Pràcticament tots els elements del sistema periòdic de Mendeleiev poden formar òxids, o òxids, compostos binaris que contenen àtoms d'oxigen a les seves molècules. La classe d'aquests compostos inorgànics, al seu torn, es divideix en diversos grups: òxids bàsics, àcids, anfòters i indiferents. L'objectiu del nostre article és estudiar les propietats físiques i químiques dels òxids, així com la seva aplicació pràctica i la seva importància per als humans.
Mètodes d'obtenció
La reacció química principal per obtenir òxids és la interacció directa d'un metall o no metall amb l'oxigen.
H2 + O2=H2O (la reacció és explosiva)
4K + O2=2K2O
Altres mètodes de formació d'òxids inclouen la combustió de substàncies complexes, com els hidrocarburs. Acaba produint diòxid de carboni i aigua. Durant la descomposició tèrmica de bases insolubles en aigua osals: també s'alliberen carbonats, nitrats, òxids. A continuació es donen exemples d'aquestes reaccions:
- Fe(OH)2=FeO+H2O òxid de ferro(II)
- 2KNO3=2KNO2 + O2↑
Característiques físiques
L'estat d'agregació dels compostos binaris d'oxigen amb metalls o no metalls pot ser diferent. Per exemple, els òxids de carboni, el diòxid de nitrogen, l'òxid de sofre (IV) són gasos. Els líquids són aigua, l'anhídrid sulfúric i els òxids metàl·lics són sòlids. La solubilitat dels compostos també és diferent. Donem exemples d'òxids amb diferents graus d'interacció amb l'aigua. Així, el diòxid de carboni es dissol a l'aigua a temperatura ambient en una proporció d'1:1, l'òxid nítric (II) és lleugerament soluble i el diòxid de silici és completament insoluble.
Òxids bàsics
Si una molècula d'una substància conté àtoms de metalls típics, presenta propietats bàsiques. La substància reaccionarà amb àcids i òxids àcids així com amb aigua. Per exemple, l'òxid de calci pot reaccionar amb l'àcid perclòric:
2HCl + CaO=CaCl2 + H2O.
Els productes de reacció seran de sal mitjana i aigua. Si el mateix òxid de calci interacciona amb el monòxid de carboni, obtenim una substància: la sal.
CaO + CO2=CaCO3.
Les propietats dels òxids formats pels metalls han trobat aplicació en diverses indústries. Per tant, l'òxid de calci, també anomenat calç viva o calç cremada, és importantcom a matèria primera per a la producció de calç apagada. L'hidròxid de calci s'utilitza àmpliament a la indústria com a morter de construcció. L'aigua de calç s'utilitza com a indicador de la presència de molècules de diòxid de carboni en solució.
Exemples d'òxids que formen el mineral de ferro són FeO i Fe2O3: mineral de ferro marró i magnètic. A l' alt forn es redueixen amb coc i òxids de carboni i s'obté un aliatge de ferro i carboni: ferro colat. En el procés de processament posterior a la indústria metal·lúrgica, es fonen diversos graus d'acer, inclòs l'acer aliat.
La reacció amb l'aigua d'òxids de metalls alcalins o alcalinotèrres condueix a la producció d'àlcali.
Caracterització d'òxids àcids
Els òxids de nitrogen, carboni, sofre, silici, etc. formen un grup d'òxids àcids. Les propietats químiques dels òxids són reaccions amb àlcalis, òxids bàsics i aigua. Els productes de la interacció entre l'hidròxid de potassi i el diòxid de carboni seran el carbonat de potassi i l'aigua. Si la base de sodi i el diòxid de silici reaccionen entre ells, obtenim silicat de sodi i aigua.
Alguns òxids àcids reaccionen amb l'aigua. El producte de reacció serà l'àcid (carbònic) corresponent:
CO2 + H2O=H2CO 3.
Els òxids àcids, exemples dels quals donarem a continuació, són importants. Així, l'anhídrid sulfúric SO3, un líquid incolor, és la matèria primera per a la producció industrialàcid sulfat - el principal producte de la indústria química. Els compostos de nitrogen, com el NO2, s'utilitzen per produir àcids de nitrat. A més del diòxid de nitrogen, l'aigua i l'oxigen també participen en la reacció. L'àcid nítric, obtingut per la reacció dels òxids de nitrogen amb l'aigua, s'utilitza en la producció d'adobs minerals, explosius, colorants, medicaments, plàstics, etc.
Compostos anfotèrics
Els òxids, que inclouen, per exemple, àtoms de zinc o d'alumini, presenten propietats químiques dobles. Poden reaccionar tant amb àcids com amb àlcalis. En aquest cas, els productes de reacció són sals mitjanes. Aquí hi ha una descripció de les propietats físiques d'alguns òxids amfòters, exemples dels quals tindrem en compte. Per tant, Al2O3 és corindó, és una substància sòlida el punt de fusió de la qual arriba als 2050°. A la natura, l'òxid forma part de l'alúmina i també forma cristalls de colors, que són pedres precioses: robins i safirs.
L'òxid de zinc ZnO són cristalls incolors, a una temperatura de 1800 ° convertint-se en un estat de vapor. Aquest fenomen s'anomena sublimació. La substància és insoluble en aigua, quan les partícules de pols inhalades causen intoxicació. L'òxid de zinc ha trobat aplicació com a material abrasiu, en la producció de pintures, cuir artificial, en medicina, en odontologia, com a material de farciment.
Al nostre article, hem estudiat la classificació dels òxids, les seves propietats químiques i físiques, itambé aplicacions industrials.
