Մենդելեևի պարբերական համակարգի գործնականում բոլոր տարրերը կարող են ձևավորել օքսիդներ կամ օքսիդներ՝ իրենց մոլեկուլներում թթվածնի ատոմներ պարունակող երկուական միացություններ: Այս անօրգանական միացությունների դասն իր հերթին բաժանվում է մի քանի խմբերի՝ հիմնային, թթվային, ամֆոտերային և անտարբեր օքսիդների։ Մեր հոդվածի նպատակն է ուսումնասիրել օքսիդների ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները, ինչպես նաև դրանց գործնական կիրառությունն ու նշանակությունը մարդկանց համար։
Ստացման եղանակներ
Օքսիդներ ստանալու հիմնական քիմիական ռեակցիան մետաղի կամ ոչ մետաղի անմիջական փոխազդեցությունն է թթվածնի հետ։
H2 + O2=H2O (ռեակցիան պայթյունավտանգ է)
4K + O2=2K2O
Օքսիդի ձևավորման այլ մեթոդներ ներառում են բարդ նյութերի, օրինակ՝ ածխաջրածինների այրումը: Այն ի վերջո արտադրում է ածխաթթու գազ և ջուր: Ջրում չլուծվող հիմքերի ջերմային տարրալուծման ժամանակ կամաղեր՝ արտազատվում են նաև կարբոնատներ, նիտրատներ, օքսիդներ։ Նման ռեակցիաների օրինակները տրված են ստորև՝
- Fe(OH)2=FeO+H2O երկաթ (II) օքսիդ
- 2KNO3=2KNO2 + O2↑
Ֆիզիկական բնութագրեր
Մետաղների կամ ոչ մետաղների հետ թթվածնի երկուական միացությունների ագրեգացման վիճակը կարող է տարբեր լինել։ Օրինակ՝ ածխածնի օքսիդները, ազոտի երկօքսիդը, ծծմբի օքսիդը (IV) գազեր են։ Հեղուկները ջուրն են, ծծմբի անհիդրիդը, իսկ մետաղի օքսիդները՝ պինդ: Տարբեր է նաև միացությունների լուծելիությունը։ Բերենք ջրի հետ փոխազդեցության տարբեր աստիճանի օքսիդների օրինակներ: Այսպիսով, ածխածնի երկօքսիդը ջրի մեջ լուծվում է սենյակային ջերմաստիճանում 1:1 հարաբերակցությամբ, ազոտի օքսիդը (II) փոքր-ինչ լուծելի է, իսկ սիլիցիումի երկօքսիդը լիովին անլուծելի է:
Հիմնական օքսիդներ
Եթե նյութի մոլեկուլը պարունակում է բնորոշ մետաղների ատոմներ, ապա այն ցուցադրում է հիմնական հատկություններ: Նյութը փոխազդելու է թթուների և թթվային օքսիդների, ինչպես նաև ջրի հետ: Օրինակ, կալցիումի օքսիդը կարող է փոխազդել պերքլորաթթվի հետ:
2HCl + CaO=CaCl2 + H2O.
Ռեակցիայի արտադրանքը կլինի միջին չափի աղ և ջուր: Եթե նույն կալցիումի օքսիդը փոխազդում է ածխածնի օքսիդի հետ, ապա ստանում ենք մեկ նյութ՝ աղ։
CaO + CO2=CaCO3.
Մետաղների կողմից առաջացած օքսիդների հատկությունները կիրառություն են գտել արդյունաբերության տարբեր ոլորտներում: Այսպիսով, կալցիումի օքսիդը, որը նաև կոչվում է կրաքարի կամ այրված կրաքարի, կարևոր էորպես խարխուլ կրաքարի արտադրության հումք։ Կալցիումի հիդրօքսիդը լայնորեն օգտագործվում է արդյունաբերության մեջ որպես շինանյութ: Կրաքարի ջուրն օգտագործվում է որպես լուծույթում ածխաթթու գազի մոլեկուլների առկայության ցուցանիշ։
Երկաթի հանքաքարը կազմող օքսիդների օրինակներն են՝ FeO և Fe2O3 - շագանակագույն և մագնիսական երկաթի հանքաքար: Պայթուցիկ վառարանում դրանք կրճատվում են կոքսով և ածխածնի օքսիդներով և ստացվում է երկաթի և ածխածնի համաձուլվածք՝ չուգուն։ Մետաղագործական արդյունաբերության մեջ դրա հետագա վերամշակման գործընթացում ձուլվում են տարբեր տեսակի պողպատ, այդ թվում՝ լեգիրված պողպատ։
Ալկալիների կամ հողալկալիական մետաղների օքսիդների ջրի հետ ռեակցիան հանգեցնում է ալկալիների առաջացման:
Թթվային օքսիդների բնութագրում
Ազոտի, ածխածնի, ծծմբի, սիլիցիումի և այլն օքսիդները կազմում են թթվային օքսիդների խումբ։ Օքսիդների քիմիական հատկությունները ռեակցիաներն են ալկալիների, հիմնական օքսիդների և ջրի հետ։ Կալիումի հիդրօքսիդի և ածխածնի երկօքսիդի փոխազդեցության արտադրանքը կլինի կալիումի կարբոնատը և ջուրը: Եթե նատրիումի հիմքը և սիլիցիումի երկօքսիդը փոխազդում են միմյանց հետ, մենք ստանում ենք նատրիումի սիլիկատ և ջուր։
Որոշ թթվային օքսիդներ արձագանքում են ջրի հետ: Ռեակցիայի արտադրանքը կլինի համապատասխան թթու (ածխածնային):
CO2 + H2O=H22O=H2CO
3.
Թթվային օքսիդները, որոնց օրինակները կբերենք ստորև, կարևոր են: Այսպիսով, ծծմբի անհիդրիդը SO3 - անգույն հեղուկ, արդյունաբերական արտադրության համար հումք է:սուլֆատ թթու - քիմիական արդյունաբերության հիմնական արտադրանքը: Ազոտային միացություններ, ինչպիսիք են NO2, օգտագործվում են նիտրատ թթու արտադրելու համար: Բացի ազոտի երկօքսիդից, ռեակցիային մասնակցում են նաև ջուրը և թթվածինը։ Ազոտի օքսիդների ջրի հետ փոխազդեցությամբ ստացված ազոտական թթուն օգտագործվում է հանքային պարարտանյութերի, պայթուցիկ նյութերի, ներկանյութերի, դեղամիջոցների, պլաստմասսաների և այլնի արտադրության մեջ։
Ամֆոտերային միացություններ
Օքսիդները, որոնք ներառում են, օրինակ, ցինկի կամ ալյումինի ատոմները, ցուցադրում են երկակի քիմիական հատկություններ: Նրանք կարող են արձագանքել ինչպես թթուների, այնպես էլ ալկալիների հետ: Այս դեպքում ռեակցիայի արտադրանքը միջին աղեր են: Ահա որոշ ամֆոտերային օքսիդների ֆիզիկական հատկությունների նկարագրությունը, որոնց օրինակները մենք կքննարկենք: Այսպիսով, Al2O3-ը կորունդ է, այն ամուր նյութ է, որի հալման ջերմաստիճանը հասնում է 2050°-ի: Բնության մեջ օքսիդը ալյումինի մի մասն է, ինչպես նաև ձևավորում է գունավոր բյուրեղներ, որոնք թանկարժեք քարեր են՝ սուտակ և շափյուղա։
Ցինկի օքսիդ ZnO-ն անգույն բյուրեղներ են, 1800 ° ջերմաստիճանում վերածվում են գոլորշի վիճակի: Այս երեւույթը կոչվում է սուբլիմացիա։ Նյութը չի լուծվում ջրում, երբ ներշնչված փոշու մասնիկները թունավորում են առաջացնում։ Ցինկի օքսիդը կիրառություն է գտել որպես հղկող նյութ, ներկերի, արհեստական կաշվի արտադրության մեջ, բժշկության մեջ, ատամնաբուժության մեջ՝ որպես լցանյութ։
Մեր հոդվածում մենք ուսումնասիրեցինք օքսիդների դասակարգումը, դրանց քիմիական և ֆիզիկական հատկությունները ևնաև արդյունաբերական կիրառություններ։
