati come alcalini o alcalino terrosi. Ad esempio, l'ossido di sodio - Na2O può reagire con l'acqua, provocando la formazione di idrossidi chimicamente aggressivi - alcali. Tuttavia, la principale proprietà chimica degli ossidi basici è l'interazione con acidi organici o inorganici. Si accompagna alla formazione di sale e acqua. Se si aggiunge acido cloridrico all'ossido di rame in polvere bianca, troveremo una soluzione verde-bluastra di cloruro di rame:
CuO + 2HCl=CuCl2 + H2O
Il riscaldamento di idrossidi solidi insolubili è un altro modo importante per ottenere ossidi di base:
Ca(OH)2 → CaO + H2O
Condizioni: 520-580°C.
Nel nostro articolo, abbiamo esaminato le proprietà più importanti dei composti binari con l'ossigeno, nonché i metodi per ottenere ossidi in laboratorio e nell'industria.
