Кислотні оксиди: хімічні властивості, отримання, застосування

Кислотні оксиди: хімічні властивості, отримання, застосування

Всі хімічні сполуки, що існують в природі, поділяються на органічні та неорганічні. Серед останніх виділяють такі класи: оксиди, гідроксиди, солі. Гідроксиди підрозділюються на основи, кислоти та амфотерні. Серед оксидів також можна виділити кислотні, основні та амфотерні. Речовини останньої групи можуть проявляти як кислотні, так і основні властивості.

Хімічні властивості кислотних оксидів

Такі речовини мають своєрідні хімічні властивості. Кислотні оксиди здатні вступати в хімічні реакції тільки з основними гідроксидами і оксидами. До цієї групи хімічних сполук належать такі речовини, як вуглекислий газ, діоксид і тріоксид сірки, тріоксид хрому, гептаоксид марганцю, пентаоксид фосфору, тріоксид і пентаоксид хлору, тетра- і пентаоксид азоту, діоксид кремнію.

Такі речовини називають ще ангідридами. Кислотні властивості оксидів проявляються насамперед під час їхніх реакцій з водою. При цьому утворюється певна кисневмісна кислота. Наприклад, якщо взяти тріоксид сірки і воду в рівних кількостях, отримаємо сірчану (сірчану) кислоту. Таким же чином можна синтезувати і фосфорну кислоту, додавши води до оксиду фосфору. Рівняння реакції: Р2О5 + 3Н2О = 2Н3РО4. Точно таким же чином можливо отримати такі кислоти, як нітратна, кремнієва і т. д. Також кислотні оксиди вступають у хімічну взаємодію з основними або амфотерними гідроксидами. Під час таких реакцій утворюються сіль і вода. Наприклад, якщо взяти тріоксид сірки і додати до нього гідроксид кальцію, отримаємо сульфат кальцію і воду. Якщо ж додати гідроксид цинку, отримаємо сульфат цинку і воду. Ще одна група речовин, з якими взаємодіють дані хімічні сполуки - основні та амфотерні оксиди. При реакціях з ними утворюється тільки сіль, без води. Наприклад, додавши до тріоксиду сірки амфотерний оксид алюмінію, отримаємо сульфат алюмінію. А якщо змішати оксид кремнію з основним оксидом кальцію, отримаємо силікат кальцію. Крім того, кислотні оксиди реагують з основними і нормальними солями. При реакції з останніми утворюються кислі солі. Наприклад, якщо до вуглекислого газу додати карбонат кальцію і воду, можна отримати гідрокарбонат кальцію. Рівняння реакції: СО2 + СаСО3 + Н2О = Са (НСО3) 2. При реакції кислотних оксидів з основними солями утворюються нормальні солі.


З кислотами і з іншими кислотними оксидами речовини цієї групи не взаємодіють. Точно такі ж хімічні властивості здатні проявляти і амфотерні оксиди, тільки крім цього вони також взаємодіють і з кислотними оксидами і гідроксидами, тобто поєднують в собі і кислотні, і основні властивості.

Фізичні властивості та застосування кислотних оксидів

Існує досить багато різних за своїми фізичними властивостями кислотних оксидів, тому можливо їх використання в різних сферах промисловості.

Тріоксид сірки

Найчастіше ця сполука використовується в хімічній галузі промисловості. Воно є проміжним продуктом, що утворюється в процесі отримання сульфатної кислоти. Цей процес полягає в тому, що пірит заліза спалюють, отримуючи при цьому діоксид сірки, далі останній піддають хімічній реакції з киснем, внаслідок якої утворюється тріоксид. Далі з тріоксиду шляхом додавання до нього води синтезують сірчану кислоту. При нормальних умовах ця речовина являє собою безбарвну рідину з неприємним запахом. При температурі ж нижче шістнадцяти градусів за Цельсієм тріоксид сірки застигає, утворюючи кристали.

Пентаоксид фосфору

Кислотні оксиди також включають у свій список пентаоксид фосфору. Він є білою снігоподібною речовиною. Застосовують його як водовіднімальний засіб через те, що він дуже активно вступає у взаємодію з водою, утворюючи при цьому фосфорну кислоту (також він використовується в хімічній промисловості для її добування).

Вуглекислий газ

Це найпоширеніший у природі з кислотних оксидів. Вміст цього газу в складі атмосфери Землі - близько одного відсотка. У нормальних умовах ця речовина являє собою газ, який не має ні кольору, ні запаху. Діоксид вуглецю широко використовується в харчовій промисловості: для виробництва газованих напоїв, в якості розпушувача тесту, як консервант (під позначенням Е290). Скраплений вуглекислий газ застосовується для виготовлення вогнегасників. Також ця речовина відіграє величезну роль у природі - для здійснення фотосинтезу, в результаті якого утворюється життєво важливий для тварин кисень. Рослинам необхідний саме вуглекислий газ. Дана речовина виділяється при горінні всіх без винятку органічних хімічних сполук.


Діоксид кремнію

У нормальних умовах має вигляд безбарвних кристалів. У природі його можна зустріти у вигляді безлічі різноманітних мінералів, таких як кварц, кришталь, халцедон, яшма, топаз, аметист, моріон. Даний кислотний оксид активно використовується у виробництві кераміки, скла, абразивних матеріалів, бетонних виробів, волокно-оптичних кабелів. Також дана речовина застосовується в радіотехніці. У харчовій промисловості його застосовують у вигляді добавки, зашифрованої під назвою Е551. Тут він використовується для збереження початкової форми та консистенції продукту. Цю харчову добавку можна знайти, наприклад, в розчинній каві. Крім того, діоксид кремнію використовують у виробництві зубних паст.

Гептаоксид марганцю

Ця речовина являє собою буро-зелену масу. Використовується воно в основному для синтезу марганцевої кислоти шляхом додавання до оксиду води.

Пентаоксид азоту

Він є твердою безбарвною речовиною, що має форму кристалів. Застосовують його в більшості випадків у хімічній промисловості для отримання азотної кислоти або інших оксидів азоту.

Тріоксид і тетраоксид хлору

Перший являє собою газ зелено-жовтого кольору, другий - такий же забарвлення рідина. Використовуються вони в основному в хімічній промисловості для отримання відповідних хлористих кислот.

Отримання кислотних оксидів

Речовини цієї групи можливо отримати внаслідок розкладання кислот під впливом високих температур. У такому випадку утворюється потрібна речовина і вода. Приклади реакцій: Н2СО3 = Н2О + СО2; 2Н3РО4 = 3Н2О + Р2О5. Гептаоксид марганцю можна отримати в результаті впливу на перманганат калію концентрованого розчину сульфатної кислоти. Внаслідок цієї реакції утворюються потрібна речовина, сульфат калію і вода. Вуглекислий газ можна отримати внаслідок розкладання карбонової кислоти, взаємодії карбонатів і гідрокарбонатів з кислотами, реакцій харчової соди з лимонною кислотою.

Ув 'язнення

Підвівши підсумок всього написаного вище, можна сказати, що кислотні оксиди отримали широке застосування в хімічній промисловості. Лише деякі з них використовуються також у харчовій та інших галузях.

Кислотні оксиди - це велика група неорганічних хімічних сполук, які мають велике значення і можуть застосовуватися для отримання найрізноманітніших кисневмісних кислот. Також до цієї групи входять дві найважливіші речовини: вуглекислий газ і діоксид кремнію, перший з яких відіграє величезну роль у природі, а другий представлений у формі багатьох мінералів, що часто використовуються у виготовленні прикрас.