Оксиди

Оксидами називаються складні речовини, до яких входять два елементи, один з яких Оксиген.

Назви оксидів утворюються так: спочатку вказують назву хімічного елементу, потім, якщо елемент має змінну валентність, то  її вказують римською цифрою в дужках, а потім додають слово «оксид»    

Наприклад,

СО – карбон (ІІ) оксид;

СО₂ – карбон (IV) оксид;

FeO – ферум (ІІ) оксид;

Al₂O₃ – алюміній оксид

Виконай інтерактивну вправу 1 за посиланням Номенклатура оксидів

Фізичні властивості оксидів

Оксиди  є твердими, рідкими та газоподібними речовинами  за звичайних умов.  

Зразки оксидів

Класифікація оксидів

 Дізнаємося, чи взаємодіють оксиди з водою.

 Віртуальний дослід 1. Взаємодія кальцій оксиду з водою.

Спостерігається таке сильне розігрівання, що частина води перетворюється на пару, а грудочки розсипаються, перетворюючись на сухий пухкий порошок — гашене вапно, або кальцій гідроксид Са(ОН)₂. Виділення теплоти засвідчує, що відбулася реакція. Запиши рівняння цієї реакції:

СаО + Н₂O = Са(ОН)₂

Так само, як кальцій оксид, сполучаються з водою й оксиди інших активних металів:

Na₂O + Н₂O = 2NaOH            Натрій гідроксид

Li₂O + Н₂O = 2LiOH           Літій гідроксид

ВаО + Н₂O = Ва(ОН)₂          Барій гідроксид

При цьому утворюються відповідні їм гідроксиди металів, формули яких складаються таким чином: спочатку ставиться метал, який входить до складу оксиду з тією ж валентністю, а потім додається група – ОН, яка має постійну валентність – І.

Як же теоретично визначити: взаємодіє оксид з водою чи ні? Для цього потрібно перевірити чи розчинна відповідна основа чи ні. Якщо розчинна, то оксид взаємодіє з водою, якщо – ні, то не взаємодіє.

Приклади нерозчинних основ — гідроксидів металів:

Си(ОН)₂  — купрум(ІІ) гідроксид

Fe(OH)₃   — ферум(ІІІ) гідроксид

Аl(ОН)₃    — алюміній гідроксид

Zn(OH)₂   — цинк гідроксид

Оксиди, яким відповідають основи (незалежно від того, реагують оксиди з водою чи ні) називаються основними.

Віртуальний дослід 2. Взаємодія фосфор (V) оксид з водою.

Реакція також екзотермічна. Суміш розігрівається так, що вода закипає. Утворюється нова речовина — фосфатна, або ортофосфатна, кислота. Якщо вода холодна, то утворюється метафосфатна кислота:

Р₂O₅ + Н₂O = 2НРO₃               Метафосфатна кислота

Р₂O₅ + ЗН₂O = 2Н₃РO₄           Ортофосфатна кислота

Під час взаємодії з водою багатьох оксидів неметалів, наприклад карбон(IV) оксиду СO₂ або сульфур(VI) оксиду SO₃, також утворюються кислоти.

CO₂ + H₂O = H₂CO₃     Карбонатна кислота

SO₃ + Н2O = H₂SO₄      Сульфатна кислота

• До якого типу належать розглянуті реакції взаємодії оксидів металів і неметалів з водою? Так, до сполучень.

 Щоб вивести формулу відповідної кислоти, потрібно до кислотного оксиду додати Н₂О таким чином, щоб 2 атоми Гідрогену поставити перед формулою оксиду, а 1 атом Оксигену приєднати до тих, що є в оксиді. Наприклад:

 Приклади оксидів неметалів, що взаємодіють з водою:

сульфур(ІV) оксид SO₂

сульфур(VІ) оксид SO₃

карбон(ІV) оксид СO₂

фосфор(V) оксид Р₂O₅

Під час взаємодії з водою багатьох оксидів неметалів утворюються кислоти.

Оксиди, яким відповідають кислоти (незалежно від того, реагують оксиди з водою чи ні), називаються кислотними.

Виникає запитання, чи всі оксиди неметалів розчиняються у воді, утворюючи кислоти? Ні, не всі. Наприклад, силіцій(IV) оксид SiO₂ (річковий пісок) у воді не розчиняється й кислоти у такий спосіб не утворює. Але це не означає, що силікатна кислота H2SiO₃ не існує. Вона так само, як і інші нерозчинні кислоти, що відповідають нерозчинним оксидам неметалів, може бути добута непрямим шляхом.

Про інші хімічні властивості оксидів ти дізнаєшся пізніше.

---

Основнівні оксиди реагують з кислотами, утворюючи солі та воду за реакцією обміну:

Основний оксид + кислота = сіль + Н₂О

 Перегляньте відео за посиланням Взаємодія основного оксиду з кислотою

 Під час взаємодії кислотних оксидів з водою утворюються оксигеновмісні кислоти

  Кислотний оксид + H₂O = кислота H_xEO_y

Основні та кислотні оксиди взаємодіють між собою:

                        

Добування оксидів 

Застосування оксидів

 Оксиди, що містяться у мінералах і гірських породах, широко застосовують як сировину для добування різноманітних сполук і матеріалів.  Наприклад, SiO₂ — сировина для виробництва скла, будівельних матеріалів, з металічних руд виплавляють метали.

 Кальцій оксид використовують для добування гашеного ванна, в’яжучої основи будівельних матеріалів. Із сульфур(VІ) оксиду синтезують сульфатну кислоту, яка посідає перше місце у світі за промисловим виробництвом, як продукт і сировина для багатьох технологічних процесів.

 Карбон(ІV) оксид не підтримує горіння, тому його використовують у вуглекислотних вогнегасниках (мал. 63) для гасіння горючих рідин та електроприладів, а також установок під напругою. Вуглекислий газ у твердому стані підтримує низькі температури в невеликих контейнерах і рефрижераторах. Його називають «сухий лід», він не псує продукти та не шкодить довкіллю.

Пригадайте! Чому електроприлади у разі займання потрібно гасити за допомогою вуглекислого газу?

 Забарвлені оксиди використовують як мінеральну основу фарб (мал. 64). Зелена фарба може містити хром(ІІІ) оксид або бор оксид; біла — цинк оксид, має назву цинкові білила; оранжева фарба (охра) містить ферум(ІІІ) оксид. Вольфрам(УІ) оксид — жовтий пігмент — використовують для зафарбовування виробів зі скла та кераміки.

Алюміній оксид використовують як вогнетривкий матеріал. Кераміка з високим вмістом алюміній оксиду дуже тверда, вогнетривка, має хороші електроізоляційні властивості. Крім того, його використовують як абразив у шліфувальних інструментах. Вольфрам(VІ) оксид, ванадій(V) оксид та багато інших використовують як каталізатори у промислових процесах.

У харчовій промисловості використовують оксиди Феруму для надання продуктам різного забарвлення. Як харчові добавки з позначенням E-172, ферум(IIІ) оксид Fe₂O₃ забарвлює продукти в червоний колір, а ферум(ІІ) оксид FeO — у жовтий.

Виконай інтерактивну вправу 3  за посиланням Застосування оксидів