Физикалық дүниеміздің негізін құрайтын заттар әртүрлі химиялық элементтерден тұрады. Олардың төртеуі ең көп таралған. Бұл сутегі, көміртегі, азот және оттегі. Соңғы элемент металдардың немесе бейметалдардың бөлшектерімен байланысып, екілік қосылыстар – оксидтер түзе алады. Біздің мақалада біз зертханада және өнеркәсіпте оксидтерді алудың ең маңызды әдістерін зерттейміз. Сондай-ақ олардың негізгі физикалық және химиялық қасиеттерін ескеріңіз.
Жиынтық күй
Оксидтер немесе оксидтер үш күйде болады: газ тәрізді, сұйық және қатты. Мысалы, бірінші топқа көмірқышқыл газы - СО2, көміртек оксиді - СО, күкірт диоксиді - SO2 сияқты табиғатта белгілі және кең таралған қосылыстар жатады. және т.б. Сұйық фазада су - H2O, күкірт ангидриді - SO3, азот оксиді - N сияқты оксидтер болады. 2 O3. ТүбіртекБіз атаған оксидтерді зертханада жасауға болады, бірақ көміртегі тотығы мен күкірт триоксиді де коммерциялық түрде өндіріледі. Бұл осы қосылыстарды темір балқыту мен сульфат қышқылын өндірудің технологиялық циклдерінде қолданумен байланысты. Көміртек тотығы темірді рудадан азайту үшін қолданылады, ал күкірт ангидриді сульфат қышқылында ерітіліп, олеум өндіріледі.
Оксидтердің жіктелуі
Құрамында екі элементтен тұратын оттегі бар заттардың бірнеше түрі бар. Химиялық қасиеттер мен оксидтерді алу әдістері заттың аталған топтардың қайсысына жататынына байланысты болады. Мысалы, қышқыл оксид болып табылатын көмірқышқыл газы көміртегінің оттегімен тікелей қосылуы арқылы қатты тотығу реакциясын жүргізеді. Көмірқышқыл газы көмірқышқылдары мен күшті бейорганикалық қышқылдар тұздарының алмасуы кезінде де бөлінуі мүмкін:
HCl + Na2CO3=2NaCl + H2O + CO 2
Қышқыл оксидтеріне қандай реакция тән? Бұл олардың сілтілермен әрекеттесуі:
SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H 2O
Амфотерлі және тұз түзбейтін оксидтер
CO немесе N2O сияқты индифферентті оксидтер тұздардың түзілуіне әкелетін реакцияларға қабілетті емес. Екінші жағынан, қышқыл оксидтердің көпшілігі қышқылдар түзу үшін сумен әрекеттесе алады. Алайда кремний оксиді үшін бұл мүмкін емес. Силикат қышқылын жанама жолмен алу мақсатқа сай.тәсілі: күшті қышқылдармен әрекеттесетін силикаттардан. Сілтілермен де, қышқылдармен де әрекеттесуге қабілетті оттегі бар екілік қосылыстар амфотерлі болады. Біз бұл топқа келесі қосылыстарды қосамыз - бұл алюминий мен мырыштың белгілі оксидтері.
Күкірт оксидтерін алу
Оттегімен қосылыстарда күкірт әртүрлі валенттілікті көрсетеді. Сонымен, формуласы SO2 болатын күкірт диоксидінде ол төрт валентті. Зертханада күкірт диоксиді сульфат қышқылы мен натрий гидросульфиті арасындағы реакцияда түзіледі, оның теңдеуі
NaHSO3 + H2SO4 → NaHSO4 + SO2 + H2O
SO2 алудың тағы бір жолы – мыс пен жоғары концентрациялы сульфат қышқылы арасындағы тотығу-тотықсыздану процесі. Күкірт оксидтерін алудың үшінші зертханалық әдісі қарапайым күкірт затының үлгісін пайдаланылған күйдіру болып табылады:
Cu + 2H2SO4=CuSO4 + SO 2 + 2H2O
Өнеркәсіпте күкірт диоксиді құрамында күкірті бар минералдар мырыш немесе қорғасын, сонымен қатар FeS2 пиритін жағу арқылы алуға болады. Осы әдіспен алынған күкірт диоксиді күкірт триоксиді SO3 және одан әрі – сульфат қышқылын алу үшін қолданылады. Күкірт диоксиді басқа заттармен қышқылдық қасиеті бар оксид сияқты әрекет етеді. Мысалы, оның сумен әрекеттесуі сульфит қышқылының түзілуіне әкеледі H2SO3:
SO2 + H2O=H2SO 3
Бұл реакция қайтымды. Қышқылдың диссоциациялану дәрежесі төмен, сондықтан қосылыс әлсіз электролитке жатады, ал күкірт қышқылының өзі тек сулы ерітіндіде ғана болуы мүмкін. Онда күкірт диоксиді молекулалары әрқашан болады, олар затқа өткір иіс береді. Әрекеттесуші қоспа әрекеттесуші заттар мен өнімдердің концентрациясы бірдей күйде болады, оларды шарттарды өзгерту арқылы ауыстыруға болады. Сонымен, ерітіндіге сілтіні қосқанда реакция солдан оңға қарай жүреді. Егер күкірт диоксиді газ тәрізді азот қоспасын қыздыру немесе үрлеу арқылы реакция сферасынан шығарылса, динамикалық тепе-теңдік солға ауысады.
Күкірт ангидриді
Күкірт оксидтерінің қасиеттері мен алу әдістерін қарастыруды жалғастырайық. Егер күкірт диоксиді жағылса, нәтижесінде күкірттің тотығу дәрежесі +6 болатын оксид пайда болады. Бұл күкірт триоксиді. Қосылыс сұйық фазада, 16 °C төмен температурада кристалдар түрінде тез қатаяды. Кристаллдық зат кристалдық тордың құрылымы мен балқу нүктелері бойынша ерекшеленетін бірнеше аллотроптық модификациялармен ұсынылуы мүмкін. Күкірт ангидриді тотықсыздандырғыш қасиетін көрсетеді. Сумен әрекеттесіп, сульфат қышқылының аэрозольін түзеді, сондықтан өнеркәсіпте H2SO4 концентрлі сульфатта күкірт ангидридін еріту арқылы алынады. қышқыл. Нәтижесінде олеум түзіледі. Оған су қосып, күкірт қышқылының ерітіндісін алыңыз.
Негізгі оксидтер
Оксидтердің қасиеттері мен алынуын зерттегеноттегі бар қышқылды екілік қосылыстар тобына жататын күкірт металдық элементтердің оттекті қосылыстарын қарастырыңыз.
Негізгі оксидтерді периодтық жүйенің бірінші немесе екінші топтарының негізгі топшаларының металл бөлшектерінің молекулаларында болуы сияқты белгімен анықтауға болады. Олар сілтілі немесе сілтілі жер болып жіктеледі. Мысалы, натрий оксиді - Na2O сумен әрекеттесе алады, нәтижесінде химиялық агрессивті гидроксидтер – сілтілер түзіледі. Алайда негізгі оксидтердің негізгі химиялық қасиеті органикалық немесе бейорганикалық қышқылдармен әрекеттесу болып табылады. Ол тұз бен судың түзілуімен бірге жүреді. Егер ақ ұнтақ мыс оксидіне тұз қышқылы қосылса, мыс хлоридінің көкшіл-жасыл ерітіндісін табамыз:
CuO + 2HCl=CuCl2 + H2O
Қатты ерімейтін гидроксидтерді қыздыру негізгі оксидтерді алудың тағы бір маңызды жолы болып табылады:
Ca(OH)2 → CaO + H2O
Жағдайлар: 520-580°C.
Біз өз мақаламызда оттегі бар екілік қосылыстардың ең маңызды қасиеттерін, сондай-ақ зертханада және өнеркәсіпте оксидтерді алу әдістерін қарастырдық.
