المواد التي تشكل أساس عالمنا المادي تتكون من أنواع مختلفة من العناصر الكيميائية. أربعة منهم هي الأكثر شيوعًا. هذه هي الهيدروجين والكربون والنيتروجين والأكسجين. يمكن أن يرتبط العنصر الأخير بجزيئات المعادن أو اللافلزات ويشكل مركبات ثنائية - أكاسيد. في مقالنا سوف ندرس أهم طرق الحصول على الأكاسيد في المختبر والصناعة. ضع في اعتبارك أيضًا خصائصها الفيزيائية والكيميائية الأساسية.
الحالة الإجمالية
أكاسيد ، أو أكاسيد ، موجودة في ثلاث حالات: الغازية والسائلة والصلبة. على سبيل المثال ، تتضمن المجموعة الأولى مركبات معروفة وواسعة الانتشار في الطبيعة مثل ثاني أكسيد الكربون - CO2، أول أكسيد الكربون - CO ، ثاني أكسيد الكبريت - SO2وغيرها. في المرحلة السائلة ، توجد أكاسيد مثل الماء - H2O ، أنهيدريد الكبريتيك - SO3، أكسيد النيتريك - N2O3. إيصاليمكن تصنيع الأكاسيد التي ذكرناها في المختبر ، ولكن يتم أيضًا إنتاج أول أكسيد الكربون وثالث أكسيد الكبريت تجاريًا. ويرجع ذلك إلى استخدام هذه المركبات في الدورات التكنولوجية لصهر الحديد وإنتاج حامض الكبريتات. يستخدم أول أكسيد الكربون لتقليل الحديد من الخام ، ويذوب أنهيدريد الكبريتيك في حامض الكبريتات ويتم استخراج الأوليوم.
تصنيف الأكاسيد
هناك عدة أنواع من المواد المحتوية على الأكسجين ، تتكون من عنصرين. تعتمد الخواص والطرق الكيميائية للحصول على الأكاسيد على المجموعات المدرجة التي تنتمي إليها المادة. على سبيل المثال ، يتم الحصول على ثاني أكسيد الكربون ، وهو أكسيد حمضي ، عن طريق الجمع المباشر بين الكربون والأكسجين ، وإجراء تفاعل أكسدة قاسي. يمكن أيضًا إطلاق ثاني أكسيد الكربون أثناء تبادل أملاح حمض الكربونيك والأحماض غير العضوية القوية:
HCl + Na2CO3=2NaCl + H2O + CO2
ما نوع التفاعل هو السمة المميزة لأكاسيد الحمض؟ هذا تفاعلهم مع القلويات:
SO2+ 2NaOH → Na2SO3+ H2O
أكاسيد مذبذبة وغير مكونة للملح
أكاسيد غير مبالية ، مثل CO أو N2O ، ليست قادرة على ردود الفعل التي تؤدي إلى تكوين الأملاح. من ناحية أخرى ، يمكن أن تتفاعل معظم الأكاسيد الحمضية مع الماء لتكوين الأحماض. ومع ذلك ، فإن هذا غير ممكن بالنسبة لأكسيد السيليكون. من المناسب الحصول على حمض السيليكات بشكل غير مباشر.الطريقة: من السيليكات التي تتفاعل مع الأحماض القوية. سيكون Amphoteric عبارة عن مركبات ثنائية تحتوي على أكسجين قادرة على التفاعل مع كل من القلويات والأحماض. سنقوم بتضمين المركبات التالية في هذه المجموعة - هذه هي أكاسيد الألمنيوم والزنك المعروفة.
الحصول على أكاسيد الكبريت
يظهر الكبريت في مركباته مع الأكسجين التكافؤات المختلفة. لذلك ، في ثاني أكسيد الكبريت ، الذي تكون صيغته SO2، فهو رباعي التكافؤ. في المختبر ، ينتج ثاني أكسيد الكبريت في التفاعل بين حامض الكبريتات وهيدروسلفيت الصوديوم ، ومعادلته
NaHSO3+ H2SO4→ NaHSO4+ SO2+ H2O
طريقة أخرى لاستخراج SO2هي عملية الأكسدة والاختزال بين النحاس وحمض الكبريتات عالي التركيز. الطريقة المعملية الثالثة لإنتاج أكاسيد الكبريت هي احتراق عادم عينة من مادة كبريتية بسيطة:
Cu + 2H2SO4=CuSO4+ SO2+ 2H2O
في الصناعة ، يمكن الحصول على ثاني أكسيد الكبريت عن طريق حرق الزنك أو الرصاص بالمعادن المحتوية على الكبريت ، وكذلك عن طريق حرق البيريت FeS2. يتم استخدام ثاني أكسيد الكبريت الذي تم الحصول عليه بهذه الطريقة لاستخراج ثالث أكسيد الكبريت SO3ثم حمض الكبريتات. يتصرف ثاني أكسيد الكبريت مع مواد أخرى مثل أكسيد له خصائص حمضية. على سبيل المثال ، يؤدي تفاعله مع الماء إلى تكوين حمض الكبريتيت H2SO3:
SO2+ H2O=H2SO3
رد الفعل هذا قابل للعكس. درجة تفكك الحمض منخفضة ، لذلك يصنف المركب على أنه إلكتروليت ضعيف ، وحمض الكبريت نفسه يمكن أن يوجد فقط في محلول مائي. توجد جزيئات ثاني أكسيد الكبريت دائمًا فيه ، مما يمنح المادة رائحة نفاذة. يكون الخليط المتفاعل في حالة تركيز متساوٍ من المواد المتفاعلة والمنتجات ، والتي يمكن تغييرها عن طريق تغيير الظروف. لذلك ، عند إضافة القلويات إلى المحلول ، ينتقل التفاعل من اليسار إلى اليمين. إذا تمت إزالة ثاني أكسيد الكبريت من مجال التفاعل عن طريق التسخين أو النفخ خلال خليط من النيتروجين الغازي ، فإن التوازن الديناميكي سوف يتحول إلى اليسار.
أنهيدريد الكبريتيك
دعونا نواصل النظر في خصائص وطرق الحصول على أكاسيد الكبريت. إذا تم حرق ثاني أكسيد الكبريت ، فإن النتيجة هي أكسيد يكون فيه الكبريت حالة أكسدة تبلغ +6. إنه ثالث أكسيد الكبريت. يكون المركب في المرحلة السائلة ، ويتصلب بسرعة على شكل بلورات عند درجات حرارة أقل من 16 درجة مئوية. يمكن تمثيل المادة البلورية من خلال العديد من التعديلات المتآصلة التي تختلف في بنية الشبكة البلورية ونقاط الانصهار. يعرض أنهيدريد الكبريت خصائص عامل الاختزال. بالتفاعل مع الماء ، فإنه يشكل رذاذًا من حمض الكبريتات ، وبالتالي ، في الصناعة ، يتم إنتاج H2SO4عن طريق إذابة أنهيدريد الكبريت في كبريتات مركزة حامض. نتيجة لذلك ، يتم تشكيل أوليوم. إضافة الماء إليها والحصول على محلول حامض الكبريتيك.
أكاسيد أساسية
بعد دراسة خصائص وإنتاج الأكاسيدالكبريت ، الذي ينتمي إلى مجموعة المركبات الثنائية الحمضية مع الأكسجين ، يعتبر مركبات الأكسجين من العناصر المعدنية.
يمكن تحديد الأكاسيد الأساسية من خلال علامة مثل التواجد في جزيئات الجسيمات المعدنية للمجموعات الفرعية الرئيسية للمجموعات الأولى أو الثانية من النظام الدوري. يتم تصنيفها على أنها أرض قلوية أو قلوية. على سبيل المثال ، يمكن أن يتفاعل أكسيد الصوديوم - Na2O مع الماء ، مما يؤدي إلى تكوين هيدروكسيدات عدوانية كيميائيًا - قلويات. ومع ذلك ، فإن الخاصية الكيميائية الرئيسية للأكاسيد الأساسية هي التفاعل مع الأحماض العضوية أو غير العضوية. يتماشى مع تكوين الملح والماء. إذا تمت إضافة حمض الهيدروكلوريك إلى مسحوق أكسيد النحاس الأبيض ، فسنجد محلولًا أخضر مزرقًا من كلوريد النحاس:
CuO + 2HCl=CuCl2+ H2O
تسخين الهيدروكسيدات الصلبة غير القابلة للذوبان طريقة مهمة أخرى للحصول على الأكاسيد الأساسية:
Ca (OH)2→ CaO + H2O
الشروط: 520-580 درجة مئوية
في مقالنا درسنا أهم خصائص المركبات الثنائية مع الأكسجين ، وكذلك طرق الحصول على الأكاسيد في المختبر والصناعة.
