عمليًا يمكن لجميع عناصر النظام الدوري لمندلييف أن تشكل أكاسيدًا أو أكاسيد - مركبات ثنائية تحتوي على ذرات الأكسجين في جزيئاتها. فئة هذه المركبات غير العضوية ، بدورها ، تنقسم إلى عدة مجموعات: أكاسيد أساسية وحمضية ومذبذبة وغير مبالية. الغرض من مقالتنا هو دراسة الخصائص الفيزيائية والكيميائية للأكاسيد ، وكذلك تطبيقها العملي وأهميتها بالنسبة للإنسان.
طرق الحصول على
التفاعل الكيميائي الرئيسي للحصول على الأكاسيد هو التفاعل المباشر بين معدن أو غير فلز مع الأكسجين.
H2+ O2=H2O(رد الفعل متفجر)
4K + O2=2K2O
تشمل الطرق الأخرى لتشكيل الأكسيد احتراق المواد المعقدة ، مثل الهيدروكربونات. ينتهي الأمر بإنتاج ثاني أكسيد الكربون والماء. أثناء التحلل الحراري للقواعد غير القابلة للذوبان في الماء أوالأملاح: يتم أيضًا إطلاق الكربونات والنترات والأكاسيد. أمثلة على ردود الفعل هذه موضحة أدناه:
- Fe (OH) 2=FeO + H2O أكسيد الحديد (II)
- 2KNO3=2KNO2+ O2↑
الخصائص الفيزيائية
يمكن أن تكون حالة تجمع المركبات الثنائية للأكسجين مع المعادن أو غير المعادن مختلفة. على سبيل المثال ، أكاسيد الكربون وثاني أكسيد النيتروجين وأكسيد الكبريت (IV) هي غازات. السوائل عبارة عن ماء ، أنهيدريد الكبريتيك ، وأكاسيد المعادن عبارة عن مواد صلبة. تختلف قابلية الذوبان في المركبات أيضًا. دعونا نعطي أمثلة لأكاسيد بدرجات متفاوتة من التفاعل مع الماء. لذلك ، يذوب ثاني أكسيد الكربون في الماء عند درجة حرارة الغرفة بنسبة 1: 1 ، وأكسيد النيتريك (II) قابل للذوبان بشكل طفيف ، وثاني أكسيد السيليكون غير قابل للذوبان تمامًا.
أكاسيد أساسية
إذا كان جزيء مادة ما يحتوي على ذرات من معادن نموذجية ، فإنه يعرض الخصائص الأساسية. ستتفاعل المادة مع الأحماض وأكاسيد الحمض وكذلك الماء. على سبيل المثال ، يمكن أن يتفاعل أكسيد الكالسيوم مع حمض البيركلوريك:
2HCl + CaO=CaCl2+ H2O.
منتجات التفاعل ستكون متوسطة الملح والماء. إذا تفاعل نفس أكسيد الكالسيوم مع أول أكسيد الكربون ، نحصل على مادة واحدة - الملح.
CaO + CO2=CaCO3.
وجدت خصائص الأكاسيد التي تشكلها المعادن تطبيقًا في مختلف الصناعات. لذا ، فإن أكسيد الكالسيوم ، الذي يسمى أيضًا الجير الحي أو الجير المحترق ، مهمكمادة خام لإنتاج الجير المطفأ. يستخدم هيدروكسيد الكالسيوم على نطاق واسع في الصناعة كملاط بناء. يستخدم ماء الجير كمؤشر لوجود جزيئات ثاني أكسيد الكربون في المحلول.
أمثلة على الأكاسيد التي تشكل خام الحديد هي FeO و Fe2O3- خام الحديد البني والمغناطيسي. في فرن الصهر ، يتم اختزالها بفحم الكوك وأكاسيد الكربون ويتم الحصول على سبيكة من الحديد والكربون - الحديد الزهر. في عملية المعالجة الإضافية في الصناعة المعدنية ، يتم صهر درجات مختلفة من الفولاذ ، بما في ذلك سبائك الصلب.
التفاعل مع الماء من أكاسيد الفلزات القلوية أو القلوية الترابية يؤدي إلى إنتاج القلويات.
توصيف أكاسيد الحمض
تشكل أكاسيد النيتروجين والكربون والكبريت والسيليكون وما إلى ذلك مجموعة من الأكاسيد الحمضية. الخواص الكيميائية للأكاسيد هي تفاعلات مع القلويات والأكاسيد القاعدية والماء. ستكون نواتج التفاعل بين هيدروكسيد البوتاسيوم وثاني أكسيد الكربون هي كربونات البوتاسيوم والماء. إذا تفاعلت قاعدة الصوديوم وثاني أكسيد السيليكون مع بعضهما البعض ، نحصل على سيليكات الصوديوم والماء.
بعض الأكاسيد الحمضية تتفاعل مع الماء. سيكون ناتج التفاعل هو الحمض المقابل (كربوني):
CO2+ H2O=H2CO3.
أكاسيد الحمض ، التي سنقدم أمثلة عليها أدناه ، مهمة. لذلك ، أنهيدريد الكبريت SO3- سائل عديم اللون ، هو المادة الأولية للإنتاج الصناعيحمض الكبريتات - المنتج الرئيسي للصناعة الكيميائية. تستخدم مركبات النيتروجين ، مثل NO2، لإنتاج حمض النترات. بالإضافة إلى ثاني أكسيد النيتروجين ، يشارك الماء والأكسجين أيضًا في التفاعل. يستخدم حمض النيتريك ، الناتج عن تفاعل أكاسيد النيتروجين مع الماء ، في إنتاج الأسمدة المعدنية ، والمتفجرات ، والأصباغ ، والأدوية ، والبلاستيك ، إلخ.
مركبات مذبذبة
الأكاسيد ، التي تشمل ، على سبيل المثال ، ذرات الزنك أو الألومنيوم ، تظهر خصائص كيميائية مزدوجة. يمكن أن تتفاعل مع كل من الأحماض والقلويات. في هذه الحالة ، تكون نواتج التفاعل عبارة عن أملاح متوسطة. فيما يلي وصف للخصائص الفيزيائية لبعض أكاسيد التذبذب ، وسننظر في أمثلة منها. لذلك ، Al2O3اكسيد الالمونيوم ، وهو مادة صلبة تصل درجة انصهارها إلى 2050 درجة. في الطبيعة ، يكون الأكسيد جزءًا من الألومينا ، ويشكل أيضًا بلورات ملونة ، وهي أحجار كريمة - الياقوت والياقوت.
أكسيد الزنك ZnO عبارة عن بلورات عديمة اللون ، عند درجة حرارة 1800 درجة تتحول إلى حالة بخار. هذه الظاهرة تسمى التسامي. المادة غير قابلة للذوبان في الماء ، عندما تسبب جزيئات الغبار المستنشقة التسمم. وجد أكسيد الزنك تطبيقًا كمادة كاشطة ، في إنتاج الدهانات ، والجلود الاصطناعية ، وفي الطب ، وفي طب الأسنان - كمادة حشو.
في مقالنا درسنا تصنيف الأكاسيد وخصائصها الكيميائية والفيزيائية وأيضا التطبيقات الصناعية.
