Praktisch alle Elemente des Periodensystems von Mendeleev können Oxide oder Oxide bilden - binäre Verbindungen, die Sauerstoffatome in ihren Molekülen enth alten. Die Klasse dieser anorganischen Verbindungen wird wiederum in mehrere Gruppen unterteilt: basische, saure, amphotere und indifferente Oxide. Der Zweck unseres Artikels ist es, die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Oxiden sowie ihre praktische Anwendung und Bedeutung für den Menschen zu untersuchen.
Erlangungsmethoden
Die wichtigste chemische Reaktion zur Gewinnung von Oxiden ist die direkte Wechselwirkung eines Metalls oder Nichtmetalls mit Sauerstoff.
H2 + O2=H2O (die Reaktion ist explosiv)
4K + O 2=2K2O
Andere Methoden der Oxidbildung umfassen die Verbrennung komplexer Substanzen wie Kohlenwasserstoffe. Am Ende entstehen Kohlendioxid und Wasser. Bei der thermischen Zersetzung von wasserunlöslichen Basen bzwSalze: Karbonate, Nitrate, Oxide werden ebenfalls freigesetzt. Beispiele für solche Reaktionen sind unten angegeben:
- Fe(OH)2=FeO+H2O Eisen(II)-oxid
- 2KNO3=2KNO2 + O2↑
Körperliche Eigenschaften
Der Aggregatzustand von binären Verbindungen des Sauerstoffs mit Metallen oder Nichtmetallen kann unterschiedlich sein. Beispielsweise sind Kohlenoxide, Stickstoffdioxid, Schwefeloxid (IV) Gase. Flüssigkeiten sind Wasser, Schwefelsäureanhydrid und Metalloxide sind Feststoffe. Auch die Löslichkeit der Verbindungen ist unterschiedlich. Lassen Sie uns Beispiele für Oxide mit unterschiedlichem Grad der Wechselwirkung mit Wasser geben. So löst sich Kohlendioxid in Wasser bei Raumtemperatur im Verhältnis 1:1, Stickstoffmonoxid (II) ist schwerlöslich und Siliziumdioxid ist völlig unlöslich.
Basische Oxide
Wenn ein Molekül eines Stoffes Atome typischer Metalle enthält, weist es grundlegende Eigenschaften auf. Der Stoff reagiert mit Säuren und Säureoxiden sowie Wasser. Beispielsweise kann Calciumoxid mit Perchlorsäure reagieren:
2HCl + CaO=CaCl2 + H2O.
Die Reaktionsprodukte sind mittleres Salz und Wasser. Wenn dasselbe Calciumoxid mit Kohlenmonoxid interagiert, erh alten wir eine Substanz - Salz.
CaO + CO2=CaCO3.
Die Eigenschaften von Oxiden, die von Metallen gebildet werden, haben in verschiedenen Industrien Anwendung gefunden. Calciumoxid, auch Brannt- oder Branntkalk genannt, ist also wichtigals Rohstoff für die Herstellung von Löschkalk. Calciumhydroxid wird in der Industrie häufig als Baumörtel verwendet. Kalkwasser wird als Indikator für das Vorhandensein von Kohlendioxidmolekülen in Lösung verwendet.
Beispiele für Oxide, aus denen Eisenerz besteht, sind FeO und Fe2O3 - braunes und magnetisches Eisenerz. Im Hochofen werden sie mit Koks und Kohlenoxiden reduziert und es entsteht eine Legierung aus Eisen und Kohlenstoff – Gusseisen. Bei der Weiterverarbeitung in der Hüttenindustrie werden verschiedene Stahlsorten erschmolzen, darunter auch legierter Stahl.
Reaktion von Oxiden von Alkali- oder Erdalkalimetallen mit Wasser führt zur Bildung von Alkali.
Charakterisierung von Säureoxiden
Stickstoff-, Kohlenstoff-, Schwefel-, Siliziumoxide usw. bilden eine Gruppe saurer Oxide. Die chemischen Eigenschaften von Oxiden sind Reaktionen mit Alkalien, basischen Oxiden und Wasser. Die Produkte der Wechselwirkung zwischen Kaliumhydroxid und Kohlendioxid sind Kaliumcarbonat und Wasser. Reagieren Natronlauge und Siliziumdioxid miteinander, so entsteht Natriumsilikat und Wasser.
Einige saure Oxide reagieren mit Wasser. Das Reaktionsprodukt ist die entsprechende Säure (Kohlensäure):
CO 2 + H2O=H2CO 3.
Säureoxide, von denen wir unten Beispiele geben werden, sind wichtig. So ist Schwefelsäureanhydrid SO3 - eine farblose Flüssigkeit - das Ausgangsmaterial für die industrielle ProduktionSulfatsäure - das Hauptprodukt der chemischen Industrie. Stickstoffverbindungen wie NO2 werden zur Herstellung von Salpetersäure verwendet. An der Reaktion sind neben Stickstoffdioxid auch Wasser und Sauerstoff beteiligt. Salpetersäure, die durch die Reaktion von Stickoxiden mit Wasser gewonnen wird, wird zur Herstellung von Mineraldünger, Sprengstoffen, Farbstoffen, Medikamenten, Kunststoffen usw. verwendet.
Amphotere Verbindungen
Oxide, zu denen beispielsweise Zink- oder Aluminiumatome gehören, weisen zwei chemische Eigenschaften auf. Sie können sowohl mit Säuren als auch mit Laugen reagieren. In diesem Fall sind die Reaktionsprodukte mittlere Salze. Hier ist eine Beschreibung der physikalischen Eigenschaften einiger amphoterer Oxide, von denen wir Beispiele betrachten werden. Also, Al2O3 ist Korund, es ist eine feste Substanz, deren Schmelzpunkt 2050° erreicht. In der Natur ist das Oxid Bestandteil von Tonerde und bildet auch farbige Kristalle, die Edelsteine sind - Rubine und Saphire.
Zinkoxid ZnO sind farblose Kristalle, die bei einer Temperatur von 1800 ° in einen Dampfzustand übergehen. Dieses Phänomen wird als Sublimation bezeichnet. Die Substanz ist wasserunlöslich, beim Einatmen von Staubpartikeln kommt es zu Vergiftungen. Zinkoxid findet Anwendung als Schleifmittel, bei der Herstellung von Farben, Kunstleder, in der Medizin, in der Zahnheilkunde - als Füllmaterial.
In unserem Artikel haben wir die Klassifizierung von Oxiden, ihre chemischen und physikalischen Eigenschaften und untersuchtauch industrielle Anwendungen.
