Mengyelejev periodikus rendszerének gyakorlatilag minden eleme oxidokat vagy oxidokat képezhet – olyan bináris vegyületeket, amelyek molekuláiban oxigénatomokat tartalmaznak. Ezeknek a szervetlen vegyületeknek az osztálya viszont több csoportra oszlik: bázikus, savas, amfoter és indifferens oxidokra. Cikkünk célja az oxidok fizikai és kémiai tulajdonságainak tanulmányozása, valamint gyakorlati alkalmazásuk és jelentőségük az ember számára.
Megszerzési módszerek
Az oxidok előállításának fő kémiai reakciója egy fém vagy nemfém oxigénnel való közvetlen kölcsönhatása.
H2 + O2=H2O (a reakció robbanásveszélyes)
4K + O2=2K2O
Az oxidképzés egyéb módszerei közé tartozik az összetett anyagok, például a szénhidrogének elégetése. A végén szén-dioxidot és vizet termel. A vízben oldhatatlan bázisok hőbomlása során illsók: karbonátok, nitrátok, oxidok is felszabadulnak. Példák az ilyen reakciókra az alábbiakban:
- Fe(OH)2=FeO+H2O vas(II)-oxid
- 2KNO3=2KNO2 + O2↑
Fizikai jellemzők
Az oxigén bináris vegyületeinek fémekkel vagy nemfémekkel való aggregációja eltérő lehet. Például a szén-oxidok, a nitrogén-dioxid, a kén-oxid (IV) gázok. A folyadékok a víz, a kénsav-anhidrid és a fém-oxidok szilárd anyagok. A vegyületek oldhatósága is eltérő. Adjunk példákat az oxidokra, amelyek különböző fokú kölcsönhatásba lépnek a vízzel. Tehát a szén-dioxid szobahőmérsékleten 1:1 arányban oldódik vízben, a nitrogén-oxid (II) gyengén oldódik, a szilícium-dioxid pedig teljesen oldhatatlan.
Alap oxidok
Ha egy anyag molekulája tipikus fémek atomjait tartalmazza, akkor alapvető tulajdonságokat mutat. Az anyag reakcióba lép savakkal és savas oxidokkal, valamint vízzel. Például a kalcium-oxid reakcióba léphet perklórsavval:
2HCl + CaO=CaCl2 + H2O.
A reakciótermék közepes só és víz lesz. Ha ugyanaz a kalcium-oxid kölcsönhatásba lép a szén-monoxiddal, akkor egyetlen anyagot kapunk - sót.
CaO + CO2=CaCO3.
A fémek által képzett oxidok tulajdonságait számos iparágban alkalmazzák. Tehát a kalcium-oxid, amelyet égetett mésznek vagy égetett mésznek is neveznek, fontosoltott mész előállításának alapanyagaként. A kalcium-hidroxidot széles körben használják az iparban építőhabarcsként. A mészvizet a szén-dioxid-molekulák oldatban való jelenlétének indikátoraként használják.
Példák a vasércet alkotó oxidokra: FeO és Fe2O3 – barna és mágneses vasérc. A nagyolvasztóban koksszal és szén-oxiddal redukálják őket, és vas és szén ötvözetét kapják - öntöttvas. A kohászati iparban történő további feldolgozása során különböző minőségű acélokat olvasztanak, beleértve az ötvözött acélt is.
Alkáli- vagy alkáliföldfém-oxidok vízzel való reakciója lúg képződéséhez vezet.
Savas oxidok jellemzése
A nitrogén, szén, kén, szilícium stb. oxidjai savas oxidok csoportját alkotják. Az oxidok kémiai tulajdonságai lúgokkal, bázikus oxidokkal és vízzel való reakciók. A kálium-hidroxid és a szén-dioxid közötti kölcsönhatás terméke kálium-karbonát és víz lesz. Ha a nátriumbázis és a szilícium-dioxid reakcióba lép egymással, nátrium-szilikátot és vizet kapunk.
Egyes savas oxidok reakcióba lépnek vízzel. A reakciótermék a megfelelő sav (szénsav):
CO2 + H2O=H2CO 3.
A savas oxidok, amelyekre az alábbiakban példákat mutatunk be, fontosak. Tehát a kénsav-anhidrid SO3 - színtelen folyadék, az ipari termelés alapanyagaszulfátsav - a vegyipar fő terméke. Nitrogénvegyületeket, például NO2 használnak nitrátsav előállítására. A reakcióban a nitrogén-dioxidon kívül víz és oxigén is részt vesz. A nitrogén-oxidok vízzel való reakciójával nyert salétromsavat ásványi műtrágyák, robbanóanyagok, színezékek, gyógyszerek, műanyagok stb. előállítására használják.
Amfoter vegyületek
Az oxidok, amelyek közé tartoznak például a cink- vagy alumíniumatomok, kettős kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek. Reagálhatnak savakkal és lúgokkal egyaránt. Ebben az esetben a reakciótermékek közepes sók. Itt található néhány amfoter oxid fizikai tulajdonságainak leírása, amelyekre példákat fogunk figyelembe venni. Tehát az Al2O3 korund, szilárd anyag, amelynek olvadáspontja eléri a 2050°-ot. A természetben az oxid az alumínium-oxid része, és színes kristályokat is képez, amelyek drágakövek – rubinok és zafírok.
A cink-oxid ZnO színtelen kristályok, amelyek 1800°-os hőmérsékleten gőz állapotba kerülnek. Ezt a jelenséget szublimációnak nevezik. Az anyag vízben nem oldódik, belélegezve a porrészecskék mérgezést okoznak. A cink-oxidot csiszolóanyagként, festékek, műbőr gyártásban, gyógyászatban, fogászatban - tömőanyagként alkalmazták.
Cikkünkben az oxidok osztályozását, kémiai és fizikai tulajdonságaikat, ill.ipari alkalmazások is.
