موادی که اساس دنیای فیزیکی ما را تشکیل می دهند از انواع مختلفی از عناصر شیمیایی تشکیل شده اند. چهار مورد از آنها رایج ترین هستند. اینها هیدروژن، کربن، نیتروژن و اکسیژن هستند. آخرین عنصر می تواند با ذرات فلزات یا غیر فلزات متصل شود و ترکیبات دوتایی - اکسیدها را تشکیل دهد. در مقاله خود به بررسی مهم ترین روش های بدست آوردن اکسید در آزمایشگاه و صنعت می پردازیم. خواص فیزیکی و شیمیایی اولیه آنها را نیز در نظر بگیرید.
حالت مجموع
اکسیدها یا اکسیدها در سه حالت وجود دارند: گاز، مایع و جامد. به عنوان مثال، گروه اول شامل ترکیبات شناخته شده و گسترده ای در طبیعت مانند دی اکسید کربن - CO2، مونوکسید کربن - CO، دی اکسید گوگرد - SO2 و دیگران. در فاز مایع، اکسیدهایی مانند آب - H2O، انیدرید سولفوریک - SO3، اکسید نیتریک - N وجود دارد. 2 O3. اعلام وصولاکسیدهایی که نام بردیم را می توان در آزمایشگاه ساخت، اما مونوکسید کربن و تری اکسید گوگرد نیز به صورت تجاری تولید می شوند. این به دلیل استفاده از این ترکیبات در چرخه های تکنولوژیک ذوب آهن و تولید اسید سولفات است. مونوکسید کربن برای کاهش آهن از سنگ معدن استفاده می شود و انیدرید سولفوریک در اسید سولفات حل می شود و اولئوم استخراج می شود.
طبقه بندی اکسیدها
انواع مختلفی از مواد حاوی اکسیژن وجود دارد که از دو عنصر تشکیل شده اند. خواص شیمیایی و روش های بدست آوردن اکسیدها به این بستگی دارد که ماده به کدام یک از گروه های ذکر شده تعلق دارد. به عنوان مثال، دی اکسید کربن، که یک اکسید اسیدی است، از ترکیب مستقیم کربن با اکسیژن به دست می آید و یک واکنش اکسیداسیون سخت انجام می دهد. دی اکسید کربن همچنین می تواند در طی تبادل نمک های اسید کربنیک و اسیدهای معدنی قوی آزاد شود:
HCl + Na2CO3=2NaCl + H2O + CO 2
مشخصه اکسیدهای اسید چه نوع واکنشی است؟ این برهمکنش آنها با قلیاها است:
SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H 2O
اکسیدهای آمفوتریک و غیر نمک ساز
اکسیدهای بی تفاوت، مانند CO یا N2O، قادر به واکنش هایی نیستند که منجر به تشکیل نمک شوند. از سوی دیگر، اکثر اکسیدهای اسیدی می توانند با آب واکنش داده و اسید تشکیل دهند. با این حال، این امکان برای اکسید سیلیکون وجود ندارد. به دست آوردن اسید سیلیکات به طور غیر مستقیم مصلحت است.راه: از واکنش سیلیکات با اسیدهای قوی. آمفوتریک چنین ترکیبات دوتایی با اکسیژن است که قادر به واکنش با قلیایی ها و اسیدها هستند. ما ترکیبات زیر را در این گروه قرار خواهیم داد - اینها اکسیدهای شناخته شده آلومینیوم و روی هستند.
دستیابی به اکسیدهای گوگرد
در ترکیبات خود با اکسیژن، گوگرد دارای ظرفیت های متفاوتی است. بنابراین، در دی اکسید گوگرد که فرمول آن SO2 است، چهار ظرفیتی است. در آزمایشگاه، دی اکسید گوگرد در واکنش بین اسید سولفات و هیدروسولفیت سدیم تولید می شود که معادله آناست.
NaHSO3 + H2SO4 → NaHSO4 + SO2 + H2O
روش دیگری برای استخراج SO2 فرآیند ردوکس بین مس و اسید سولفات با غلظت بالا است. سومین روش آزمایشگاهی برای تولید اکسیدهای گوگرد، احتراق خروجی یک نمونه از یک ماده ساده گوگرد است:
Cu + 2H2SO4=CuSO4 + SO 2 + 2H2O
در صنعت، دی اکسید گوگرد را می توان با سوزاندن مواد معدنی حاوی گوگرد روی یا سرب، و همچنین با سوزاندن پیریت FeS2 به دست آورد. دی اکسید گوگرد به دست آمده از این روش برای استخراج تری اکسید گوگرد SO3 و بیشتر - اسید سولفات استفاده می شود. دی اکسید گوگرد با مواد دیگر مانند یک اکسید با ویژگی های اسیدی رفتار می کند. برای مثال، برهمکنش آن با آب منجر به تشکیل اسید سولفیت H2SO3:
SO2 + H2O=H2SO 3
این واکنش برگشت پذیر است. درجه تفکیک اسید کم است، بنابراین این ترکیب به عنوان یک الکترولیت ضعیف طبقه بندی می شود و اسید گوگردی خود فقط در یک محلول آبی می تواند وجود داشته باشد. مولکول های دی اکسید گوگرد همیشه در آن وجود دارد که بوی تندی به ماده می دهد. مخلوط واکنش دهنده در حالت غلظت مساوی از واکنش دهنده ها و محصولات است که با تغییر شرایط می توان آن را جابجا کرد. بنابراین، هنگامی که قلیایی به محلول اضافه می شود، واکنش از چپ به راست ادامه می یابد. اگر دی اکسید گوگرد با حرارت دادن یا دمیدن در مخلوطی از نیتروژن گازی از کره واکنش حذف شود، تعادل دینامیکی به سمت چپ تغییر می کند.
سولفوریک انیدرید
بیایید به بررسی خواص و روش های بدست آوردن اکسید گوگرد ادامه دهیم. اگر دی اکسید گوگرد سوزانده شود، اکسیدی حاصل می شود که گوگرد در آن حالت اکسیداسیون 6+ دارد. این تری اکسید گوگرد است. این ترکیب در فاز مایع است و در دمای کمتر از 16 درجه سانتیگراد به سرعت به شکل کریستال سخت می شود. یک ماده کریستالی را می توان با چندین تغییر آلوتروپیک نشان داد که در ساختار شبکه بلوری و نقاط ذوب متفاوت است. انیدرید سولفوریک خواص یک عامل احیا کننده را نشان می دهد. در تعامل با آب، آئروسل اسید سولفات را تشکیل می دهد، بنابراین، در صنعت، H2SO4 با حل کردن انیدرید سولفوریک در سولفات غلیظ تولید می شود. اسید. در نتیجه اولئوم تشکیل می شود. آب را به آن اضافه کنید و محلولی از اسید سولفوریک بدست آورید.
اکسیدهای اساسی
با مطالعه خواص و تولید اکسیدهاگوگرد، متعلق به گروه ترکیبات دوتایی اسیدی با اکسیژن، ترکیبات اکسیژن عناصر فلزی را در نظر بگیرید.
اکسیدهای اساسی را می توان با علامتی مانند حضور در مولکول های ذرات فلزی زیر گروه های اصلی گروه های اول یا دوم سیستم تناوبی تعیین کرد. آنها به عنوان خاک قلیایی یا قلیایی طبقه بندی می شوند. به عنوان مثال، اکسید سدیم - Na2O می تواند با آب واکنش داده و منجر به تشکیل هیدروکسیدهای شیمیایی - قلیایی شود. با این حال، خاصیت شیمیایی اصلی اکسیدهای بازی برهمکنش با اسیدهای آلی یا معدنی است. با تشکیل نمک و آب همراه می شود. اگر اسید کلریدریک به اکسید مس پودر شده سفید اضافه شود، محلولی سبز مایل به آبی از کلرید مس پیدا می کنیم:
CuO + 2HCl=CuCl2 + H2O
گرم کردن هیدروکسیدهای جامد نامحلول راه مهم دیگری برای به دست آوردن اکسیدهای اساسی است:
Ca(OH)2 → CaO + H2O
شرایط: 520-580 درجه سانتی گراد.
در مقاله خود به بررسی مهمترین خواص ترکیبات دوتایی با اکسیژن و همچنین روشهای بدست آوردن اکسیدها در آزمایشگاه و صنعت پرداختیم.
