As substâncias que formam a base do nosso mundo físico são compostas de diferentes tipos de elementos químicos. Quatro deles são os mais comuns. Estes são hidrogênio, carbono, nitrogênio e oxigênio. O último elemento pode se ligar a partículas de metais ou não metais e formar compostos binários - óxidos. Em nosso artigo, estudaremos os métodos mais importantes para a obtenção de óxidos no laboratório e na indústria. Considere também suas propriedades físicas e químicas básicas.
Estado agregado
Óxidos, ou óxidos, existem em três estados: gasoso, líquido e sólido. Por exemplo, o primeiro grupo inclui compostos conhecidos e difundidos na natureza como dióxido de carbono - CO2, monóxido de carbono - CO, dióxido de enxofre - SO2 e outros. Na fase líquida, há óxidos como água - H2O, anidrido sulfúrico - SO3, óxido nítrico - N 2 O3. ReciboOs óxidos que nomeamos podem ser produzidos em laboratório, mas o monóxido de carbono e o trióxido de enxofre também são produzidos comercialmente. Isso se deve ao uso desses compostos nos ciclos tecnológicos de fundição de ferro e produção de ácido sulfato. O monóxido de carbono é usado para reduzir o ferro do minério, e o anidrido sulfúrico é dissolvido em ácido sulfato e o óleo é extraído.
Classificação de óxidos
Existem vários tipos de substâncias contendo oxigênio, consistindo em dois elementos. As propriedades químicas e os métodos de obtenção de óxidos dependerão de qual dos grupos listados a substância pertence. Por exemplo, o dióxido de carbono, que é um óxido ácido, é obtido pela combinação direta de carbono com oxigênio, realizando uma reação de oxidação dura. O dióxido de carbono também pode ser liberado durante a troca de sais de ácido carbônico e ácidos inorgânicos fortes:
HCl + Na2CO3=2NaCl + H2O + CO 2
Que tipo de reação é a marca registrada dos óxidos ácidos? Esta é a interação deles com álcalis:
SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H 2O
Óxidos anfotéricos e não formadores de sal
Óxidos indiferentes, como CO ou N2O, não são capazes de reações que levem à formação de sais. Por outro lado, a maioria dos óxidos ácidos pode reagir com a água para formar ácidos. No entanto, isso não é possível para o óxido de silício. É conveniente obter o ácido de silicato indiretamente.maneira: de silicatos reagindo com ácidos fortes. Anfotéricos serão tais compostos binários com oxigênio que são capazes de reações tanto com álcalis quanto com ácidos. Incluiremos os seguintes compostos neste grupo - estes são os óxidos conhecidos de alumínio e zinco.
Obtenção de óxidos de enxofre
Em seus compostos com oxigênio, o enxofre apresenta diferentes valências. Assim, no dióxido de enxofre, cuja fórmula é SO2, é tetravalente. Em laboratório, o dióxido de enxofre é produzido na reação entre ácido sulfato e hidrossulfito de sódio, cuja equação é
NaHSO3 + H2SO4 → NaHSO4 + SO2 + H2O
Outra maneira de extrair SO2 é um processo redox entre cobre e ácido sulfato de alta concentração. O terceiro método laboratorial para a produção de óxidos de enxofre é a combustão de exaustão de uma amostra de uma substância simples de enxofre:
Cu + 2H2SO4=CuSO4 + SO 2 + 2H2O
Na indústria, o dióxido de enxofre pode ser obtido pela queima de minerais contendo enxofre, zinco ou chumbo, bem como pela queima de pirita FeS2. O dióxido de enxofre obtido por este método é usado para a extração de trióxido de enxofre SO3 e ainda - ácido sulfato. O dióxido de enxofre com outras substâncias se comporta como um óxido com características ácidas. Por exemplo, sua interação com a água leva à formação do ácido sulfito H2SO3:
SO2 + H2O=H2SO 3
Esta reação é reversível. O grau de dissociação do ácido é baixo, então o composto é classificado como um eletrólito fraco, e o próprio ácido sulfuroso pode existir apenas em uma solução aquosa. Moléculas de dióxido de enxofre estão sempre presentes nele, o que confere à substância um odor pungente. A mistura reagente está em um estado de concentração igual de reagentes e produtos, que pode ser deslocado mudando as condições. Assim, quando o álcali é adicionado a uma solução, a reação prosseguirá da esquerda para a direita. Se o dióxido de enxofre for removido da esfera de reação aquecendo ou soprando através de uma mistura de nitrogênio gasoso, o equilíbrio dinâmico se deslocará para a esquerda.
Anidrido sulfúrico
Vamos continuar a considerar as propriedades e métodos de obtenção de óxidos de enxofre. Se o dióxido de enxofre for queimado, o resultado é um óxido no qual o enxofre tem um estado de oxidação de +6. É trióxido de enxofre. O composto está na fase líquida, endurece rapidamente na forma de cristais em temperaturas abaixo de 16°C. Uma substância cristalina pode ser representada por várias modificações alotrópicas que diferem na estrutura da rede cristalina e nos pontos de fusão. O anidrido sulfúrico exibe as propriedades de um agente redutor. Interagindo com a água, forma um aerossol de ácido sulfato, portanto, na indústria, H2SO4 é produzido pela dissolução de anidrido sulfúrico em sulfato concentrado ácido. Como resultado, o oleum é formado. Adicionando água a ele, e obtenha uma solução de ácido sulfúrico.
Óxidos básicos
Tendo estudado as propriedades e produção de óxidosenxofre, pertencente ao grupo de compostos binários ácidos com oxigênio, considere os compostos de oxigênio de elementos metálicos.
Os óxidos básicos podem ser determinados por um sinal como a presença nas moléculas de partículas metálicas dos principais subgrupos do primeiro ou segundo grupos do sistema periódico. Eles são classificados como alcalinos ou alcalinos terrosos. Por exemplo, o óxido de sódio - Na2O pode reagir com a água, resultando na formação de hidróxidos quimicamente agressivos - álcalis. No entanto, a principal propriedade química dos óxidos básicos é a interação com ácidos orgânicos ou inorgânicos. Vai com a formação de sal e água. Se o ácido clorídrico for adicionado ao óxido de cobre em pó branco, encontraremos uma solução verde-azulada de cloreto de cobre:
CuO + 2HCl=CuCl2 + H2O
Aquecer hidróxidos sólidos insolúveis é outra forma importante de obter óxidos básicos:
Ca(OH)2 → CaO + H2O
Condições: 520-580°C.
Em nosso artigo, examinamos as propriedades mais importantes de compostos binários com oxigênio, bem como métodos para obtenção de óxidos no laboratório e na indústria.
