Prácticamente todos los elementos del sistema periódico de Mendeleev pueden formar óxidos u óxidos, compuestos binarios que contienen átomos de oxígeno en sus moléculas. La clase de estos compuestos inorgánicos, a su vez, se divide en varios grupos: óxidos básicos, ácidos, anfóteros e indiferentes. El propósito de nuestro artículo es estudiar las propiedades físicas y químicas de los óxidos, así como su aplicación práctica y significado para los humanos.
Métodos de obtención
La principal reacción química para la obtención de óxidos es la interacción directa de un metal o no metal con el oxígeno.
H2 + O2=H2O (la reacción es explosiva)
4K + O2=2K2O
Otros métodos de formación de óxido incluyen la combustión de sustancias complejas, como los hidrocarburos. Termina produciendo dióxido de carbono y agua. Durante la descomposición térmica de bases insolubles en agua osales: también se liberan carbonatos, nitratos, óxidos. A continuación se dan ejemplos de tales reacciones:
- Fe(OH)2=FeO+H2O óxido de hierro(II)
- 2KNO3=2KNO2 + O2↑
Características físicas
El estado de agregación de los compuestos binarios de oxígeno con metales o no metales puede ser diferente. Por ejemplo, los óxidos de carbono, el dióxido de nitrógeno, el óxido de azufre (IV) son gases. Los líquidos son el agua, el anhídrido sulfúrico y los óxidos metálicos son los sólidos. La solubilidad de los compuestos también es diferente. Demos ejemplos de óxidos con diversos grados de interacción con el agua. Entonces, el dióxido de carbono se disuelve en agua a temperatura ambiente en una proporción de 1:1, el óxido nítrico (II) es ligeramente soluble y el dióxido de silicio es completamente insoluble.
Óxidos básicos
Si una molécula de una sustancia contiene átomos de metales típicos, exhibe propiedades básicas. La sustancia reaccionará con ácidos y óxidos de ácidos, así como con agua. Por ejemplo, el óxido de calcio puede reaccionar con el ácido perclórico:
2HCl + CaO=CaCl2 + H2O.
Los productos de reacción serán agua y sal mediana. Si el mismo óxido de calcio interactúa con el monóxido de carbono, obtenemos una sustancia: la sal.
CaO + CO2=CaCO3.
Las propiedades de los óxidos formados por metales han encontrado aplicación en diversas industrias. Entonces, el óxido de calcio, también llamado cal viva o cal quemada, es importantecomo materia prima para la producción de cal apagada. El hidróxido de calcio se usa ampliamente en la industria como mortero de construcción. El agua de cal se utiliza como indicador de la presencia de moléculas de dióxido de carbono en solución.
Ejemplos de óxidos que componen el mineral de hierro son FeO y Fe2O3 - mineral de hierro marrón y magnético. En el alto horno, se reducen con coque y óxidos de carbono y se obtiene una aleación de hierro y carbono: hierro fundido. En el proceso de su procesamiento posterior en la industria metalúrgica, se funden varios grados de acero, incluido el acero aleado.
La reacción con agua de óxidos de metales alcalinos o alcalinotérreos conduce a la producción de álcali.
Caracterización de óxidos ácidos
Los óxidos de nitrógeno, carbono, azufre, silicio, etc. forman un grupo de óxidos ácidos. Las propiedades químicas de los óxidos son reacciones con álcalis, óxidos básicos y agua. Los productos de la interacción entre el hidróxido de potasio y el dióxido de carbono serán carbonato de potasio y agua. Si la base de sodio y el dióxido de silicio reaccionan entre sí, obtenemos silicato de sodio y agua.
Algunos óxidos ácidos reaccionan con el agua. El producto de la reacción será el correspondiente ácido (carbónico):
CO2 + H2O=H2CO 3.
Los óxidos de ácido, cuyos ejemplos daremos a continuación, son importantes. Entonces, el anhídrido sulfúrico SO3, un líquido incoloro, es la materia prima para la producción industrial.ácido sulfato - el principal producto de la industria química. Los compuestos de nitrógeno, como NO2, se utilizan para producir ácido de nitrato. Además del dióxido de nitrógeno, también participan en la reacción agua y oxígeno. El ácido nítrico, obtenido por la reacción de los óxidos de nitrógeno con el agua, se utiliza en la producción de fertilizantes minerales, explosivos, colorantes, medicamentos, plásticos, etc.
Compuestos anfóteros
Los óxidos, que incluyen, por ejemplo, átomos de zinc o aluminio, exhiben propiedades químicas duales. Pueden reaccionar tanto con ácidos como con álcalis. En este caso, los productos de reacción son sales medianas. Aquí hay una descripción de las propiedades físicas de algunos óxidos anfóteros, cuyos ejemplos consideraremos. Entonces, Al2O3 es corindón, es una sustancia sólida cuyo punto de fusión alcanza los 2050°. En la naturaleza, el óxido forma parte de la alúmina y también forma cristales de colores, que son piedras preciosas: rubíes y zafiros.
Óxido de zinc ZnO son cristales incoloros, a una temperatura de 1800° convirtiéndose en un estado de vapor. Este fenómeno se llama sublimación. La sustancia es insoluble en agua, cuando las partículas de polvo inhaladas causan envenenamiento. El óxido de zinc ha encontrado aplicación como material abrasivo, en la producción de pinturas, cuero artificial, en medicina, en odontología, como material de relleno.
En nuestro artículo, estudiamos la clasificación de los óxidos, sus propiedades químicas y físicas, ytambién aplicaciones industriales.
