Менделеевтің периодтық жүйесінің барлық элементтері іс жүзінде оксидтер немесе оксидтер – молекулаларында оттегі атомдары бар екілік қосылыстар түзе алады. Бұл бейорганикалық қосылыстардың класы өз кезегінде бірнеше топқа бөлінеді: негіздік, қышқылдық, амфотерлік және индифферентті оксидтер. Біздің мақаламыздың мақсаты – оксидтердің физикалық және химиялық қасиеттерін, сондай-ақ олардың іс жүзінде қолданылуы мен адам үшін маңызын зерттеу.
Алу әдістері
Оксидтерді алудың негізгі химиялық реакциясы – металдың немесе бейметалдың оттегімен тікелей әрекеттесуі.
H2 + O2=H2O (реакция жарылғыш)
4K + O2=2K2O
Тотық түзудің басқа әдістеріне көмірсутектер сияқты күрделі заттарды жағу жатады. Ол көмірқышқыл газы мен суды шығарады. Суда ерімейтін негіздердің термиялық ыдырауы кезінде немесетұздар: карбонаттар, нитраттар, оксидтер де бөлінеді. Мұндай реакциялардың мысалдары төменде берілген:
- Fe(OH)2=FeO+H2O темір(II) оксиді
- 2KNO3=2KNO2 + O2↑
Физикалық сипаттамалары
Оттегінің металдармен немесе бейметалдармен екілік қосылыстарының агрегация күйі әртүрлі болуы мүмкін. Мысалы, көміртек оксидтері, азот диоксиді, күкірт оксиді (IV) газдар. Сұйықтар су, күкірт ангидриді, ал металл оксидтері қатты заттар. Қосылыстардың ерігіштігі де әртүрлі. Сумен әрекеттесу дәрежесі әртүрлі оксидтерге мысалдар келтірейік. Сонымен, көмірқышқыл газы бөлме температурасында суда 1:1 қатынасында ериді, азот оксиді (II) аз ериді, ал кремний диоксиді толығымен ерімейді.
Негізгі оксидтер
Заттың молекуласында типтік металдардың атомдары болса, ол негізгі қасиеттерді көрсетеді. Зат қышқылдармен және қышқылдармен, сондай-ақ сумен әрекеттеседі. Мысалы, кальций оксиді перхлор қышқылымен әрекеттесе алады:
2HCl + CaO=CaCl2 + H2O.
Реакция өнімдері орташа тұз және су болады. Егер сол кальций оксиді көміртегі тотығымен әрекеттессе, онда бір зат – тұз аламыз.
CaO + CO2=CaCO3.
Металдар түзетін оксидтердің қасиеттері әртүрлі өнеркәсіп салаларында қолданыс тапты. Сонымен, сөндірілмеген әк немесе күйдірілген әк деп аталатын кальций оксиді маңыздысөндірілген әк өндіруге арналған шикізат ретінде. Кальций гидроксиді өнеркәсіпте құрылыс ерітіндісі ретінде кеңінен қолданылады. Ерітіндіде көмірқышқыл газы молекулаларының бар-жоғын анықтау үшін әк суы қолданылады.
Темір рудасын құрайтын оксидтерге FeO және Fe2O3 - қоңыр және магнитті темір рудалары жатады. Домна пешінде олар кокс және көміртек оксидтерімен тотықсыздандырылып, темір мен көміртек қорытпасы – шойын алынады. Оны металлургия өнеркәсібінде одан әрі өңдеу процесінде болаттың әртүрлі маркалары, соның ішінде легирленген болат балқытылады.
Сілтілік немесе сілтілі жер металдар оксидтерінің суымен әрекеттесу сілтінің түзілуіне әкеледі.
Қышқыл оксидтерінің сипаттамасы
Азот, көміртек, күкірт, кремний және т.б оксидтер қышқыл оксидтер тобын құрайды. Оксидтердің химиялық қасиеттеріне сілтілермен, негіздік оксидтермен және сумен реакция жатады. Калий гидроксиді мен көмірқышқыл газының өзара әрекеттесу өнімдері калий карбонаты мен су болады. Егер натрий негізі мен кремний диоксиді бір-бірімен әрекеттессе, натрий силикаты мен суды аламыз.
Кейбір қышқыл оксидтер сумен әрекеттеседі. Реакция өнімі сәйкес қышқыл (көміртек) болады:
CO2 + H2O=H2CO 3.
Қышқыл оксидтері, олардың мысалдарын төменде келтіреміз. Сонымен, күкірт ангидриді SO3 – түссіз сұйықтық, өнеркәсіптік өндірістің шикізаты болып табылады.сульфат қышқылы – химия өнеркәсібінің негізгі өнімі. NO2 сияқты азот қосылыстары нитрат қышқылын алу үшін қолданылады. Реакцияға азот диоксидінен басқа су мен оттегі де қатысады. Азот оксидтерінің сумен әрекеттесуі нәтижесінде алынатын азот қышқылы минералды тыңайтқыштар, жарылғыш заттар, бояғыштар, дәрі-дәрмектер, пластмасса және т.б. өндірісте қолданылады.
Амфотерлік қосылыстар
Мырыш немесе алюминий атомдарын қамтитын оксидтер қос химиялық қасиеттерді көрсетеді. Олар қышқылдармен де, сілтілермен де әрекеттесе алады. Бұл жағдайда реакция өнімдері орташа тұздар болып табылады. Мұнда кейбір амфотерлі оксидтердің физикалық қасиеттерінің сипаттамасы берілген, олардың мысалдарын біз қарастырамыз. Сонымен, Al2O3 - корунд, балқу температурасы 2050°-қа жететін қатты зат. Табиғатта оксид алюминий тотығының бір бөлігі болып табылады, сонымен қатар асыл тастар - лағыл мен сапфир болып табылатын түрлі-түсті кристалдар түзеді.
Мырыш оксиді ZnO 1800° температурада бу күйіне айналатын түссіз кристалдар. Бұл құбылыс сублимация деп аталады. Ингаляциялық шаң бөлшектері улануды тудырған кезде зат суда ерімейді. Мырыш оксиді абразивті материал ретінде, бояу өндірісінде, жасанды былғары өндірісінде, медицинада, стоматологияда - толтырғыш материал ретінде қолданылды.
Біз өз мақаламызда оксидтердің жіктелуін, олардың химиялық және физикалық қасиеттерін жәнесонымен қатар өнеркәсіптік қолданбалар.
