Les substàncies que formen la base del nostre món físic estan compostes per diferents tipus d'elements químics. Quatre d'ells són els més habituals. Aquests són hidrogen, carboni, nitrogen i oxigen. L'últim element es pot unir amb partícules de metalls o no metalls i formar compostos binaris: òxids. En el nostre article, estudiarem els mètodes més importants per obtenir òxids al laboratori i la indústria. Tingueu en compte també les seves propietats físiques i químiques bàsiques.
Estat agregat
Els òxids, o òxids, existeixen en tres estats: gasós, líquid i sòlid. Per exemple, el primer grup inclou compostos tan coneguts i estès a la natura com el diòxid de carboni - CO2, monòxid de carboni - CO, diòxid de sofre - SO2i altres. A la fase líquida, hi ha òxids com l'aigua - H2O, anhídrid sulfúric - SO3, òxid nítric - N 2 O3. RebutEls òxids que hem anomenat es poden fer al laboratori, però també es produeix comercialment monòxid de carboni i triòxid de sofre. Això es deu a l'ús d'aquests compostos en els cicles tecnològics de la fosa del ferro i la producció d'àcid sulfat. El monòxid de carboni s'utilitza per reduir el ferro del mineral, l'anhídrid sulfúric es dissol en àcid sulfat i s'extreu l'oli.
Classificació dels òxids
Hi ha diversos tipus de substàncies que contenen oxigen, que consisteixen en dos elements. Les propietats químiques i els mètodes d'obtenció d'òxids dependran de quin dels grups llistats pertanyi la substància. Per exemple, el diòxid de carboni, que és un òxid àcid, s'obté per combinació directa de carboni amb oxigen, realitzant una reacció d'oxidació dura. El diòxid de carboni també es pot alliberar durant l'intercanvi de sals d'àcid carbònic i àcids inorgànics forts:
HCl + Na2CO3=2NaCl + H2O + CO 2
Quin tipus de reacció és el distintiu dels òxids àcids? Aquesta és la seva interacció amb els àlcalis:
SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H 2O
Òxids anfòters i que no formen sal
Els òxids indiferents, com el CO o el N2O, no són capaços de produir reaccions que condueixin a la formació de sals. D' altra banda, la majoria dels òxids àcids poden reaccionar amb l'aigua per formar àcids. Tanmateix, això no és possible per a l'òxid de silici. És convenient obtenir àcid silicat indirectament.via: dels silicats que reaccionen amb àcids forts. Els amfòters seran aquests compostos binaris amb oxigen que són capaços de reaccions tant amb àlcalis com amb àcids. Inclourem els següents compostos en aquest grup: aquests són els coneguts òxids d'alumini i zinc.
Obtenció d'òxids de sofre
En els seus compostos amb oxigen, el sofre presenta diferents valències. Per tant, en el diòxid de sofre, la fórmula del qual és SO2, és tetravalent. Al laboratori, el diòxid de sofre es produeix en la reacció entre l'àcid sulfat i l'hidrosulfit de sodi, l'equació del qual és
NaHSO3 + H2SO4 → NaHSO4 + SO2 + H2O
Una altra manera d'extreure SO2 és un procés redox entre coure i àcid sulfat d' alta concentració. El tercer mètode de laboratori per a la producció d'òxids de sofre és la combustió d'escapament d'una mostra d'una substància sulfurosa simple:
Cu + 2H2SO4=CuSO4 + SO 2 + 2H2O
A la indústria, el diòxid de sofre es pot obtenir cremant minerals que contenen sofre zinc o plom, així com cremant pirita FeS2. El diòxid de sofre obtingut per aquest mètode s'utilitza per a l'extracció de triòxid de sofre SO3 i, a més, d'àcid sulfat. El diòxid de sofre amb altres substàncies es comporta com un òxid amb característiques àcides. Per exemple, la seva interacció amb l'aigua condueix a la formació d'àcid sulfit H2SO3:
SO2 + H2O=H2SO 3
Aquesta reacció és reversible. El grau de dissociació de l'àcid és baix, de manera que el compost es classifica com un electròlit feble i l'àcid sulfurós en si només pot existir en una solució aquosa. Sempre hi ha molècules de diòxid de sofre, que donen a la substància una olor picant. La mescla de reacció es troba en un estat de concentració igual de reactius i productes, que es pot desplaçar canviant les condicions. Per tant, quan s'afegeix àlcali a una solució, la reacció transcorrerà d'esquerra a dreta. Si s'elimina el diòxid de sofre de l'esfera de reacció escalfant o bufant una barreja de nitrogen gasós, l'equilibri dinàmic es desplaçarà cap a l'esquerra.
Anhídrid sulfúric
Continuem considerant les propietats i els mètodes d'obtenció d'òxids de sofre. Si es crema diòxid de sofre, el resultat és un òxid en què el sofre té un estat d'oxidació de +6. És triòxid de sofre. El compost es troba en fase líquida, s'endureix ràpidament en forma de cristalls a temperatures inferiors als 16 °C. Una substància cristal·lina es pot representar per diverses modificacions al·lotròpiques que difereixen en l'estructura de la xarxa cristal·lina i els punts de fusió. L'anhídrid sulfúric presenta les propietats d'un agent reductor. Interaccionant amb l'aigua, forma un aerosol d'àcid sulfat, per tant, a la indústria, H2SO4 es produeix dissolint anhídrid sulfúric en sulfat concentrat àcid. Com a resultat, es forma oleum. Afegiu-hi aigua i obteniu una solució d'àcid sulfúric.
Òxids bàsics
Haver estudiat les propietats i la producció d'òxidssofre, pertanyent al grup de compostos binaris àcids amb oxigen, considereu els compostos d'oxigen dels elements metàl·lics.
Els òxids bàsics es poden determinar mitjançant un signe com ara la presència a les molècules de partícules metàl·liques dels subgrups principals del primer o segon grups del sistema periòdic. Es classifiquen en alcalins o alcalinoterrosos. Per exemple, l'òxid de sodi - Na2O pot reaccionar amb l'aigua, donant lloc a la formació d'hidròxids químicament agressius - àlcalis. Tanmateix, la principal propietat química dels òxids bàsics és la interacció amb àcids orgànics o inorgànics. Va amb la formació de sal i aigua. Si s'afegeix àcid clorhídric a l'òxid de coure en pols blanca, trobarem una solució de clorur de coure de color verd blavós:
CuO + 2HCl=CuCl2 + H2O
Escalfar hidròxids sòlids insolubles és una altra manera important d'obtenir òxids bàsics:
Ca(OH)2 → CaO + H2O
Condicions: 520-580°C.
Al nostre article, vam examinar les propietats més importants dels compostos binaris amb oxigen, així com els mètodes per obtenir òxids al laboratori i la indústria.
