Pratiquement tous les éléments du système périodique de Mendeleïev peuvent former des oxydes, ou des oxydes - des composés binaires contenant des atomes d'oxygène dans leurs molécules. La classe de ces composés inorganiques, à son tour, est divisée en plusieurs groupes: oxydes basiques, acides, amphotères et indifférents. Le but de notre article est d'étudier les propriétés physiques et chimiques des oxydes, ainsi que leur application pratique et leur signification pour l'homme.
Méthodes d'obtention
La principale réaction chimique pour obtenir des oxydes est l'interaction directe d'un métal ou d'un non-métal avec l'oxygène.
H2 + O2=H2O (la réaction est explosive)
4K + O2=2K2O
D'autres méthodes de formation d'oxydes incluent la combustion de substances complexes, telles que les hydrocarbures. Il finit par produire du dioxyde de carbone et de l'eau. Lors de la décomposition thermique de bases insolubles dans l'eau ousels: carbonates, nitrates, oxydes sont également dégagés. Des exemples de telles réactions sont donnés ci-dessous:
- Fe(OH)2=FeO+H2O oxyde de fer(II)
- 2KNO3=2KNO2 + O2↑
Caractéristiques physiques
L'état d'agrégation des composés binaires de l'oxygène avec des métaux ou des non-métaux peut être différent. Par exemple, les oxydes de carbone, le dioxyde d'azote, l'oxyde de soufre (IV) sont des gaz. Les liquides sont l'eau, l'anhydride sulfurique et les oxydes métalliques sont des solides. La solubilité des composés est également différente. Donnons des exemples d'oxydes plus ou moins en interaction avec l'eau. Ainsi, le dioxyde de carbone se dissout dans l'eau à température ambiante dans un rapport de 1:1, l'oxyde nitrique (II) est légèrement soluble et le dioxyde de silicium est complètement insoluble.
Oxydes basiques
Si une molécule d'une substance contient des atomes de métaux typiques, elle présente des propriétés de base. La substance réagit avec les acides et les oxydes d'acide ainsi qu'avec l'eau. Par exemple, l'oxyde de calcium peut réagir avec l'acide perchlorique:
2HCl + CaO=CaCl2 + H2O.
Les produits de la réaction seront du sel moyen et de l'eau. Si le même oxyde de calcium interagit avec le monoxyde de carbone, nous obtenons une substance - le sel.
CaO + CO2=CaCO3.
Les propriétés des oxydes formés par les métaux ont trouvé une application dans diverses industries. Ainsi, l'oxyde de calcium, également appelé chaux vive ou chaux vive, est importantcomme matière première pour la production de chaux éteinte. L'hydroxyde de calcium est largement utilisé dans l'industrie comme mortier de construction. L'eau de chaux est utilisée comme indicateur de la présence de molécules de dioxyde de carbone en solution.
Des exemples d'oxydes qui composent le minerai de fer sont FeO et Fe2O3 - minerai de fer brun et magnétique. Dans le haut fourneau, ils sont réduits avec du coke et des oxydes de carbone et un alliage de fer et de carbone est obtenu - la fonte. Au cours de son traitement ultérieur dans l'industrie métallurgique, différentes nuances d'acier sont fondues, y compris l'acier allié.
La réaction avec l'eau d'oxydes de métaux alcalins ou alcalino-terreux conduit à la production d'alcali.
Caractérisation des oxydes acides
Les oxydes d'azote, de carbone, de soufre, de silicium, etc. forment un groupe d'oxydes acides. Les propriétés chimiques des oxydes sont des réactions avec les alcalis, les oxydes basiques et l'eau. Les produits de l'interaction entre l'hydroxyde de potassium et le dioxyde de carbone seront le carbonate de potassium et l'eau. Si la base de sodium et le dioxyde de silicium réagissent l'un avec l'autre, nous obtenons du silicate de sodium et de l'eau.
Certains oxydes acides réagissent avec l'eau. Le produit de la réaction sera l'acide correspondant (carbonique):
CO2 + H2O=H2CO 3.
Les oxydes d'acide, dont nous donnerons des exemples ci-dessous, sont importants. Ainsi, l'anhydride sulfurique SO3 - un liquide incolore, est la matière première pour la production industrielleacide sulfaté - le principal produit de l'industrie chimique. Les composés azotés, tels que le NO2, sont utilisés pour produire de l'acide nitrique. Outre le dioxyde d'azote, l'eau et l'oxygène participent également à la réaction. L'acide nitrique, obtenu par la réaction des oxydes d'azote avec l'eau, est utilisé dans la production d'engrais minéraux, d'explosifs, de colorants, de médicaments, de plastiques, etc.
Composés amphotères
Les oxydes, qui comprennent, par exemple, des atomes de zinc ou d'aluminium, présentent des propriétés chimiques doubles. Ils peuvent réagir avec les acides et les alcalis. Dans ce cas, les produits de réaction sont des sels moyens. Voici une description des propriétés physiques de certains oxydes amphotères, dont nous examinerons des exemples. Ainsi, Al2O3 est du corindon, c'est une substance solide dont le point de fusion atteint 2050°. Dans la nature, l'oxyde fait partie de l'alumine et forme également des cristaux colorés, qui sont des pierres précieuses - rubis et saphirs.
L'oxyde de zinc ZnO sont des cristaux incolores, à une température de 1800° se transformant en un état de vapeur. Ce phénomène est appelé sublimation. La substance est insoluble dans l'eau, lorsque les particules de poussière inhalées provoquent un empoisonnement. L'oxyde de zinc a trouvé une application comme matériau abrasif, dans la production de peintures, de cuir artificiel, en médecine, en dentisterie - comme matériau de remplissage.
Dans notre article, nous avons étudié la classification des oxydes, leurs propriétés chimiques et physiques, etégalement des applications industrielles.
