Làm thế nào để thu được một chất đơn giản từ oxit. Oxit

Các chất tạo nên nền tảng của thế giới vật chất của chúng ta bao gồm các loại nguyên tố hóa học khác nhau. Bốn trong số đó phổ biến hơn những cái khác. Đó là hydro, carbon, nitơ và oxy. Nguyên tố thứ hai có thể liên kết với các hạt kim loại hoặc phi kim loại và tạo thành các hợp chất nhị phân - oxit. Trong bài viết của chúng tôi, chúng tôi sẽ nghiên cứu các phương pháp quan trọng nhất để sản xuất oxit trong điều kiện phòng thí nghiệm và trong công nghiệp. Chúng tôi cũng sẽ xem xét các tính chất vật lý và hóa học cơ bản của chúng.

Trạng thái vật lý

Oxit, hay oxit, tồn tại ở ba trạng thái: khí, lỏng và rắn. Ví dụ, nhóm đầu tiên bao gồm các hợp chất nổi tiếng và phổ biến trong tự nhiên như carbon dioxide - CO 2, carbon monoxide - CO, sulfur dioxide - SO 2 và các hợp chất khác. Trong pha lỏng có các oxit như nước - H 2 O, anhydrit sunfuric - SO 3, oxit nitơ - N 2 O 3. Các oxit mà chúng tôi đã nêu tên có thể thu được trong phòng thí nghiệm, nhưng một số trong số chúng, như lưu huỳnh trioxit, cũng được sản xuất trong công nghiệp. Điều này là do việc sử dụng các hợp chất này trong chu trình công nghệ để luyện sắt và sản xuất axit sunfat. Carbon monoxide được sử dụng để khử sắt từ quặng, và anhydrit sulfuric được hòa tan trong axit sunfat và aze được chiết xuất.

Phân loại oxit

Có thể phân biệt được một số loại chất chứa oxy gồm hai nguyên tố. Các tính chất hóa học và phương pháp sản xuất oxit sẽ phụ thuộc vào chất đó thuộc về nhóm nào được liệt kê. carbon thu được bằng cách kết hợp trực tiếp carbon với oxy, thực hiện phản ứng oxy hóa cứng. Carbon dioxide cũng có thể được giải phóng trong quá trình trao đổi axit vô cơ mạnh:

HCl + Na 2 CO 3 = 2NaCl + H 2 O + CO 2

Phản ứng nào là dấu hiệu đặc trưng của oxit axit? Đây là sự tương tác của chúng với chất kiềm:

SO 2 + 2NaOH → Na 2 SO 3 + H 2 O

Oxit lưỡng tính và không tạo muối

Các oxit trung tính như CO hoặc N 2 O không có khả năng phản ứng dẫn đến tạo thành muối. Mặt khác, hầu hết các oxit axit có thể phản ứng với nước tạo thành axit. Tuy nhiên, điều này là không thể đối với oxit silic. Nên thu được axit silicic một cách gián tiếp: từ silicat phản ứng với axit mạnh. Các hợp chất lưỡng tính sẽ là những hợp chất nhị phân có oxy có khả năng phản ứng với cả kiềm và axit. Chúng tôi bao gồm các hợp chất sau đây trong nhóm này - đây là những oxit nhôm và kẽm nổi tiếng.

Chuẩn bị oxit lưu huỳnh

Trong các hợp chất của nó với oxy, lưu huỳnh thể hiện các hóa trị khác nhau. Vì vậy, trong sulfur dioxide, công thức của nó là SO 2, nó có hóa trị bốn. Trong phòng thí nghiệm, sulfur dioxide được tạo ra bởi phản ứng giữa axit sunfat và natri hydro sunfite, phương trình của nó là:

NaHSO 3 + H 2 SO 4 → NaHSO 4 + SO 2 + H 2 O

Một cách khác để tách SO2 là thông qua quá trình oxi hóa khử giữa đồng và axit sunfat nồng độ cao. Phương pháp trong phòng thí nghiệm thứ ba để thu được oxit lưu huỳnh là đốt một mẫu lưu huỳnh đơn giản trong tủ hút:

Cu + 2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

Trong công nghiệp, sulfur dioxide có thể được sản xuất bằng cách đốt các khoáng chất chứa lưu huỳnh như kẽm hoặc chì, cũng như bằng cách đốt pyrit FeS2. Lưu huỳnh dioxit thu được bằng phương pháp này được sử dụng để sản xuất lưu huỳnh trioxit SO 3 và sau đó là axit sunfat. Sulfur dioxide với các chất khác hoạt động giống như một oxit có đặc tính axit. Ví dụ, sự tương tác của nó với nước dẫn đến sự hình thành axit sulfite H 2 SO 3:

SO 2 + H 2 O = H 2 SO 3

Phản ứng này có thể đảo ngược. Mức độ phân ly của axit nhỏ nên hợp chất này được xếp vào loại chất điện ly yếu và bản thân axit sunfuric chỉ có thể tồn tại trong dung dịch nước. Nó luôn chứa các phân tử sulfur dioxide, khiến chất này có mùi hăng. Hỗn hợp phản ứng ở trạng thái có nồng độ chất phản ứng và sản phẩm bằng nhau, có thể bị dịch chuyển khi thay đổi điều kiện. Vì vậy, khi thêm kiềm vào dung dịch, phản ứng sẽ diễn ra từ trái sang phải. Nếu lưu huỳnh dioxit được loại bỏ khỏi quả cầu phản ứng bằng cách đun nóng hoặc thổi khí nitơ qua hỗn hợp, trạng thái cân bằng động sẽ dịch chuyển sang trái.

anhydrit sunfuric

Chúng ta hãy tiếp tục xem xét các tính chất và phương pháp sản xuất oxit lưu huỳnh. Nếu bạn đốt sulfur dioxide, kết quả là một oxit trong đó lưu huỳnh có trạng thái oxy hóa +6. Đây là lưu huỳnh trioxide. Hợp chất này ở pha lỏng và nhanh chóng cứng lại thành tinh thể ở nhiệt độ dưới 16 °C. Một chất kết tinh có thể được biểu diễn bằng một số biến đổi đẳng hướng, khác nhau về cấu trúc của mạng tinh thể và nhiệt độ nóng chảy. Anhydrit sunfuric thể hiện tính chất của chất khử. Tương tác với nước, nó tạo thành khí dung của axit sunfat, do đó, trong công nghiệp, H 2 SO 4 được chiết xuất bằng cách hòa tan anhydrit sunfuric trong nước đậm đặc. Kết quả là tạo thành aze. Bằng cách thêm nước vào nó, sẽ thu được dung dịch axit sulfuric.

Oxit cơ bản

Sau khi nghiên cứu tính chất và sự sản sinh ra oxit lưu huỳnh thuộc nhóm hợp chất nhị phân có tính axit với oxy, chúng ta sẽ xem xét các hợp chất oxy của các nguyên tố kim loại.

Các oxit cơ bản có thể được xác định bằng sự hiện diện của các phân nhóm chính của nhóm thứ nhất hoặc thứ hai của bảng tuần hoàn trong thành phần phân tử của các hạt kim loại. Chúng được phân loại là đất kiềm hoặc đất kiềm. Ví dụ, natri oxit - Na 2 O có thể phản ứng với nước dẫn đến hình thành các hydroxit - kiềm mạnh về mặt hóa học. Tuy nhiên, tính chất hóa học chính của oxit bazơ là sự tương tác của chúng với axit hữu cơ hoặc vô cơ. Nó đi kèm với sự hình thành của muối và nước. Nếu thêm axit clohydric vào oxit đồng dạng bột màu trắng, chúng ta sẽ thu được dung dịch clorua đồng có màu xanh lục:

CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O

Đun nóng các hydroxit rắn không hòa tan là một cách quan trọng khác để thu được các oxit cơ bản:

Ca(OH) 2 → CaO + H 2 O

Điều kiện: 520-580°C.

Trong bài viết của chúng tôi, chúng tôi đã xem xét các tính chất quan trọng nhất của các hợp chất nhị phân với oxy, cũng như các phương pháp sản xuất oxit trong phòng thí nghiệm và công nghiệp.

1. Oxy hóa các chất đơn giản bằng oxy (đốt cháy các chất đơn giản):

2Mg + O2 = 2MgO

4P + 5O 2 = 2P 2 O 5.

Phương pháp này không áp dụng được để điều chế oxit kim loại kiềm vì Khi bị oxy hóa, kim loại kiềm thường không tạo ra oxit mà peroxit (Na 2 O 2, K 2 O 2).

Ví dụ, kim loại quý không bị oxy hóa bởi oxy trong khí quyển, Au, Ag, Pt.

2. Oxy hóa các chất phức tạp (muối của một số axit và hợp chất hydro của phi kim loại):

2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2

2H 2 S + 3O 2 = 2SO 2 + 2H 2 O

3.Sự phân hủy khi đun nóng hydroxit (bazơ và axit chứa oxy):

Cu(OH) 2 CuO + H 2 O

H2SO3SO2 + H2O

Phương pháp này không thể được sử dụng để thu được oxit kim loại kiềm vì sự phân hủy kiềm xảy ra ở nhiệt độ quá cao.

4.Phân hủy một số muối của axit chứa oxi:

CaCO3 CaO + CO2

2Pb(NO 3) 2 2PbO + 4NO 2 + O 2

Cần lưu ý rằng muối kim loại kiềm không bị phân hủy khi đun nóng để tạo thành oxit.

1.1.7. Các lĩnh vực ứng dụng của oxit

Một số khoáng chất tự nhiên là oxit (xem Bảng 7) và được sử dụng làm nguyên liệu quặng để thu được các kim loại tương ứng.

Ví dụ:

Bauxit A1 2 O 3 nH 2 O.

Hematit Fe 2 O 3 .

Magnetit FeO · Fe 2 O 3 .

Cassiterit SnO2 .

Pyrolusite MnO2 .

Rutile TiO2.

Khoáng chất corundum (A1 2 O 3) Nó có độ cứng lớn và được sử dụng làm vật liệu mài mòn. Các tinh thể trong suốt, màu đỏ và xanh lam của nó là những loại đá quý như hồng ngọc và sapphire.

Vôi sống (CaO) thu được bằng cách đốt đá vôi (CaCO3), được sử dụng rộng rãi trong xây dựng, nông nghiệp và làm thuốc thử cho dung dịch khoan.

Oxit sắt (Fe 2 O 3, Fe 3 O 4)được sử dụng khi khoan giếng dầu và khí đốt làm chất tăng trọng lượng và chất trung hòa hydro sunfua.

Silic(IV) oxit (SiO2)ở dạng cát thạch anh, nó được sử dụng rộng rãi để sản xuất thủy tinh, xi măng và men, để phun cát bề mặt kim loại, để đục lỗ bằng phun cát thủy lực và để bẻ gãy thủy lực trong các giếng dầu và khí đốt. Ở dạng hạt hình cầu cực nhỏ (aerosol), nó được dùng làm chất khử bọt hiệu quả cho dung dịch khoan và chất độn trong sản xuất sản phẩm cao su (cao su trắng).

Chuỗi oxit (A1 2 O 3, Cr 2 O 3, V 2 O 5, CuO, NO)được sử dụng làm chất xúc tác trong các ngành công nghiệp hóa chất hiện đại.

Carbon dioxide (CO 2), một trong những sản phẩm đốt chính của than, dầu và các sản phẩm dầu mỏ, khi được bơm vào các thành tạo năng suất sẽ giúp tăng khả năng thu hồi dầu của chúng. CO 2 còn được dùng làm bình chữa cháy và đồ uống có ga.

Các oxit hình thành khi vi phạm các chế độ đốt nhiên liệu (NO, CO) hoặc trong quá trình đốt cháy nhiên liệu lưu huỳnh (SO 2) là những sản phẩm gây ô nhiễm bầu không khí. Sản xuất hiện đại, cũng như vận chuyển, cung cấp sự kiểm soát chặt chẽ về hàm lượng các oxit đó và khả năng trung hòa của chúng,

Oxit nitơ (NO, NO 2) và lưu huỳnh (SO 2, SO 3) là sản phẩm trung gian trong sản xuất axit nitric (HNO 3) và axit sunfuric (H 2 SO 4) ở quy mô lớn.

Oxit crom (Cr 2 O 3) và chì (2PbO · PbO 2 - chì đỏ) được sử dụng để sản xuất các chế phẩm sơn chống ăn mòn.

Câu hỏi tự chủ về chủ đề oxit

1. Các hợp chất vô cơ được chia thành những lớp chính nào?

2. Oxit là gì?

3. Bạn biết những loại oxit nào?

4. Những oxit nào không tạo muối (không tạo muối)?

5. Định nghĩa: a) oxit bazơ, b) oxit axit,

c) oxit lưỡng tính.

6. Những nguyên tố nào tạo thành oxit bazơ?

7. Những nguyên tố nào tạo thành oxit axit?

8. Viết công thức của một số oxit lưỡng tính.

9. Tên các oxit được hình thành như thế nào?

10. Gọi tên các oxit sau: Cu 2 O, FeO, Al 2 O 3, Mn 2 O 7, SO 2.

11. Vẽ đồ thị công thức của các oxit sau: a) natri oxit, b) canxi oxit, c) oxit nhôm, d) lưu huỳnh oxit (1V), e) mangan oxit (VII). Hãy chỉ ra tính cách của họ.

12. Viết công thức các oxit cao hơn của các nguyên tố thuộc chu kỳ II và III. Đặt tên cho họ. Tính chất hóa học của oxit giai đoạn II và III thay đổi như thế nào?

13. Tính chất hóa học của a) oxit bazơ, b) oxit axit, d) oxit lưỡng tính là gì?

14. Oxit nào phản ứng được với nước? Đưa ra ví dụ.

15. Chứng minh tính lưỡng tính của các oxit sau: a) oxit berili, b) oxit kẽm, c) oxit thiếc (IV).

16. Bạn biết những phương pháp sản xuất oxit nào?

17. Viết các phương trình phản ứng tạo ra các oxit sau bằng tất cả các phương pháp mà bạn đã biết: a) oxit kẽm, b) oxit đồng (II), c) oxit silic (1V).

18. Kể tên một số ứng dụng của oxit.

1.2. Lý do

Bazơ là các chất hóa học bị phân hủy (phân ly) trong dung dịch nước (hoặc tan chảy) thành các ion kim loại tích điện dương và các ion hydroxyl tích điện âm (Định nghĩa của Arrhenius):

cation natri hydroxit ion natri hydroxit

Bazơ là những chất phức tạp được hình thành do quá trình hydrat hóa các oxit cơ bản.

Ví dụ:

Na 2 O + H 2 O = NaOH- natri hiđroxit

BaO + H 2 O = Ba(OH) 2- bari hydroxit

Oxit.

Đây là những chất phức tạp bao gồm HAI nguyên tố, một trong số đó là oxy. Ví dụ:

CuO – đồng(II) oxit

AI 2 O 3 – oxit nhôm

SO 3 – oxit lưu huỳnh (VI)

Oxit được chia (phân loại) thành 4 nhóm:

Na 2 O– Natri oxit

CaO – Canxi Oxit

Fe 2 O 3 – sắt (III) oxit

2). Có tính axit- Đây là những oxit phi kim loại. Và đôi khi là kim loại nếu trạng thái oxi hóa của kim loại > 4. Ví dụ:

CO 2 – Cacbon monoxit (IV)

P 2 O 5 – Photpho (V) oxit

SO 3 – Ôxit lưu huỳnh (VI)

3). lưỡng tính- Là những oxit có tính chất của cả oxit bazơ và oxit axit. Bạn cần biết năm oxit lưỡng tính phổ biến nhất:

BeO–beryllium oxit

ZnO–kẽm oxit

AI 2 O 3 – Ôxít nhôm

Cr 2 O 3 – Crom (III) oxit

Fe 2 O 3 – Sắt (III) oxit

4). Không tạo muối (không tạo muối)- Đây là những oxit không thể hiện tính chất của oxit bazơ hoặc axit. Có ba oxit cần nhớ:

CO – cacbon monoxit (II) cacbon monoxit

NO– oxit nitric (II)

N 2 O – oxit nitric (I) khí cười, oxit nitơ

Các phương pháp sản xuất oxit

1). Sự đốt cháy, tức là tương tác với oxy của một chất đơn giản:

4Na + O 2 = 2Na 2 O

4P + 5O 2 = 2P 2 O 5

2). Sự đốt cháy, tức là tương tác với oxy của một chất phức tạp (bao gồm hai yếu tố) do đó hình thành hai oxit.

2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

3). Sự phân hủy ba axit yếu. Một số khác không bị phân hủy. Trong trường hợp này, oxit axit và nước được hình thành.

H 2 CO 3 = H 2 O + CO 2

H 2 SO 3 = H 2 O + SO 2

H2SiO3 = H2O + SiO2

4). Sự phân hủy không tan căn cứ. Một oxit cơ bản và nước được hình thành.

Mg(OH) 2 = MgO + H 2 O

2Al(OH) 3 = Al 2 O 3 + 3H 2 O

5). Sự phân hủy không tan muối Một oxit cơ bản và một oxit axit được hình thành.

CaCO 3 = CaO + CO 2

MgSO 3 = MgO + SO 2

Tính chất hóa học.

TÔI. Oxit cơ bản.

kiềm.

Na 2 O + H 2 O = 2NaOH

CaO + H 2 O = Ca(OH) 2

СuO + H 2 O = phản ứng không xảy ra, vì bazơ có thể chứa đồng - không tan

2). Tương tác với axit, dẫn đến sự hình thành muối và nước. (Oxit bazơ và axit LUÔN phản ứng)

K 2 O + 2HCI = 2KCl + H 2 O

CaO + 2HNO 3 = Ca(NO 3) 2 + H 2 O

3). Tương tác với các oxit axit, dẫn đến sự hình thành muối.

Li 2 O + CO 2 = Li 2 CO 3

3MgO + P 2 O 5 = Mg 3 (PO 4) 2

4). Tương tác với hydro tạo ra kim loại và nước.

CuO + H 2 = Cu + H 2 O

Fe 2O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3H 2O

II.Oxit axit.

1). Tương tác với nước nên hình thành axit.(Chỉ mộtSiO 2 không tương tác với nước)

CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3

P 2 O 5 + 3H 2 O = 2H 3 PO 4

2). Tương tác với các bazơ hòa tan (kiềm). Điều này tạo ra muối và nước.

SO 3 + 2KOH = K 2 SO 4 + H 2 O

N 2 O 5 + 2KOH = 2KNO 3 + H 2 O

3). Tương tác với các oxit cơ bản. Trong trường hợp này, chỉ có muối được hình thành.

N 2 O 5 + K 2 O = 2KNO 3

Al 2 O 3 + 3SO 3 = Al 2 (SO 4) 3

Bài tập cơ bản.

1). Hoàn thành phương trình phản ứng. Xác định loại của nó.

K 2 O + P 2 O 5 =

Giải pháp.

Để ghi lại kết quả thu được, cần xác định chất nào đã phản ứng - ở đây là kali oxit (bazơ) và oxit photpho (có tính axit) theo tính chất - kết quả phải là MUỐI (xem tính chất số 3) ) và muối bao gồm các nguyên tử kim loại (trong trường hợp của chúng ta là kali) và dư lượng axit bao gồm phốt pho (tức là PO 4 -3 - photphat) Do đó

3K 2 O + P 2 O 5 = 2K 3 RO 4

loại phản ứng - hợp chất (vì hai chất phản ứng, nhưng một chất được tạo thành)

2). Thực hiện các phép biến đổi (chuỗi).

Ca → CaO → Ca(OH) 2 → CaCO 3 → CaO

Giải pháp

Để hoàn thành bài tập này, bạn phải nhớ rằng mỗi mũi tên là một phương trình (một phản ứng hóa học). Hãy đánh số từng mũi tên. Vì vậy cần phải viết 4 phương trình. Chất ghi bên trái mũi tên (chất ban đầu) phản ứng, và chất ghi bên phải được hình thành do phản ứng (sản phẩm phản ứng). Hãy giải mã phần đầu tiên của đoạn ghi âm:

Ca + …..→ CaO Ta thấy rằng một chất đơn giản phản ứng và tạo thành oxit. Biết các phương pháp sản xuất oxit (số 1), chúng tôi rút ra kết luận rằng trong phản ứng này cần thêm -oxy (O 2)

2Ca + O 2 → 2CaO

Hãy chuyển sang chuyển đổi số 2

CaO → Ca(OH) 2

CaO + ……→ Ca(OH) 2

Chúng tôi đi đến kết luận rằng ở đây cần áp dụng tính chất của các oxit bazơ - tương tác với nước, bởi vì chỉ trong trường hợp này một bazơ được hình thành từ oxit.

CaO + H 2 O → Ca(OH) 2

Hãy chuyển sang phép biến đổi số 3

Ca(OH) 2 → CaCO 3

Ca(OH)2 + ….. = CaCO3 + …….

Chúng ta đi đến kết luận rằng ở đây chúng ta đang nói về carbon dioxide CO 2 bởi vì chỉ khi tương tác với chất kiềm nó mới tạo thành muối (xem tính chất số 2 của oxit axit)

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O

Hãy chuyển sang phép biến đổi số 4

CaCO3 → CaO

CaCO3 = ….. CaO + ……

Chúng tôi đi đến kết luận rằng nhiều CO 2 được hình thành ở đây hơn, bởi vì CaCO 3 là một loại muối không hòa tan và trong quá trình phân hủy các chất này sẽ hình thành các oxit.

CaCO 3 = CaO + CO 2

3). CO2 tác dụng với chất nào sau đây? Viết các phương trình phản ứng.

MỘT). Axit clohiđric B). Natri hiđroxit B). Kali oxit d). Nước

Đ). Hydro E). Lưu huỳnh(IV) oxit.

Ta xác định được CO 2 là oxit axit. Và các oxit axit phản ứng với nước, kiềm và các oxit bazơ... Do đó, từ danh sách trên, chúng ta chọn các đáp án B, C, D Và với chúng ta viết được các phương trình phản ứng:

1). CO 2 + 2NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O

2). CO 2 + K 2 O = K 2 CO 3

Tôi muốn đưa ra định nghĩa đơn giản nhất có thể về oxit - nó là hợp chất của một nguyên tố với oxy. Nhưng có axit và muối. Hãy xem xét các hợp chất H2O2 và BaO2. Hydrogen peroxide là một axit yếu (nó phân ly trong nước tạo ra các ion hydro và anion HO2- và O2-2).

Bari peroxide là muối bari của hydro peroxide. Các phân tử H2O2 và BaO2 có cầu oxy -O-O- nên trạng thái oxy hóa của oxy trong các hợp chất này là -1. Trong hóa học vô cơ, peroxit thường không được phân loại là oxit, do đó cần làm rõ định nghĩa về oxit để peroxit không rơi vào lớp này.

Fluorine là phi kim hoạt động mạnh nhất, tiếp theo là oxy. Trạng thái oxy hóa chính thức của nguyên tử oxy trong oxit flo là +2 và trong tất cả các oxit khác -2. Do đó, oxit là hợp chất của các nguyên tố với oxy, trong đó oxy thể hiện trạng thái oxy hóa chính thức là -2 (ngoại trừ flo oxit, trong đó là +2).

Cùng một nguyên tố hóa học có thể tạo thành với oxy không phải một oxit mà là nhiều oxit; ví dụ, nitơ có các oxit đã biết là N2O, NO, N2O3, NO2, N2O4, N2O5. Trong tất cả các oxit này, trạng thái oxy hóa của oxy là -2 và của nitơ lần lượt là +1, +2, +3, +4, +4 và +5. Đối với hai oxit: NO2 và N2O4, trạng thái oxy hóa của nitơ và oxy là như nhau. Tên của các chất phản ánh lịch sử phát triển của hóa học với tư cách là một khoa học. Trong thời gian tích lũy dữ liệu thực nghiệm về hóa học, tên của các chất phản ánh phương pháp điều chế chúng (magie đốt cháy: MgCO3 ® MgO + CO2), hoặc bản chất tác dụng đối với con người (N2O - khí cười), hoặc bản chất của tác dụng đối với con người (N2O - khí cười). phạm vi ứng dụng (sơn chì đỏ tím - Pb3O4 ), v.v. Khi ngày càng có nhiều người nghiên cứu về hóa học, vì ngày càng có nhiều chất phải được mô tả và ghi nhớ, nên việc nói đơn giản bằng lời công thức của một chất trở nên cần thiết.

Giới thiệu các khái niệm về hóa trị, trạng thái oxy hóa, v.v. ảnh hưởng đến tên của các chất. Chúng tôi sẽ cung cấp một bảng cung cấp tên của các oxit nitơ bằng cách sử dụng các kiểu và danh pháp khác nhau.

Thu được oxit

Khi nghiên cứu chương này, người ta sẽ đặc biệt chú ý đến mối quan hệ của các chất “có liên quan” từ các loại khác nhau.

Làm thế nào để thu được oxit từ các chất đơn giản? Sự oxy hóa của chúng:

2SO2 + O2 = 2SO3, 2SO3 = 2SO2 + O2, Fe2O3 + CO = 2FeO + CO2.

Có thể thu được oxit từ hydroxit? Đúng:

Ca(OH)2 CaO + H2O, H2CO3 = CO2 + H2O.

Có thể thu được oxit từ muối?

Đúng:

CaCO3 CaO + CO2, 2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + O2.

Tính chất của oxit

Nếu chúng ta xem xét kỹ các phản ứng được viết ở trên, thì những phản ứng có oxit ở vế trái của phương trình sẽ cho chúng ta biết về tính chất của oxit. Những tính chất chung cho tất cả các oxit liên quan đến quá trình oxi hóa khử:

2SO2 + O2 = 2SO3, 2SO3 = 2SO2 + O2, Fe2O3 + CO = 2FeO + CO2, Al + Fe2O3 = Al2O3 + Fe, C + Fe2O3 = CO + 2FeO.

Tuy nhiên, tính chất của oxit thường được xem xét có tính đến việc phân loại chúng.

Tính chất của oxit cơ bản

Trước hết cần chứng minh các hydroxit tương ứng đều là bazơ:

CaO + H2O = Ca(OH)2, Ca(OH)2 = Ca2+ + 2OH-,

những thứ kia. oxit của kim loại kiềm và kiềm thổ khi phản ứng với nước tạo ra bazơ tan trong nước gọi là kiềm.

Oxit bazơ phản ứng với oxit axit hoặc lưỡng tính tạo thành muối:

CaO + SO3 = CaSO4, BaO + Al2O3 = Ba(AlO2)2.

Oxit bazơ phản ứng với hydroxit axit hoặc lưỡng tính tạo thành muối:

CaO + H2SO4 = CaSO4 + H2O, K2O + Zn(OH)2 = K2ZnO2 + H2O.

Oxit bazơ phản ứng với muối axit tạo thành muối trung bình:

CaO + Ca(HCO3)2 = 2CaCO3 + H2O.

Oxit bazơ phản ứng với muối thường tạo thành muối bazơ:

MgO + MgCl2 + H2O = 2Mg(OH)Cl.

Tính chất của oxit axit

Các hydroxit tương ứng với oxit axit là axit:

SO3 + H2O = H2SO4, H2SO4 = 2H+ + SO42- .

Nhiều oxit axit khi tan trong nước tạo ra axit. Nhưng cũng có những oxit axit không tan trong nước và không tương tác với nước: SiO2.

Oxit axit phản ứng với oxit bazơ hoặc lưỡng tính tạo thành muối:

SiO2 + CaO = CaSiO3, 3SO3 + Al2O3 = Al2(SO4)3.

Oxit axit phản ứng với hydroxit bazơ hoặc lưỡng tính tạo thành muối:

SO3 + Ca(OH)2 = CaSO4 + H2O, SO3 + Zn(OH)2 = ZnSO4 + H2O.

Oxit axit phản ứng với muối bazơ tạo thành muối trung gian.

Oxit axit phản ứng với muối thường tạo thành muối axit:

CO2 + CaCO3 + H2O = Ca(HCO3)2.

Tính chất của oxit lưỡng tính

Hydroxit tương ứng với oxit lưỡng tính có tính chất lưỡng tính:

Zn(OH)2 = Zn2+ + 2OH-, H2ZnO2 = 2H+ + ZnO22-.

Oxit lưỡng tính không hòa tan trong đầu vào.

Al2O3 + K2O = 2KAlO2, Al2O3 + 3SO3 = Al2(SO4)3.

Oxit lưỡng tính phản ứng với hydroxit bazơ hoặc axit tạo thành muối:

ZnO + 2KOH = K2ZnO2 + H2O, ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2O.

Oxit là các hợp chất vô cơ bao gồm hai nguyên tố hóa học, một trong số đó là oxy ở trạng thái oxy hóa -2. Người duy nhất nguyên tố không tạo thành oxit là flo, kết hợp với oxy để tạo thành oxy florua. Điều này là do thực tế flo là nguyên tố có độ âm điện lớn hơn oxy.

Lớp hợp chất này rất phổ biến. Mỗi ngày một người gặp phải nhiều loại oxit trong cuộc sống hàng ngày. Nước, cát, carbon dioxide chúng ta thở ra, khí thải xe hơi, rỉ sét đều là những ví dụ về oxit.

Phân loại oxit

Tất cả các oxit, theo khả năng tạo thành muối, có thể được chia thành hai nhóm:

  1. Tạo muối oxit (CO 2, N 2 O 5, Na 2 O, SO 3, v.v.)
  2. Không tạo muối oxit (CO, N 2 O, SiO, NO, v.v.)

Đổi lại, các oxit tạo muối được chia thành 3 nhóm:

  • Oxit cơ bản- (Ôxít kim loại - Na 2 O, CaO, CuO,...)
  • Oxit axit- (Oxit của phi kim loại, cũng như các oxit kim loại ở trạng thái oxy hóa V-VII - Mn 2 O 7, CO 2, N 2 O 5, SO 2, SO 3, v.v.)
  • (Oxit kim loại có trạng thái oxi hóa III-IV cũng như ZnO, BeO, SnO, PbO)

Sự phân loại này dựa trên sự biểu hiện một số tính chất hóa học của oxit. Vì thế, oxit bazơ tương ứng với bazơ, oxit axit tương ứng với axit. Các oxit axit phản ứng với các oxit bazơ để tạo thành muối tương ứng, như thể bazơ và axit tương ứng với các oxit này phản ứng: Tương tự như vậy, Bazơ lưỡng tính tương ứng với oxit lưỡng tính, có thể biểu hiện cả tính axit và tính bazơ: Các nguyên tố hóa học thể hiện mức độ oxy hóa khác nhau có thể tạo thành các oxit khác nhau. Để bằng cách nào đó có thể phân biệt được oxit của các nguyên tố đó, sau tên của oxit, hóa trị được ghi trong ngoặc đơn.

CO 2 – cacbon monoxit (IV)

N 2 O 3 – oxit nitric (III)

Tính chất vật lý của oxit

Các oxit rất đa dạng về tính chất vật lý. Chúng có thể là chất lỏng (H 2 O), chất khí (CO 2, SO 3) hoặc chất rắn (Al 2 O 3, Fe 2 O 3). Hơn nữa, các oxit cơ bản thường là chất rắn. Oxit cũng có nhiều màu sắc khác nhau - từ không màu (H 2 O, CO) và trắng (ZnO, TiO 2) đến xanh lục (Cr 2 O 3) và thậm chí là đen (CuO).

  • Oxit cơ bản

Một số oxit phản ứng với nước tạo thành các hydroxit (bazơ) tương ứng: Các oxit bazơ phản ứng với các oxit axit tạo thành muối: Chúng phản ứng tương tự với axit, nhưng giải phóng nước: Các oxit của kim loại kém hoạt động hơn nhôm có thể bị khử thành kim loại:

  • Oxit axit

Các oxit axit phản ứng với nước tạo thành axit: Một số oxit (ví dụ, oxit silic SiO2) không phản ứng với nước, do đó axit thu được theo những cách khác.

Oxit axit tương tác với oxit bazơ, tạo thành muối: Tương tự như vậy, khi tạo thành muối, oxit axit phản ứng với bazơ: Nếu một axit đa bazơ tương ứng với một oxit nhất định thì muối axit cũng có thể tạo thành: Oxit axit không bay hơi có thể thay thế các oxit dễ bay hơi trong muối:

Như đã đề cập trước đó, oxit lưỡng tính, tùy theo điều kiện, có thể biểu hiện cả tính chất axit và tính chất bazơ. Vì vậy, chúng hoạt động như các oxit cơ bản trong phản ứng với axit hoặc oxit axit, tạo thành muối: Và trong phản ứng với các bazơ hoặc oxit cơ bản, chúng thể hiện tính chất axit:

Thu được oxit

Oxit có thể thu được bằng nhiều cách khác nhau; chúng tôi sẽ trình bày những cách chính.

Hầu hết các oxit có thể thu được bằng cách tương tác trực tiếp giữa oxy với một nguyên tố hóa học: Khi rang hoặc đốt các hợp chất nhị phân khác nhau: Phân hủy nhiệt của muối, axit và bazơ: Tác dụng của một số kim loại với nước:

Ứng dụng của oxit

Oxit cực kỳ phổ biến trên toàn cầu và được sử dụng cả trong cuộc sống hàng ngày và trong công nghiệp. Oxit quan trọng nhất, hydro oxit, nước, tạo nên sự sống trên Trái đất. Ôxit lưu huỳnh SO 3 được sử dụng để sản xuất axit sunfuric cũng như để chế biến các sản phẩm thực phẩm - điều này làm tăng thời hạn sử dụng của các loại trái cây chẳng hạn.

Oxit sắt được sử dụng để sản xuất sơn và sản xuất điện cực, mặc dù hầu hết các oxit sắt đều bị khử thành sắt kim loại trong luyện kim.

Canxi oxit hay còn gọi là vôi sống được sử dụng trong xây dựng. Oxit kẽm và titan có màu trắng, không tan trong nước nên chúng trở thành nguyên liệu tốt để sản xuất sơn - màu trắng.

Silicon oxit SiO 2 là thành phần chính của thủy tinh. Crom oxit Cr 2 O 3 được sử dụng để sản xuất thủy tinh màu xanh lá cây và gốm sứ, và do đặc tính độ bền cao nên dùng để đánh bóng các sản phẩm (ở dạng bột nhão GOI).

Carbon monoxide CO 2, được phát ra bởi tất cả các sinh vật sống khi thở, được sử dụng để chữa cháy, và ở dạng đá khô, để làm mát một thứ gì đó.