Oksidų savybės
Oksidai yra sudėtingos cheminės medžiagos cheminiai junginiai paprasti elementai su deguonimi. Jie yra druską formuojantis ir nesudarantis druskos... Tuo pačiu metu druską formuojančios yra 3 tipų: Pagrindinis(nuo žodžio "fondas"), rūgštus ir amfoterinis.
Druskos nesudarančių oksidų pavyzdžiai: NO (azoto oksidas) – yra bespalvės, bekvapės dujos. Jis susidaro per perkūniją atmosferoje. CO (anglies monoksidas) yra bekvapės dujos, susidarančios deginant anglį. Paprastai tai vadinama smalkės... Yra ir kitų oksidų, kurie nesudaro druskų. Dabar atidžiau pažvelkime į kiekvieną druską sudarančių oksidų tipą.
Pagrindiniai oksidai
Pagrindiniai oksidai yra sudėtingos cheminės medžiagos, susijusios su oksidais, kurie sudaro druskas, kai cheminė reakcija su rūgštimis arba rūgštiniais oksidais ir nereaguoja su bazėmis ar baziniais oksidais. Pavyzdžiui, pagrindiniai yra šie:
K 2 O (kalio oksidas), CaO (kalcio oksidas), FeO (2-valentinis geležies oksidas).
Apsvarstykite Cheminės savybės oksidai pagal pavyzdžius
1. Sąveika su vandeniu:
- sąveika su vandeniu, kai susidaro bazė (arba šarmas)
CaO + H 2 O → Ca (OH) 2 (šiuo atveju žinoma kalkių gesinimo reakcija, dideli kiekiaišiluma!)
2. Sąveika su rūgštimis:
- sąveika su rūgštimi, susidaro druska ir vanduo (druskos tirpalas vandenyje)
CaO + H 2 SO 4 → CaSO 4 + H 2 O (Šios medžiagos CaSO 4 kristalai visiems žinomi pavadinimu „gipsas“).
3. Sąveika su rūgščių oksidais: druskų susidarymas
CaO + CO 2 → CaCO 3 (Ši medžiaga yra žinoma visiems - paprasta kreida!)
Rūgštiniai oksidai
Rūgštiniai oksidai- Tai sudėtingos cheminės medžiagos, susijusios su oksidais, kurios, chemiškai sąveikaudamos su bazėmis arba baziniais oksidais, sudaro druskas ir nesąveikauja su rūgštiniais oksidais.
Rūgščių oksidų pavyzdžiai:
CO 2 (visiems žinoma anglies dioksidas), P 2 O 5 - fosforo oksidas (susidaro degant baltajam fosforui ore), SO 3 - sieros trioksidas - ši medžiaga naudojama sieros rūgščiai gauti.
Cheminė reakcija su vandeniu
CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3 yra medžiaga - anglies rūgšties- viena iš silpnųjų rūgščių, ji dedama į gazuotą vandenį, kad susidarytų dujų burbuliukai. Kylant temperatūrai, dujų tirpumas vandenyje mažėja, o jų perteklius išeina burbuliukų pavidalu.
Reakcija su šarmais (bazėmis):
CO 2 + 2NaOH → Na 2 CO 3 + H 2 O- gauta medžiaga (druska) plačiai naudojama buityje. Jo pavadinimas – kalcinuota soda arba skalbimo soda – yra puiki priemonė pridegusiems puodams, riebalams ir nudegimams valyti. Plikomis rankomis Nerekomenduoju dirbti!
Reakcija su baziniais oksidais:
CO 2 + MgO → MgCO 3 – susidariusi druska – magnio karbonatas – dar vadinama „karčiąja druska“.
Amfoteriniai oksidai
Amfoteriniai oksidai yra sudėtingos cheminės medžiagos, taip pat susijusios su oksidais, kurios cheminės sąveikos su rūgštimis būdu sudaro druskas (arba rūgščių oksidai) ir pagrindai (arba baziniai oksidai). Dauguma dažnas naudojimasžodis „amfoterinis“ mūsų atveju reiškia metalo oksidai.
Pavyzdys amfoteriniai oksidai gal būt:
ZnO – cinko oksidas ( Balti milteliai, dažnai naudojamas medicinoje kaukėms ir kremams gaminti), Al 2 O 3 – aliuminio oksidas (dar vadinamas „aliuminio oksidu“).
Amfoterinių oksidų cheminės savybės yra unikalios tuo, kad jie gali dalyvauti cheminėse reakcijose, atitinkančiose tiek bazes, tiek rūgštis. Pavyzdžiui:
Reakcija su rūgštiniu oksidu:
ZnO + H 2 CO 3 → ZnCO 3 + H 2 O – gauta medžiaga yra "cinko karbonato" druskos tirpalas vandenyje.
Reakcija su bazėmis:
ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O - gauta medžiaga - dviguba druska natrio ir cinko.
Oksidų gavimas
Oksidų gavimas gaminti Skirtingi keliai... Tai galima padaryti fiziškai ir chemiškai. Labiausiai paprastu būdu yra cheminė sąveika paprasti elementai su deguonimi. Pavyzdžiui, degimo proceso rezultatas arba vienas iš šios cheminės reakcijos produktų yra oksidai... Pavyzdžiui, jei į kolbą su deguonimi įdedamas raudonai įkaitęs geležies strypas, o ne tik geležis (galite paimti cinko Zn, alavo Sn, švino Pb, vario Cu, - apskritai tai, kas yra po ranka), tada įvyks cheminė geležies oksidacijos reakcija, kurią lydės ryškus blyksnis ir kibirkštys. Reakcijos produktas bus juodojo geležies oksido milteliai FeO:
2Fe + O 2 → 2FeO
Cheminės reakcijos su kitais metalais ir nemetalais yra visiškai analogiškos. Cinkas dega deguonyje, sudarydamas cinko oksidą
2Zn + O 2 → 2ZnO
Anglies degimą lydi dviejų oksidų susidarymas vienu metu: anglies monoksidas ir anglies dioksidas
2C + O 2 → 2CO - anglies monoksido susidarymas.
C + O 2 → CO 2 – anglies dioksido susidarymas. Šios dujos susidaro, jei deguonies yra daugiau nei pakankamai, tai yra, bet kuriuo atveju, reakcija pirmiausia vyksta susidarant anglies monoksidui, o tada anglies monoksidas oksiduojamas, virsdamas anglies dioksidu.
Oksidų gavimas galima atlikti ir kitu būdu – cheminės skilimo reakcijos būdu. Pavyzdžiui, norint gauti geležies oksidą arba aliuminio oksidą, atitinkamas šių metalų bazes reikia kaitinti ant ugnies:
Fe (OH) 2 → FeO + H 2 O
Kietas aliuminio oksidas – korundo mineralas 
Geležies (III) oksidas. Marso planetos paviršius yra rausvai oranžinės spalvos, nes dirvožemyje yra geležies (III) oksido. Kietas aliuminio oksidas – korundas 
2Al (OH) 3 → Al 2 O 3 + 3H 2 O,
taip pat atskirų rūgščių skilimo metu:
H 2 CO 3 → H 2 O + CO 2 - anglies rūgšties skilimas
H 2 SO 3 → H 2 O + SO 2 - sieros rūgšties skilimas
Oksidų gavimas galima atlikti iš metalo druskų at stiprus šildymas:
CaCO 3 → CaO + CO 2 - kalcinuojant kreidą gaunamas kalcio oksidas (arba negesintos kalkės) ir anglies dioksidas.
2Cu (NO 3) 2 → 2CuO + 4NO 2 + O 2 - šioje skilimo reakcijoje iš karto gaunami du oksidai: varis CuO (juodas) ir azotas NO 2 (dėl tikrai rudos spalvos dar vadinamas rudosiomis dujomis) .
Kitas būdas, kuriuo galite gaminti oksidus, yra redokso reakcijos
Cu + 4HNO 3 (konc.) → Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
S + 2H 2 SO 4 (konc.) → 3SO 2 + 2H 2 O
Chloro oksidai
ClO 2 molekulė 
Molekulė Cl 2 O 7 
Azoto oksidas N 2 O 
Azoto anhidridas N 2 O 3 
Azoto anhidridas N 2 O 5 
Rudos dujos NO 2 Yra žinomi šie chloro oksidai: Cl 2 O, ClO 2, Cl 2 O 6, Cl 2 O 7. Visi jie, išskyrus Cl 2 O 7, yra geltonos arba oranžinės spalvos ir nėra stabilūs, ypač ClO 2, Cl 2 O 6. Viskas chloro oksidai sprogstamosios ir labai stiprios oksiduojančios medžiagos.
Reaguodami su vandeniu jie sudaro atitinkamas deguonies ir chloro turinčias rūgštis:
Taigi, Cl 2 O - rūgštus chloro oksidas hipochloro rūgštis.
Cl 2 O + H 2 O → 2HClO - Hipochloro rūgštis
ClO 2 - rūgštus chloro oksidas hipochloro ir chloro rūgštys, nes cheminės reakcijos metu su vandeniu susidaro dvi iš šių rūgščių iš karto:
ClO 2 + H 2 O → HClO 2 + HClO 3
Cl 2 O 6 – taip pat rūgštus chloro oksidas chloro ir perchloro rūgštys:
Cl 2 O 6 + H 2 O → HClO 3 + HClO 4
Ir galiausiai, Cl 2 O 7 - bespalvis skystis - rūgštus chloro oksidas perchloro rūgštis:
Cl 2 O 7 + H 2 O → 2HClO 4
Azoto oksidai
Azotas yra dujos, kurios su deguonimi sudaro 5 skirtingus junginius – 5 azoto oksidai... Būtent:
N 2 O - azoto hemioksidas... Kitas jo pavadinimas medicinoje žinomas pavadinimu juoko dujos arba azoto oksidas- bespalvis, saldus ir skanus iki dujų.
- NE - azoto monoksidas- bespalvės, bekvapės, beskonės dujos.
- N 2 O 3 - azoto anhidridas- bespalvis kristalinė medžiaga
- NE 2 - azoto dioksidas... Kitas jo pavadinimas yra rudos dujos- dujos tikrai rusvos spalvos
- N 2 O 5 - azoto anhidridas- mėlynas skystis, verdantis 3,5 0 C temperatūroje
Iš visų šių išvardintų azoto junginių pramonėje įdomiausi yra NO – azoto monoksidas ir NO 2 – azoto dioksidas. Azoto monoksidas(NE) ir azoto oksidas N 2 O nereaguoja su vandeniu ar šarmais. (N 2 O 3) reaguodamas su vandeniu susidaro silpna ir nestabili azoto rūgštis HNO 2, kuri ore palaipsniui virsta stabilesne. Cheminė medžiaga azoto rūgštis Apsvarstykite kai kuriuos azoto oksidų cheminės savybės:
Reakcija su vandeniu:
2NO 2 + H 2 O → HNO 3 + HNO 2 - iš karto susidaro 2 rūgštys: Azoto rūgštis HNO 3 ir azoto rūgštis.
Reakcija su šarmu:
2NO 2 + 2NaOH → NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O - susidaro dvi druskos: natrio nitratas NaNO 3 (arba natrio nitratas) ir natrio nitritas (azoto rūgšties druska).
Reakcija su druskomis:
2NO 2 + Na 2 CO 3 → NaNO 3 + NaNO 2 + CO 2 - susidaro dvi druskos: natrio nitratas ir natrio nitritas, išsiskiria anglies dioksidas.
Azoto dioksidas (NO 2) gaunamas iš azoto monoksido (NO) cheminei junginio reakcijai su deguonimi:
2NO + O 2 → 2NO 2
Geležies oksidai
Geležis sudaro dvi oksidas: FeO - geležies oksidas(2-valentinis) – juodi milteliai, kurie gaunami redukuojant geležies oksidas(3-valentės) anglies monoksidas vykstant tokiai cheminei reakcijai:
Fe 2 O 3 + CO → 2FeO + CO 2
Šis bazinis oksidas lengvai reaguoja su rūgštimis. Jis turi redukuojančių savybių ir greitai oksiduojasi iki geležies oksidas(3-valenčių).
4FeO + O 2 → 2Fe 2 O 3
Geležies oksidas(3-valentinis) – raudonai rudi milteliai (hematitas), turintys amfoterinių savybių (gali sąveikauti su rūgštimis ir šarmais). Bet rūgštinės savybėsšis oksidas yra toks silpnas, kad dažniausiai naudojamas kaip bazinis oksidas.
Taip pat yra vadinamųjų mišrus geležies oksidas Fe3O4. Susidaro deginant geležį, gerai laidi elektros ir turi magnetines savybes(ji vadinama magnetine geležies rūda arba magnetitu). Jei geležis perdega, dėl degimo reakcijos susidaro nuosėdos, susidedančios iš dviejų oksidų vienu metu: geležies oksidas(III) ir (II) valentingumas.
Sieros oksidas
Sieros dioksidas SO 2 Sieros oksidas SO 2 - arba sieros dioksidas nurodo rūgščių oksidai, bet nesudaro rūgšties, nors puikiai tirpsta vandenyje - 40 litrų sieros oksido 1 litre vandens (sudarymo patogumui chemines lygtis toks tirpalas vadinamas sieros rūgštimi).
Įprastomis aplinkybėmis tai yra bespalvės dujos, turinčios aštrų ir dusinantį degusios sieros kvapą. Vos -10 0 C temperatūroje jis gali virsti skysta būsena.
Esant vanadžio oksido katalizatoriui (V 2 O 5) sieros oksidas prideda deguonies ir virsta sieros trioksidas
2SO 2 + O 2 → 2SO 3
Ištirpsta vandenyje sieros dioksidas- sieros oksidas SO 2 - oksiduojasi labai lėtai, dėl to pats tirpalas virsta sieros rūgštimi
Jeigu sieros dioksidas praeina per šarminį tirpalą, pavyzdžiui, natrio hidroksidą, tada susidaro natrio sulfitas (arba hidrosulfitas - priklausomai nuo to, kiek šarmo ir sieros dioksido paimama)
NaOH + SO 2 → NaHSO 3 - sieros dioksidas paimta per daug
2NaOH + SO 2 → Na 2 SO 3 + H 2 O
Jei sieros dioksidas nereaguoja su vandeniu, kodėl taip yra vandens tirpalas sukelia rūgščią reakciją ?! Taip, jis nereaguoja, bet oksiduojasi vandenyje, prisirišdamas prie savęs deguonį. Ir pasirodo, kad vandenyje kaupiasi laisvi vandenilio atomai, kurie sukelia rūgštinę reakciją (galite patikrinti kokiu nors indikatoriumi!)
Oksidai yra medžiagos, kurių molekulės susideda iš deguonies atomo, kurio oksidacijos laipsnis yra 2, ir kurio nors antrojo elemento atomų.
Oksidai susidaro tiesiogiai sąveikaujant deguoniui su kita medžiaga arba netiesiogiai – irstant bazėms, druskoms, rūgštims. Šio tipo junginiai yra labai paplitę gamtoje ir gali egzistuoti kaip dujos, skystis arba B žemės pluta yra ir oksidų. Taigi, smėlis, rūdys ir net įprastas vanduo – viskas
Yra ir druską formuojančių, ir druskos nesudarančių oksidų. Druską sudarančios rūšys gamina druskas dėl cheminės reakcijos. Tai nemetalų oksidai ir metalai, kurie reaguodami su vandeniu sudaro rūgštį, o reaguodami su baze – normalias ir rūgštines druskas. Druskos formavimas apima, pvz.
Atitinkamai, druskos iš nesudarančių druskų gauti neįmanoma. Pavyzdys yra azoto oksidas ir
Druską sudarantys oksidai savo ruožtu skirstomi į bazinius, rūgštinius ir amfoterinius. Pakalbėkime išsamiau apie pagrindinius.
Taigi baziniai oksidai yra kai kurių metalų oksidai, kurių atitinkami hidroksidai priklauso bazių klasei. Tai yra, kai sąveikauja su rūgštimi, tokios medžiagos sudaro vandenį ir druską. Pavyzdžiui, tai yra K2O, CaO, MgO ir tt Normaliomis sąlygomis baziniai oksidai yra kieti kristaliniai dariniai. Metalų oksidacijos laipsnis tokiuose junginiuose, kaip taisyklė, neviršija +2 arba retai +3.
Bazinių oksidų cheminės savybės
1. Reakcija su rūgštimi
Būtent reakcijoje su rūgštimi oksidas pasireiškia pagrindinėmis savybėmis, todėl tokiu eksperimentu galima įrodyti to ar kito oksido rūšį. Jei susidarė druska ir vanduo, tai yra pagrindinis oksidas. Rūgštiniai oksidai taip reaguoja sudarydami rūgštį. O amfoterinis gali pasižymėti arba rūgštinėmis, arba šarminėmis savybėmis – tai priklauso nuo sąlygų. Tai yra pagrindiniai druskos nesudarančių oksidų skirtumai.
2. Reakcija su vandeniu
Tie oksidai, kuriuos sudaro metalai iš elektros įtampos diapazono, nukreipto į magnį, sąveikauja su vandeniu. Reaguodami su vandeniu jie sudaro tirpias bazes. Tai šarminių žemių oksidų ir (bario oksido, ličio oksido ir kt.) grupė. Rūgštiniai oksidai vandenyje sudaro rūgštį, o amfoteriniai oksidai nereaguoja į vandenį.
3. Reakcija su amfoteriniais ir rūgštiniais oksidais
Chemiškai priešingi, reaguoja vienas su kitu, sudarydami druskas. Taigi, pavyzdžiui, baziniai oksidai gali sąveikauti su rūgštiniais, bet nereaguoti į kitus savo grupės narius. Aktyviausi yra šarminių metalų, šarminių žemių metalų ir magnio oksidai. Net ir normaliomis sąlygomis jie susilieja su kietaisiais amfoteriniais oksidais, su kietaisiais ir dujiniais rūgštiniais. Reaguodami su rūgštiniais oksidais jie sudaro atitinkamas druskas.
Tačiau kitų metalų baziniai oksidai yra mažiau aktyvūs ir praktiškai nereaguoja su dujiniais (rūgštiniais) oksidais. Jie gali įsijungti tik tada, kai susilieja su kietais rūgštiniais oksidais.
4. Redokso savybės
Aktyvių šarminių metalų oksidai nepasižymi ryškiomis redukuojančiomis ar oksiduojančiomis savybėmis. Ir atvirkščiai, mažiau aktyvių metalų oksidus gali redukuoti anglis, vandenilis, amoniakas arba anglies monoksidas.
Bazinių oksidų gavimas
1. Hidroksidų skilimas: kaitinant netirpios bazės skyla į vandenį ir bazinį oksidą.
2. Metalų oksidacija: šarminis metalas, degdamas deguonimi, sudaro peroksidą, kuris vėliau, redukuojant, sudaro bazinį oksidą.
|
Galite įsigyti video pamokėlę (vebinaro įrašymas, 1,5 val.) ir teorijos rinkinį tema „Oksidai: paruošimas ir cheminės savybės“. Medžiagų kaina yra 500 rublių. Mokėjimas per Yandex.Money sistemą (Visa, Mastercard, MIR, Maestro) pagal nuorodą. Dėmesio! Po apmokėjimo turite išsiųsti žinutę su užrašu „Oksidai“, nurodydami adresą El. paštas, į kurią galite išsiųsti nuorodą atsisiųsti ir peržiūrėti internetinį seminarą. Per 24 valandas po užsakymo apmokėjimo ir žinutės gavimo webinaro medžiaga bus išsiųsta Jūsų paštu. Laišką galima išsiųsti vienu iš šių būdų:
Be pranešimo negalėsime identifikuoti mokėjimo ir atsiųsti jums medžiagos. |
Bazinių oksidų cheminės savybės
Išsamiai galite perskaityti apie oksidus, jų klasifikaciją ir gavimo būdus .
1. Sąveika su vandeniu. Su vandeniu gali reaguoti tik baziniai oksidai, kurie atitinka tirpius hidroksidus (šarmus). Iš šarmų susidaro šarminiai metalai (litis, natris, kalis, rubidis ir cezis) ir šarminių žemių metalai (kalcis, stroncis, baris). Kiti metalų oksidai chemiškai nereaguoja su vandeniu. Magnio oksidas verdamas reaguoja su vandeniu.
CaO + H 2 O → Ca (OH) 2
CuO + H 2 O ≠
2. Sąveika su rūgštiniais oksidais ir rūgštimis. Kai baziniai oksidai reaguoja su rūgštimis, susidaro šios rūgšties druska ir vanduo. Kai bazinis oksidas ir rūgštinis oksidas reaguoja, susidaro druska:
bazinis oksidas + rūgštis = druska + vanduo
bazinis oksidas + rūgštinis oksidas = druska
Kai baziniai oksidai sąveikauja su rūgštimis ir jų oksidais, veikia ši taisyklė:
Bent vienas iš reagentų turi atitikti stiprų hidroksidą (šarmą arba stiprią rūgštį).
Kitaip tariant, baziniai oksidai, kurie atitinka šarmus, reaguoja su visais rūgštiniais oksidais ir jų rūgštimis. Baziniai oksidai, kurie atitinka netirpius hidroksidus, reaguoja tik su stiprios rūgštys ir jų oksidai (N 2 O 5, NO 2, SO 3 ir kt.).
3. Sąveika su amfoteriniais oksidais ir hidroksidais.
Kai baziniai oksidai sąveikauja su amfoteriniais, susidaro druskos:
bazinis oksidas + amfoterinis oksidas = druska
Lydymosi metu amfoteriniai oksidai sąveikauja tik baziniai oksidai, kurie atitinka šarmus . Taip susidaro druska. Druskoje esantis metalas paimamas iš baziškesnio oksido, rūgštinė liekana – iš rūgštesnio. V tokiu atveju amfoterinis oksidas sudaro rūgštinę likutį.
K 2 O + Al 2 O 3 → 2KAlO 2
CuO + Al 2 O 3 ≠ (reakcija nevyksta, nes Cu (OH) 2 yra netirpus hidroksidas)
(norėdami nustatyti rūgšties likutį, į amfoterinio arba rūgšties oksido formulę pridėkite vandens molekulę: Al 2 O 3 + H 2 O = H 2 Al 2 O 4 ir gautus rodiklius padalinkite per pusę, jei oksidacijos būsena elementas nelyginis: HAlO 2. Aliuminato jonas gaunamas AlO 2 -. Jono krūvį lengva nustatyti pagal prisijungusių vandenilio atomų skaičių - jei vandenilio atomas yra 1, tai anijono krūvis bus -1, jei 2 yra vandenilis, tai -2 ir tt).
Amfoteriniai hidroksidai kaitinami suyra, todėl praktiškai negali reaguoti su baziniais oksidais.
4. Bazinių oksidų sąveika su reduktoriais.
Taigi kai kurių metalų jonai yra oksidatoriai (kuo įtampų eilėje į dešinę, tuo stipresnis). Sąveikaujant su reduktoriais, metalai pereina į oksidacijos būseną 0.
4.1. Regeneravimas anglies arba anglies monoksidu.
Anglis (anglis) redukuoja iš oksidų tik metalus, esančius veiklos linijoje po aliuminio. Reakcija vyksta tik kaitinant.
FeO + C → Fe + CO
Anglies monoksidas taip pat redukuoja iš oksidų tik metalus, esančius po aliuminio elektrocheminėje serijoje:
Fe 2 O 3 + CO → Al 2 O 3 + CO 2
CuO + CO → Cu + CO 2
4.2. Vandenilio mažinimas .
Vandenilis iš oksidų redukuoja tik metalus, esančius veiklos eilėje į dešinę nuo aliuminio. Reakcija su vandeniliu vyksta tik atšiauriomis sąlygomis – esant slėgiui ir kaitinant.
CuO + H 2 → Cu + H 2 O
4.3. Atkūrimas su aktyvesniais metalais (lydelyje arba tirpale, priklausomai nuo metalo)
Šiuo atveju aktyvesni metalai išstumia mažiau aktyvius. Tai yra, metalas, pridėtas prie oksido, veiklos eilutėje turi būti kairėje nei metalas iš oksido. Reakcijos dažniausiai vyksta kaitinant.
Pavyzdžiui , cinko oksidas sąveikauja su aliuminiu:
3ZnO + 2Al → Al 2 O 3 + 3Zn
bet nesąveikauja su variu:
ZnO + Cu ≠
Metalų redukavimas iš oksidų kitais metalais yra labai dažnas procesas. Aliuminis ir magnis dažnai naudojami metalams išgauti. Tačiau šarminiai metalai tam nelabai tinka – jie yra per daug chemiškai aktyvūs, todėl kyla sunkumų dirbant su jais.
Pavyzdžiui, cezis sprogsta ore.
Alumotermija Ar metalų redukcija iš oksidų su aliuminiu.
Pavyzdžiui : aliuminis redukuoja vario (II) oksidą iš oksido:
3CuO + 2Al → Al 2O 3 + 3Cu
Magniotermija Ar metalų redukcija iš oksidų su magniu.
CuO + H 2 → Cu + H 2 O
4.4. Atkūrimas su amoniaku.
Amoniaku galima redukuoti tik neaktyvių metalų oksidus. Reakcija vyksta tik aukštoje temperatūroje.
Pavyzdžiui , amoniakas redukuoja vario (II) oksidą:
3CuO + 2NH3 → 3Cu + 3H2O + N2
5. Bazinių oksidų sąveika su oksidatoriais.
Veikiant oksidatoriams, kai kurie baziniai oksidai (kuriuose metalai gali padidinti oksidacijos būseną, pvz., Fe 2+, Cr 2+, Mn 2+ ir kt.) gali veikti kaip reduktoriai.
Pavyzdžiui ,Geležies (II) oksidas gali būti oksiduojamas deguonimi į geležies (III) oksidą:
4FeO + O 2 → 2Fe 2 O 3
1. Metalas + nemetalas. Inertinės dujos į šią sąveiką neįeina. Kuo didesnis nemetalo elektronegatyvumas, tuo daugiau didelis skaičius metalai jis sureaguos. Pavyzdžiui, fluoras reaguoja su visais metalais, o vandenilis tik su aktyviais. Kuo metalo aktyvumo eilėje metalas yra kairėje, tuo labiau jis gali reaguoti su nemetalais. Pavyzdžiui, auksas reaguoja tik su fluoru, litis – su visais nemetalais.
2. Nemetalas + nemetalas.
Šiuo atveju labiau elektroneigiamas nemetalas veikia kaip oksidatorius, mažiau EO kaip reduktorius. Nemetalai, turintys artimą elektronegatyvumą, prastai sąveikauja tarpusavyje, pavyzdžiui, fosforo sąveika su vandeniliu ir silicio su vandeniliu praktiškai neįmanoma, nes šių reakcijų pusiausvyra pasislenka į paprastų medžiagų susidarymą. Helis, neonas ir argonas nereaguoja su nemetalais, kitos inertinės dujos atšiauriomis sąlygomis gali reaguoti su fluoru.
Deguonis nesąveikauja su chloru, bromu ir jodu. Deguonis gali reaguoti su fluoru žemoje temperatūroje.
3. Metalas + rūgštinis oksidas. Metalas redukuoja nemetalą iš oksido. Po to metalo perteklius gali reaguoti su susidariusiu nemetalu. Pavyzdžiui:
2 Mg + SiO 2 = 2 MgO + Si (su magnio trūkumu)
2 Mg + SiO 2 = 2 MgO + Mg 2 Si (su magnio pertekliumi)
4. Metalas + rūgštis. Metalai, esantys įtampų serijoje į kairę nuo vandenilio, reaguoja su rūgštimis, išskirdami vandenilį.
Išimtis yra rūgštys – oksidatoriai (koncentruota sieros ir bet kokia azoto rūgštis), kurios gali reaguoti su metalais, stovinčiais įtampų eilėje į dešinę nuo vandenilio, reakcijose vandenilis neišsiskiria, o gaunamas vanduo ir rūgšties redukcijos produktas. .
Būtina atkreipti dėmesį į tai, kad metalui sąveikaujant su daugiabazės rūgšties pertekliumi, galima gauti rūgšties druską: Mg +2 H 3 PO 4 = Mg (H 2 PO 4) 2 + H 2.
Jei rūgšties ir metalo sąveikos produktas yra netirpi druska, tada metalas pasyvinamas, nes metalo paviršius yra apsaugotas netirpios druskos nuo rūgšties poveikio. Pavyzdžiui, praskiestos sieros rūgšties poveikis švinui, bariui ar kalciui.
5. Metalas + druska. Tirpale ši reakcija apima metalą, stovintį įtampų serijoje į dešinę nuo magnio, įskaitant patį magnį, bet į kairę nuo druskos metalo. Jei metalas yra aktyvesnis už magnį, jis reaguoja ne su druska, o su vandeniu, sudarydamas šarmą, kuris vėliau reaguoja su druska. Tokiu atveju pradinė druska ir susidariusi druska turi būti tirpios. Netirpus produktas pasyvina metalą.
Tačiau yra šios taisyklės išimčių:
2FeCl 3 + Cu = CuCl 2 + 2FeCl 2;
2FeCl3 + Fe = 3FeCl2. Kadangi geležis turi vidutinę oksidacijos būseną, jos druska, esanti aukščiausioje oksidacijos būsenoje, lengvai redukuojama į vidutinės oksidacijos būsenos druską, oksiduojant net mažiau aktyvius metalus.
Lydosekai kurie metalo įtempiai neveikia. Nustatyti, ar reakcija tarp druskos ir metalo įmanoma, galima tik termodinaminių skaičiavimų pagalba. Pavyzdžiui, natris gali išstumti kalį iš kalio chlorido lydalo, nes kalis yra lakesnis: Na + KCl = NaCl + K (šią reakciją lemia entropijos koeficientas). Kita vertus, aliuminis buvo gautas išstumiant iš natrio chlorido: 3 Na + AlCl 3 = 3 NaCl + Al ... Šis procesas yra egzoterminis, jį lemia entalpijos faktorius.
Gali būti, kad druska kaitinama suyra, o jos skilimo produktai gali reaguoti su metalu, pavyzdžiui, aliuminio nitratu ir geležimi. Aliuminio nitratas suyra kaitinant iki aliuminio oksido, azoto oksido ( IV ) ir deguonis, deguonis ir azoto oksidas oksiduos geležį:
10Fe + 2Al (NO 3) 3 = 5Fe 2 O 3 + Al 2 O 3 + 3N 2
6. Metalas + bazinis oksidas. Kaip ir išlydytose druskose, šių reakcijų galimybė nustatoma termodinamiškai. Aliuminis, magnis ir natris dažnai naudojami kaip reduktorius. Pavyzdžiui: 8 Al + 3 Fe 3 O 4 = 4 Al 2 O 3 + 9 Fe egzoterminė reakcija, entalpijos faktorius); 2 Al + 3 Rb 2 O = 6 Rb + Al 2 O 3 (lakusis rubidis, entalpijos faktorius).
8. Nemetalas + pagrindas. Paprastai reakcija vyksta tarp nemetalo ir šarmo Ne visi nemetalai gali reaguoti su šarmais: reikia atsiminti, kad patenka halogenai (skirtingai priklausomai nuo temperatūros), siera (kaitinant), silicis, fosforas. į šią sąveiką.
KOH + Cl 2 = KClO + KCl + H 2 O (šaltai)
6 KOH + 3 Cl 2 = KClO 3 + 5 KCl + 3 H 2 O (karštame tirpale)
6KOH + 3S = K 2 SO 3 + 2K 2 S + 3H 2 O
2KOH + Si + H 2 O = K 2 SiO 3 + 2H 2
3KOH + 4P + 3H 2O = PH 3 + 3KPH 2 O 2
1) nemetalas – reduktorius (vandenilis, anglis):
CO 2 + C = 2CO;
2NO2 + 4H2 = 4H2O + N2;
SiO 2 + C = CO 2 + Si. Jei susidaręs nemetalas gali reaguoti su metalu, naudojamu kaip reduktorius, tada reakcija vyks toliau (su anglies pertekliumi) SiO 2 + 2 C = CO 2 + Si C
2) nemetalas – oksidatorius (deguonis, ozonas, halogenai):
2C O + O 2 = 2CO 2.
C O + Cl 2 = CO Cl 2.
2 NO + O 2 = 2 N O 2.
10. Rūgštinis oksidas + bazinis oksidas ... Reakcija vyksta, jei gauta druska iš esmės egzistuoja. Pavyzdžiui, aliuminio oksidas gali reaguoti su sieros anhidridas su aliuminio sulfato susidarymu, bet negali reaguoti su anglies dioksidu, nes atitinkamos druskos nėra.
11. Vanduo + bazinis oksidas ... Reakcija įmanoma, jei susidaro šarmas, tai yra tirpi bazė (arba šiek tiek tirpi kalcio atveju). Jei bazė yra netirpi arba mažai tirpi, tada vyksta atvirkštinė bazės skilimo į oksidą ir vandenį reakcija.
12. Bazinis oksidas + rūgštis ... Reakcija įmanoma, jei yra susidariusi druska. Jei susidariusi druska yra netirpi, reakcija gali būti pasyvuota, nes blokuojama rūgšties patekimas į oksido paviršių. Esant daugiabazinės rūgšties pertekliui, gali susidaryti rūgšties druska.
13. Rūgštinis oksidas + bazė... Paprastai reakcija vyksta tarp šarmo ir rūgštinio oksido. Jei rūgštinis oksidas sutampa su daugiabaze rūgštimi, galima gauti rūgštinę druską: CO 2 + KOH = KHCO 3.
Rūgštiniai oksidai, atitinkantys stipriąsias rūgštis, taip pat gali reaguoti su netirpiomis bazėmis.
Kartais oksidai, atitinkantys silpnas rūgštis, reaguoja su netirpiomis bazėmis ir galima gauti vidutinę arba bazinę druską (paprastai gaunama mažiau tirpi medžiaga): 2 Mg (OH) 2 + CO 2 = (MgOH) 2 CO 3 + H 2 O.
14. Rūgštinis oksidas + druska. Reakcija gali vykti lydyte ir tirpale. Lydete mažiau lakus oksidas išstumia lakesnį oksidą iš druskos. Tirpale oksidas, atitinkantis stipresnę rūgštį, išstumia oksidą, atitinkantį silpnesnę rūgštį. Pavyzdžiui, Na 2 CO 3 + SiO 2 = Na 2 SiO 3 + CO 2 , į priekį, ši reakcija vyksta lydaloje, anglies dioksidas yra lakesnis nei silicio oksidas; priešinga kryptimi, reakcija vyksta tirpale, anglies rūgštis yra stipresnė už silicio rūgštį, o silicio oksidas nusėda.
Galima sujungti rūgšties oksidą su savo druska, pavyzdžiui, iš chromato galima gauti dichromatą, o iš sulfato - disulfatą, iš sulfito - disulfitą:
Na 2 SO 3 + SO 2 = Na 2 S 2 O 5
Norėdami tai padaryti, turite paimti kristalinę druską ir gryną oksidą arba prisotintą druskos tirpalą ir rūgštinio oksido perteklių.
Tirpale druskos gali reaguoti su savo rūgštiniais oksidais ir sudaryti rūgštines druskas: Na 2 SO 3 + H 2 O + SO 2 = 2 NaHSO 3
15. Vanduo + rūgštinis oksidas ... Reakcija įmanoma, jei susidaro tirpi arba mažai tirpi rūgštis. Jei rūgštis netirpi arba mažai tirpi, tada vyksta atvirkštinė rūgšties skilimo į oksidą ir vandenį reakcija. Pavyzdžiui, sieros rūgštis pasižymi gavimo iš oksido ir vandens reakcija, skilimo reakcija praktiškai nevyksta, silicio rūgšties negalima gauti iš vandens ir oksido, tačiau ji lengvai skyla į šiuos komponentus, tačiau anglies ir sieros rūgštys gali. dalyvauti tiek tiesioginėse, tiek atgalinėse reakcijose.
16. Bazė + rūgštis. Reakcija vyksta, jei bent viena iš reaguojančių medžiagų yra tirpi. Priklausomai nuo reagentų santykio, gali būti gaunamos vidutinės, rūgštinės ir bazinės druskos.
17. Pagrindas + druska. Reakcija vyksta, jei abi pradinės medžiagos yra tirpios ir gaunamas bent vienas neelektrolitas kaip produktas, arba silpnas elektrolitas(nuosėdos, dujos, vanduo).
18. Druska + rūgštis. Paprastai reakcija vyksta, jei abi pradinės medžiagos yra tirpios ir gaunamas bent vienas neelektrolitas arba silpnas elektrolitas (nuosėdos, dujos, vanduo).
Stipri rūgštis gali reaguoti su netirpios druskos silpnos rūgštys (karbonatai, sulfidai, sulfitai, nitritai), o išsiskiria dujinis produktas.
Reakcijos tarp koncentruotų rūgščių ir kristalinių druskų galimos, jei gaunama labiau laki rūgštis: pavyzdžiui, vandenilio chloridą galima gauti koncentruota sieros rūgštimi veikiant kristalinį natrio chloridą, vandenilio bromidą ir vandenilio jodidą - ortofosforo rūgštį veikiant. atitinkamos druskos. Galite veikti su rūgštimi savo druską, kad susidarytų rūgštinė druska, pavyzdžiui: BaSO 4 + H 2 SO 4 = Ba (HSO 4) 2.
19. Druska + druska.Paprastai reakcija vyksta, jei abi pradinės medžiagos yra tirpios ir gaunamas bent vienas neelektrolitas arba silpnas elektrolitas.
1) druska neegzistuoja, nes negrįžtamai hidrolizuojamas ... Tai dauguma karbonatų, sulfitų, sulfidų, trivalenčių metalų silikatų, taip pat kai kurių dvivalenčių metalų ir amonio druskų. Trivalenčių metalų druskos hidrolizuojamos iki atitinkamos bazės ir rūgšties, o dvivalenčių metalų druskos į mažiau tirpias bazines druskas.
Panagrinėkime keletą pavyzdžių:
2 FeCl 3 + 3 Na 2 CO 3 = Fe 2 ( CO 3 ) 3 + 6 NaCl (1)
Fe 2 (CO 3) 3+ 6H 2 O = 2Fe (OH) 3 + 3 H 2 CO 3
H 2 CO 3 skyla į vandenį ir anglies dioksidą, sumažėja vandens kiekis kairėje ir dešinėje ir pasirodo: Fe 2 ( CO 3 ) 3 + 3 H 2 O = 2 Fe (OH) 3 + 3 CO 2 (2)
Jei dabar sujungsime (1) ir (2) lygtis ir sumažinsime geležies karbonatą, gautume bendrą lygtį, atspindinčią geležies chlorido sąveiką ( III ) ir natrio karbonatas: 2 FeCl 3 + 3 Na 2 CO 3 + 3 H 2 O = 2 Fe (OH) 3 + 3 CO 2 + 6 NaCl
CuSO 4 + Na 2 CO 3 = CuCO 3 + Na 2 SO 4 (1)
Pabraukta druska neegzistuoja dėl negrįžtamos hidrolizės:
2CuCO 3+ H 2 O = (CuOH) 2 CO 3 + CO 2 (2)
Jei dabar sujungsime (1) ir (2) lygtis ir redukuojame vario karbonatą, gausime bendrą lygtį, atspindinčią sulfato sąveiką ( II ) ir natrio karbonatas:
2CuSO 4 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O = (CuOH) 2 CO 3 + CO 2 + 2Na 2 SO 4
Druskos nesudarantys (abejingi, indiferentiniai) oksidai CO, SiO, N 2 0, NO.
Druską formuojantys oksidai:
Pagrindinis. Oksidai, kurių hidratai yra bazės. Metalų oksidai su oksidacijos laipsniais +1 ir +2 (retai +3). Pavyzdžiai: Na 2 O - natrio oksidas, CaO - kalcio oksidas, CuO - vario (II) oksidas, CoO - kobalto (II) oksidas, Bi 2 O 3 - bismuto (III) oksidas, Mn 2 O 3 - mangano oksidas (III) ).
Amfoterinis. Oksidai, kurių hidratai yra amfoteriniai hidroksidai. Metalų oksidai, kurių oksidacijos laipsniai +3 ir +4 (retai +2). Pavyzdžiai: Al 2 O 3 – aliuminio oksidas, Cr 2 O 3 – chromo (III) oksidas, SnO 2 – alavo (IV) oksidas, MnO 2 – mangano (IV) oksidas, ZnO – cinko oksidas, BeO – berilio oksidas.
Rūgšti. Oksidai, kurių hidratai yra deguonies turinčios rūgštys. Nemetaliniai oksidai. Pavyzdžiai: P 2 O 3 - fosforo (III) oksidas, CO 2 - anglies monoksidas (IV), N 2 O 5 - azoto oksidas (V), SO 3 - sieros oksidas (VI), Cl 2 O 7 - chloro oksidas ( VII). Metalų oksidai su oksidacijos laipsniais +5, +6 ir +7. Pavyzdžiai: Sb 2 O 5 – stibio (V) oksidas. CrOz - chromo (VI) oksidas, MnOz - mangano (VI) oksidas, Mn 2 O 7 - mangano (VII) oksidas.
Oksidų prigimties pasikeitimas padidėjus metalo oksidacijos būsenai
Fizinės savybės
Oksidai yra kieti, skysti ir dujiniai, įvairių spalvų. Pavyzdžiui: vario (II) oksidas CuO juodas, kalcio oksidas CaO baltas- kietosios medžiagos. Sieros oksidas (VI) SO 3 yra bespalvis lakus skystis, o anglies monoksidas (IV) CO 2 yra bespalvės dujos normaliomis sąlygomis.
Sumavimo būsena
CaO, CuO, Li 2 O ir kiti baziniai oksidai; ZnO, Al 2 O 3, Cr 2 O 3 ir kiti amfoteriniai oksidai; SiO 2, P 2 O 5, CrO 3 ir kiti rūgštiniai oksidai.
SO 3, Cl 2 O 7, Mn 2 O 7 ir kt.
Dujinis:
CO 2, SO 2, N 2 O, NO, NO 2 ir kt.
Tirpumas vandenyje
Tirpus:
a) šarminių ir šarminių žemių metalų baziniai oksidai;
b) beveik visi rūgštiniai oksidai (išimtis: SiO 2).
Netirpus:
a) visi kiti baziniai oksidai;
b) visi amfoteriniai oksidai
Cheminės savybės
1. Rūgščių-šarmų savybės
Bendrosios bazinių, rūgščių ir amfoterinių oksidų savybės yra rūgščių ir šarmų sąveika, kurią iliustruoja tokia schema:
(tik šarminių ir šarminių žemės metalų oksidams) (išskyrus SiO 2).
Amfoteriniai oksidai, turintys ir bazinių, ir rūgščių oksidai, sąveikauja su stipriomis rūgštimis ir šarmais:
2. Oksidacinės – redukuojančios savybės
Jei elementas turi kintamą oksidacijos būseną (s. O.), tada jo oksidai su mažu s. O. gali pasižymėti redukuojančiomis savybėmis, o oksidai su dideliu c. O. - oksiduojantis.
Reakcijų, kuriose oksidai veikia kaip reduktorius, pavyzdžiai:
Oksidų oksidacija su mažu c. O. į oksidus su dideliu c. O. elementai.
2C +2 O + O 2 = 2C +4 O 2
2S +4 O 2 + O 2 = 2S +6 O 3
2N +2 O + O 2 = 2N +4 O 2
Anglies monoksidas (II) redukuoja metalus iš jų oksidų ir vandenilį iš vandens.
C +2 O + FeO = Fe + 2C +4 O 2
C +2 O + H 2 O = H 2 + 2C +4 O 2
Reakcijų, kuriose oksidai veikia kaip oksidatoriai, pavyzdžiai:
Oksidų redukcija su dideliu o. elementai paverčiami oksidais, kurių c. O. arba anksčiau paprastos medžiagos.
C +4 O 2 + C = 2C +2 O
2S +6 O 3 + H 2 S = 4S +4 O 2 + H 2 O
C +4 O 2 + Mg = C 0 + 2MgO
Cr +3 2 O 3 + 2Al = 2Cr 0 + 2Al 2 O 3
Cu +2 O + H 2 = Cu 0 + H 2 O
Mažo aktyvumo metalų oksidų naudojimas organinėms medžiagoms oksiduoti.
Kai kurie oksidai, kuriuose elementas turi tarpinį c. o., galintis neproporcingas;
pavyzdžiui:
2NO 2 + 2NaOH = NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O
Gavimo būdai
1. Paprastų medžiagų – metalų ir nemetalų – sąveika su deguonimi:
4Li + O2 = 2Li 2O;
2Cu + O2 = 2CuO;
4P + 5O 2 = 2P 2 O 5
2. Dehidratacija netirpios bazės, amfoteriniai hidroksidai ir kai kurios rūgštys:
Cu (OH) 2 = CuO + H 2 O
2Al (OH) 3 = Al 2 O 3 + 3H 2 O
H 2 SO 3 = SO 2 + H 2 O
H 2 SiO 3 = SiO 2 + H 2 O
3. Kai kurių druskų skilimas:
2Cu (NO 3) 2 = 2CuO + 4NO 2 + O 2
CaCO 3 = CaO + CO 2
(CuOH) 2 CO 3 = 2CuO + CO 2 + H 2 O
4. Oksidacija sudėtingos medžiagos deguonis:
CH 4 + 2O 2 = CO 2 + H 2 O
4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O
5. Oksiduojančių rūgščių redukcija metalais ir nemetalais:
Cu + H 2 SO 4 (konc.) = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
10HNO 3 (konc) + 4Ca = 4Ca (NO 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O
2HNO 3 (skilimas) + S = H 2 SO 4 + 2NO
6. Oksidų tarpusavio virsmai redokso reakcijų eigoje (žr. oksidų redoksines savybes).
