عملاً همه عناصر سیستم تناوبی مندلیف می توانند اکسیدها یا اکسیدها - ترکیبات دوتایی حاوی اتم های اکسیژن در مولکول های خود را تشکیل دهند. کلاس این ترکیبات معدنی به نوبه خود به چند گروه تقسیم می شود: اکسیدهای بازی، اسیدی، آمفوتریک و بی تفاوت. هدف مقاله ما بررسی خواص فیزیکی و شیمیایی اکسیدها و همچنین کاربرد عملی و اهمیت آنها برای انسان است.
روش های به دست آوردن
واکنش شیمیایی اصلی برای به دست آوردن اکسیدها برهمکنش مستقیم یک فلز یا غیرفلز با اکسیژن است.
H2 + O2=H2O (واکنش انفجاری است)
4K + O2=2K2O
روش های دیگر تشکیل اکسید شامل احتراق مواد پیچیده مانند هیدروکربن ها است. در نهایت دی اکسید کربن و آب تولید می کند. در طی تجزیه حرارتی پایه های نامحلول در آب یانمک ها: کربنات ها، نیترات ها، اکسیدها نیز آزاد می شوند. نمونه هایی از چنین واکنش هایی در زیر آورده شده است:
- Fe(OH)2=اکسید آهن FeO+H2O(II)
- 2KNO3=2KNO2 + O2↑
ویژگی های فیزیکی
وضعیت تجمع ترکیبات دوتایی اکسیژن با فلزات یا غیرفلزات می تواند متفاوت باشد. به عنوان مثال، اکسیدهای کربن، دی اکسید نیتروژن، اکسید گوگرد (IV) گاز هستند. مایعات آب، انیدرید سولفوریک و اکسیدهای فلزات جامد هستند. حلالیت ترکیبات نیز متفاوت است. اجازه دهید نمونه هایی از اکسیدهایی را با درجات مختلف برهمکنش با آب بیان کنیم. بنابراین، دی اکسید کربن در آب در دمای اتاق به نسبت 1:1 حل می شود، اکسید نیتریک (II) کمی محلول است، و دی اکسید سیلیکون کاملا نامحلول است.
اکسیدهای اساسی
اگر یک مولکول از یک ماده حاوی اتم های فلزات معمولی باشد، خواص اساسی از خود نشان می دهد. این ماده با اسیدها و اکسیدهای اسید و همچنین آب واکنش می دهد. به عنوان مثال، اکسید کلسیم می تواند با اسید پرکلریک واکنش دهد:
2HCl + CaO=CaCl2 + H2O.
محصولات واکنش نمک و آب متوسط خواهد بود. اگر همان اکسید کلسیم با مونوکسید کربن برهمکنش داشته باشد، یک ماده به دست می‌آوریم - نمک.
CaO + CO2=CaCO3.
خواص اکسیدهای تشکیل شده توسط فلزات در صنایع مختلف کاربرد پیدا کرده است. بنابراین، اکسید کلسیم که آهک زنده یا آهک سوخته نیز نامیده می شود، مهم استبه عنوان یک ماده خام برای تولید آهک خشک شده. هیدروکسید کلسیم به طور گسترده در صنعت به عنوان ملات ساختمانی استفاده می شود. آب آهک به عنوان شاخصی برای حضور مولکول های دی اکسید کربن در محلول استفاده می شود.
نمونه هایی از اکسیدهایی که سنگ آهن را تشکیل می دهند FeO و Fe2O3 - سنگ آهن قهوه ای و مغناطیسی هستند. در کوره بلند، آنها را با کک و اکسیدهای کربن احیا می کنند و آلیاژی از آهن و کربن به دست می آید - چدن. در فرآیند فرآوری بیشتر آن در صنعت متالورژی، درجات مختلفی از فولاد از جمله فولاد آلیاژی ذوب می شود.
واکنش با آب اکسیدهای فلزات قلیایی یا قلیایی خاکی منجر به تولید قلیایی می شود.
ویژگی اکسیدهای اسید
اکسیدهای نیتروژن، کربن، گوگرد، سیلیکون و غیره گروهی از اکسیدهای اسیدی را تشکیل می دهند. خواص شیمیایی اکسیدها واکنش با قلیاها، اکسیدهای بازی و آب است. محصولات حاصل از برهمکنش هیدروکسید پتاسیم و دی اکسید کربن کربنات پتاسیم و آب خواهد بود. اگر باز سدیم و دی اکسید سیلیکون با یکدیگر واکنش دهند، سیلیکات سدیم و آب دریافت می کنیم.
برخی از اکسیدهای اسیدی با آب واکنش می دهند. محصول واکنش اسید مربوطه (کربنیک) خواهد بود:
CO2 + H2O=H2CO 3.
اکسیدهای اسیدی که در زیر نمونه‌هایی از آنها را بیان می‌کنیم، مهم هستند. بنابراین، انیدرید سولفوریک SO3 - یک مایع بی رنگ، ماده اولیه تولید صنعتی است.اسید سولفات - محصول اصلی صنایع شیمیایی. ترکیبات نیتروژن مانند NO2 برای تولید اسید نیترات استفاده می شود. علاوه بر دی اکسید نیتروژن، آب و اکسیژن نیز در واکنش شرکت می کنند. اسید نیتریک که از واکنش اکسیدهای نیتروژن با آب به دست می آید در تولید کودهای معدنی، مواد منفجره، رنگ ها، داروها، پلاستیک ها و غیره استفاده می شود.
ترکیبات آمفوتریک
اکسیدها که به عنوان مثال شامل اتم های روی یا آلومینیوم هستند، خواص شیمیایی دوگانه ای از خود نشان می دهند. آنها می توانند هم با اسیدها و هم با قلیاها واکنش دهند. در این حالت، محصولات واکنش نمک های متوسط هستند. در اینجا خصوصیات فیزیکی برخی از اکسیدهای آمفوتریک توضیح داده شده است که نمونه هایی از آنها را بررسی خواهیم کرد. بنابراین، Al2O3 کوراندوم است، این ماده جامدی است که نقطه ذوب آن به 2050 درجه می رسد. در طبیعت، اکسید بخشی از آلومینا است و همچنین کریستال های رنگی را تشکیل می دهد که سنگ های قیمتی هستند - یاقوت سرخ و یاقوت کبود.
اکسید روی اکسید روی بلورهای بی رنگی هستند که در دمای 1800 درجه به حالت بخار تبدیل می شوند. این پدیده تصعید نامیده می شود. این ماده در آب نامحلول است، هنگامی که ذرات گرد و غبار استنشاق شده باعث مسمومیت می شود. اکسید روی به عنوان یک ماده ساینده، در تولید رنگ، چرم مصنوعی، در پزشکی، در دندانپزشکی - به عنوان ماده پرکننده کاربرد پیدا کرده است.
در مقاله خود، طبقه بندی اکسیدها، خواص شیمیایی و فیزیکی آنها وهمچنین کاربردهای صنعتی.
