Les substances qui forment la base de notre monde physique sont composées de différents types d'éléments chimiques. Quatre d'entre eux sont les plus courants. Ce sont l'hydrogène, le carbone, l'azote et l'oxygène. Le dernier élément peut se lier à des particules de métaux ou de non-métaux et former des composés binaires - des oxydes. Dans notre article, nous étudierons les méthodes les plus importantes pour obtenir des oxydes en laboratoire et dans l'industrie. Tenez également compte de leurs propriétés physiques et chimiques de base.
État agrégé
Les oxydes, ou oxydes, existent sous trois états: gazeux, liquide et solide. Par exemple, le premier groupe comprend des composés aussi connus et répandus dans la nature que le dioxyde de carbone - CO2, le monoxyde de carbone - CO, le dioxyde de soufre - SO2 et autres. Dans la phase liquide, il y a des oxydes tels que l'eau - H2O, l'anhydride sulfurique - SO3, l'oxyde nitrique - N 2 O3. Le reçuLes oxydes que nous avons nommés peuvent être fabriqués en laboratoire, mais le monoxyde de carbone et le trioxyde de soufre sont également produits commercialement. Cela est dû à l'utilisation de ces composés dans les cycles technologiques de la fonte du fer et de la production d'acide sulfaté. Le monoxyde de carbone est utilisé pour réduire le fer du minerai, et l'anhydride sulfurique est dissous dans l'acide sulfaté et l'oléum est extrait.
Classification des oxydes
Il existe plusieurs types de substances contenant de l'oxygène, composées de deux éléments. Les propriétés chimiques et les méthodes d'obtention des oxydes dépendront du groupe auquel appartient la substance. Par exemple, le dioxyde de carbone, qui est un oxyde acide, est obtenu par combinaison directe de carbone avec de l'oxygène, réalisant une réaction d'oxydation dure. Le dioxyde de carbone peut également être libéré lors de l'échange de sels d'acide carbonique et d'acides inorganiques forts:
HCl + Na2CO3=2NaCl + H2O + CO 2
Quel type de réaction caractérise les oxydes d'acide ? Voici leur interaction avec les alcalis:
SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H 2O
Oxydes amphotères et non salifiants
Les oxydes indifférents, tels que CO ou N2O, ne sont pas capables de réactions conduisant à la formation de sels. D'autre part, la plupart des oxydes acides peuvent réagir avec l'eau pour former des acides. Cependant, cela n'est pas possible pour l'oxyde de silicium. Il est avantageux d'obtenir l'acide silicaté indirectement.façon: à partir de silicates réagissant avec des acides forts. L'amphotère sera de tels composés binaires avec de l'oxygène capables de réagir à la fois avec les alcalis et les acides. Nous inclurons les composés suivants dans ce groupe - ce sont les oxydes connus d'aluminium et de zinc.
Obtenir des oxydes de soufre
Dans ses composés avec l'oxygène, le soufre présente différentes valences. Ainsi, dans le dioxyde de soufre, dont la formule est SO2, il est tétravalent. En laboratoire, le dioxyde de soufre est produit lors de la réaction entre l'acide sulfaté et l'hydrosulfite de sodium, dont l'équation est
NaHSO3 + H2SO4 → NaHSO4 + SO2 + H2O
Une autre façon d'extraire le SO2 est un processus redox entre le cuivre et l'acide sulfate à haute concentration. La troisième méthode de laboratoire pour la production d'oxydes de soufre est la combustion par échappement d'un échantillon d'une substance soufrée simple:
Cu + 2H2SO4=CuSO4 + SO 2 + 2H2O
Dans l'industrie, le dioxyde de soufre peut être obtenu en brûlant du zinc ou du plomb, des minéraux contenant du soufre, ainsi qu'en brûlant de la pyrite FeS2. Le dioxyde de soufre obtenu par cette méthode est utilisé pour l'extraction du trioxyde de soufre SO3 et en outre - de l'acide sulfaté. Le dioxyde de soufre avec d'autres substances se comporte comme un oxyde avec des caractéristiques acides. Par exemple, son interaction avec l'eau conduit à la formation d'acide sulfite H2SO3:
SO2 + H2O=H2SO 3
Cette réaction est réversible. Le degré de dissociation de l'acide est faible, de sorte que le composé est classé comme un électrolyte faible, et l'acide sulfureux lui-même ne peut exister qu'en solution aqueuse. Des molécules de dioxyde de soufre y sont toujours présentes, ce qui donne à la substance une odeur piquante. Le mélange réactionnel est dans un état de concentration égale de réactifs et de produits, qui peut être déplacé en modifiant les conditions. Ainsi, lorsqu'un alcali est ajouté à une solution, la réaction se déroulera de gauche à droite. Si le dioxyde de soufre est éliminé de la sphère de réaction en chauffant ou en soufflant à travers un mélange d'azote gazeux, l'équilibre dynamique se déplacera vers la gauche.
Anhydride sulfurique
Continuons à considérer les propriétés et les méthodes d'obtention des oxydes de soufre. Si le dioxyde de soufre est brûlé, le résultat est un oxyde dans lequel le soufre a un état d'oxydation de +6. C'est du trioxyde de soufre. Le composé est en phase liquide, durcit rapidement sous forme de cristaux à des températures inférieures à 16 °C. Une substance cristalline peut être représentée par plusieurs modifications allotropiques qui diffèrent par la structure du réseau cristallin et les points de fusion. L'anhydride sulfurique présente les propriétés d'un agent réducteur. Interagissant avec l'eau, il forme un aérosol d'acide sulfaté, par conséquent, dans l'industrie, H2SO4 est produit en dissolvant de l'anhydride sulfurique dans du sulfate concentré acide. En conséquence, l'oléum se forme. Ajoutez-y de l'eau et obtenez une solution d'acide sulfurique.
Oxydes basiques
Ayant étudié les propriétés et la production des oxydesle soufre, appartenant au groupe des composés binaires acides avec l'oxygène, considérons les composés oxygénés des éléments métalliques.
Les oxydes basiques peuvent être déterminés par un signe tel que la présence dans les molécules de particules métalliques des sous-groupes principaux des premier ou deuxième groupes du système périodique. Ils sont classés comme alcalins ou alcalino-terreux. Par exemple, l'oxyde de sodium - Na2O peut réagir avec l'eau, entraînant la formation d'hydroxydes chimiquement agressifs - des alcalis. Cependant, la principale propriété chimique des oxydes basiques est l'interaction avec des acides organiques ou inorganiques. Il va de pair avec la formation de sel et d'eau. Si de l'acide chlorhydrique est ajouté à de l'oxyde de cuivre en poudre blanche, on trouvera une solution bleu-vert de chlorure de cuivre:
CuO + 2HCl=CuCl2 + H2O
Le chauffage d'hydroxydes insolubles solides est un autre moyen important d'obtenir des oxydes basiques:
Ca(OH)2 → CaO + H2O
Conditions: 520-580°C.
Dans notre article, nous avons examiné les propriétés les plus importantes des composés binaires avec l'oxygène, ainsi que les méthodes d'obtention d'oxydes en laboratoire et dans l'industrie.
