У природі існує три класи неорганічних хімічних сполук: солі, гідроксиди та оксиди. Перші є сполуками атома металу з кислотним залишком, наприклад, СІ-. Другі підрозділяються на кислоти і підстави. Молекули перших з них складаються з катіонів Н + і кислотного залишку, наприклад, SO4-. Підстави ж мають у своєму складі катіон металу, наприклад, К +, і аніон у вигляді гідроксильної групи ОН-. А оксиди, залежно від своїх властивостей, діляться на кислотні та основні. Про останні ми і розповімо в цій статті.
Визначення
Основні оксиди - це речовини, що складаються з двох хімічних елементів, одним з яких обов 'язково є оксиген, а другим - метал. При додаванні води до речовин цього типу утворюються підстави.
Хімічні властивості основних оксидів
Речовини даного класу в першу чергу здатні вступати в реакцію з водою, внаслідок якої виходить підстава. Для прикладу можна навести таке рівняння: СаО + Н2О = Са (ОН) 2.
Реакції з кислотами
Якщо основні оксиди змішати з кислотами, можна отримати солі і воду. Наприклад, якщо до оксиду калію додати хлоридну кислоту, отримаємо хлорид калію і воду. Рівняння реакції виглядатиме таким чином: К2О + 2НСІ = 2КСІ + Н2О.
Взаємодія з кислотними оксидами
Такі хімічні реакції призводять до утворення солей. Наприклад, якщо до оксиду кальцію додати вуглекислий газ, отримаємо карбонат кальцію. Цю реакцію можна висловити у вигляді такого рівняння: СаО + СО2 = СаСО3. Подібного роду хімічна взаємодія може відбутися тільки під впливом високої температури.
Амфотерні та основні оксиди
Ці речовини також можуть взаємодіяти між собою. Це відбувається, тому що перші з них мають властивості як кислотних, так і основних оксидів. У результаті подібних хімічних взаємодій утворюються складні солі. Для прикладу наведемо рівняння реакції, яка відбувається при змішуванні оксиду калію (основного) з оксидом алюмінію (амфотерним): К2О + АІ2О3 = 2КАІО2. Отримана при цьому речовина називається алюмінат калію. Якщо змішати ті ж реагенти, але ще й додати воду, то реакція пройде наступним чином: К2О + АІ2О3 + 4Н2О = 2K [Al (OH) 4]. Речовина, яка утворилася, називається тетрагідроксоалюмінат калію.
Фізичні властивості
Різноманітні основні оксиди дуже відрізняються один від одного за фізичними властивостями, проте всі вони в основному за нормальних умов перебувають у твердому агрегатному стані, мають високу температуру плавлення.
Розгляньмо кожну хімічну сполуку окремо. Оксид калію виглядає як тверда речовина світло-жовтого кольору. Плавиться при температурі + 740 градусів за шкалою Цельсія. Оксид натрію - це безбарвні кристали. Перетворюються на рідину при температурі + 1132 градуси. Оксид кальцію представлений білими кристалами, які плавляться при + 2570 градусах. Діоксид заліза виглядає як чорний порошок. Приймає рідкий агрегатний стан при температурі + 1377 градусів Цельсія. Оксид магнію схожий на сполуки кальцію - це також кристали білого кольору. Плавиться при + 2825 градусах. Оксид літію - це прозорі кристали з температурою плавлення + 1570 градусів. Ця речовина має високу гігроскопічність. Оксид барію виглядає так само, як і попередня хімічна сполука, температура, при якій вона приймає рідкий стан, трохи вище - + 1920 градусів. Оксид ртуті - порошок оранжево-червоного кольору. За температури + 500 градусів за Цельсієм ця хімічна речовина розкладається. Оксид хрому - це порошок темно-червоного забарвлення з такою ж температурою плавлення, як і у з 'єднання літію. Оксид цезію має таке ж забарвлення, як і ртуті. Розкладається під впливом сонячної енергії. Оксид нікелю - кристали зеленого кольору, перетворюються на рідину при температурі + 1682 градуси за шкалою Цельсія. Як бачите, фізичні властивості всіх речовин даної групи мають багато спільних рис, хоча і мають деякі відмінності. Оксид купрума (міді) виглядає як кристали, що володіють чорним забарвленням. У рідкий агрегатний стан переходить при температурі + 1447 градус за Цельсієм.
Як видобувають хімічні речовини цього класу?
Основні оксиди можна отримати шляхом проведення реакції між металом і киснем під впливом високої температури. Рівняння такої взаємодії виглядає наступним чином: 4К + О2 = 2К2О. Другий спосіб отримання хімічних сполук даного класу - розкладання нерозчинної підстави. Рівняння можна записати так: Са (ВІН) 2 = СаО + Н2О. Для здійснення подібного роду реакції необхідні спеціальні умови у вигляді високих температур. Крім того, основні оксиди також утворюються при розкладанні певних солей. Прикладом може служити таке рівняння: СаСО3 = СаО + СО2. Таким чином, утворився ще й кислотний оксид.
Використання основних віксидів
Хімічні сполуки даної групи знаходять широке застосування в різних галузях промисловості. Далі розглянемо використання кожного з них. Оксид алюмінію застосовують у стоматології для виготовлення зубних протезів. Його також використовують при виробництві кераміки. Оксид кальцію є одним з компонентів, що беруть участь у виготовленні силікатної цегли. Також він може виступати в ролі вогнетривкого матеріалу. У харчовій промисловості це добавка Е529. Оксид калію - один з інгредієнтів мінеральних добрив для рослин, натрію - використовується в хімічній промисловості, в основному при отриманні гідроксиду цього ж металу. Оксид магнію також застосовують у харчовій галузі, як добавку під номером Е530. Крім того, він є засобом проти підвищення кислотності шлункового соку. Оксид барію застосовується в хімічних реакціях як каталізатор. Діоксид заліза використовують у виробництві чавуну, кераміки, фарб. Він також є харчовим барвником за номером Е172. Оксид нікелю надає склу зелений колір. Крім того, він використовується в синтезі солей і каталізаторів. Оксид літію - один з компонентів у виробництві деяких видів скла, він підвищує міцність матеріалу. З 'єднання цезію виступає в ролі каталізатора для проведення деяких хімічних реакцій. Оксид купрума, як і деякі інші, знаходить своє застосування у виготовленні спеціальних видів скла, а також для отримання чистої міді. При виробництві фарб і емалей він використовується як пігмент, що надає синій колір.
Речовини цього класу в природі
У природному середовищі хімічні сполуки цієї групи зустрічаються у вигляді мінералів. В основному це кислотні оксиди, але серед інших також вони зустрічаються. Наприклад, з 'єднання алюмінію - корунд.
Залежно від присутніх у ньому домішок, він може бути різного кольору. Серед варіацій на основі АІ2О3 можна виділити рубін, який має червоне забарвлення, і сапфір - мінерал, що володіє синьим забарвленням. Цю ж хімічну речовину можна зустріти в природі і у вигляді глинозему. З 'єднання купрума з оксигеном зустрічається в природі у вигляді мінералу тенориту.
Ув 'язнення
Як висновок можна сказати, що всі речовини, розглянуті в цій статті, мають схожі фізичні та аналогічні хімічні властивості. Вони знаходять своє застосування в багатьох галузях промисловості - від фармацевтичної до харчової.