Oksidit

Kuparioksidi
Punainen lyijy , lyijy (II, IV) oksidi
Kvartsikide - kemiallisesti puhdas piidioksidi
Korundikiteet ovat luonnossa esiintyvä, väritön alumiinioksidin modifikaatio . Tunnettuja värilajikkeita ovat sininen safiiri (värillinen Fe / Ti) ja punainen rubiini (Cr).
Typpidioksidi on ruskea, myrkyllinen kaasu

Oksidit (myös yleisesti ottaen oksidit ; kreikan ὀξύς, oxýs, terävä, terävä, hapan) ovat happiyhdisteitä alkuaineelle, jossa alkuaineella on hapetusluku −II. Suurin osa oksideista muodostuu, kun syttyvät aineet reagoivat hapen kanssa (sanan hapetus alkuperä ): Kun ne hapettavat, ne vapauttavat elektroneja hapettimeksi hapeksi, jolloin muodostuu oksideja.

Periaatteessa jokaista alkuaineen happea sisältävää yhdistettä kutsutaan oksidiksi. Happi- fluoriyhdisteet ovat poikkeus . Koska happi näissä on positiivinen hapetusluku ja fluoria on negatiivinen hapetusluku, nämä yhdisteet eivät ole kutsutaan fluori oksideja , mutta happi fluorideja .

Riippuen sitova kumppani on kaksi ryhmää oksidien in kemian :

Niiden stoikiometrisen koostumuksen mukaan erotetaan monoksidit, dioksidit, trioksidit, tetoksidit, pentoksidit, kuten hiilimonoksidi, klooridioksidi ja rikkitrioksidi. Valtaosa maankuoresta ja maavaipasta koostuu oksideista (pääasiassa piidioksidista ( kvartsi ) ja siitä johdetuista suoloista, silikaateista ja alumiinioksidista). Myös vesi kuuluu oksidien ryhmään. Etyleenioksidi on esimerkki orgaanisesta oksidista.

Valmistus

Oksideja valmistaa :

  • Lämmitys hydroksideja ja oksidihydraatteja (esimerkki: kupari (II) hydroksidi kierrosta otetaan kupari (II) oksidia ja vesihöyryä, ruoste kierrosta osaksi rautaoksideja ja vesihöyryä),
  • Suolojen kuumentaminen haihtuvilla anhydrideillä (esimerkki: kalkin / kalsiumkarbonaatin polttaminen kalsiumoksidiksi, kupari (II) -nitraatin kuumentaminen kupari (II) -oksidiksi ja typpi- kaasuiksi)
  • Reaktio elementtien kanssa hapen (hapetus suppeassa merkityksessä, aiemmin tunnetaan myös hapetus).

Edellä kuvatussa mustassa kupari (II) oksidissa voidaan sen vuoksi käyttää. B. syntetisoidaan seuraavilla reaktioilla :

Lisäksi punainen kupari (I) oksidi voidaan muuntaa mustaksi kupari (II) oksidiksi hapen avulla. Kupari (II) oksidia syntyy myös paahdettaessa sulfidisia kuparimalmeja hehkuttamalla kupari (II) sulfidia ilmassa tai happivirrassa (rikkidioksidin sivutuote).

Se, kuinka helposti metalli muodostaa oksidin, riippuu elementin elektronegatiivisuudesta ja happeaffiniteetista. Yleensä mitä vähemmän jalo metalli, sitä voimakkaammin se voi reagoida hapen kanssa ja muodostaa oksideja. Lisäksi reaktiivisuus riippuu myös elementin passivoitumisesta , koska monien alkuaineiden kanssa tiukasti tarttuva oksidikerros estää jatkokehityksen. Metalli voi reagoida edelleen vain, jos se on happea läpäisevä tai se on poistettu.

Oksidien ominaisuudet

On - luokiteltu niiden reaktion mukaan veteen - happamia, emäksisiä, amfoteerisia ja välinpitämättömiä oksideja

  • Amfoteeristen oksidien ja hydroksidien ominaisuus on, että ne pystyvät reagoimaan happamilla ja emäksisillä reagensseista riippuen (katso kohta happo-emäs-reaktio ). Ne reagoivat happojen ja emästen kanssa muodostaen suoloja.
  • Metallioksidit ovat suolamaisia ​​(ionisia), perusmetallien oksidit reagoivat veden kanssa muodostaen emäksiä ja lipeää .
  • Ei-metallioksidit ovat molekyylimuotoisia ja reagoivat veden kanssa muodostaen happoja ,
  • Välittömät oksidit eivät reagoi veden kanssa; nämä ovat, esimerkiksi, hiilimonoksidin (CO), typpioksiduuli N 2 : lla ja typpimonoksidia NO.

Siksi jalometallien oksidit muutetaan usein kiertotien kautta hydroksideiksi suoloina reagoimaan veden kanssa : Kupari (II) oksidi voi esimerkiksi B. kons. Suolahappoa voidaan liuottaa , jolloin muodostuu kupari (II) kloridi . Tämä muodostaa kupari (II) -hydroksidia natriumhydroksidiliuoksen kanssa, joka, kuten edellä todettiin, voidaan muuntaa kupari- (II) -oksidiksi kuumentamalla.

Hydroksidit ovat hiutaleita saostumia, joilla on usein tyypillisiä värejä (kupari (II) hydroksidi vaaleansininen, nikkeli (II) hydroksidi omenanvihreä, kromi (III) hydroksidi harmaanvihreä, mangaani (II) hydroksidi vaaleanpunainen ja muuttuu ruskeaksi ilmassa hapetus, koboltti (II) hydroksidi sininen tai vaaleanpunainen, rauta (III) hydroksidi ruosteenruskea, rauta (II) hydroksidi harmaa-vihreä).

Oksidi-ioni ja hydroksidi-ioni

Metallihydroksidikerrokset: rauta (III), kupari (II), koboltti (II) ja tina (II) hydroksidi

O 2- ioni , jolloin metallioksidit perustuvat aikana muodostuu redox-reaktion hapettavan aineen hapen kanssa metalli . Se esiintyy vain sulana ja yhdessä kationien kanssa ( suolojen muodossa ), mutta ei vapaana ionina , koska se on erittäin vahva emäs ja protonoituu siten kvantitatiivisesti hydroksidi- ioniksi vesiliuoksessa ( happo-emäs-reaktio ). . Alkalimetallihydroksidit sisältää OH - ioneja ja ovat useimmiten saadaan suolaliuoksia ja emäksiä.

Ei-metallioksideissa ei yleensä ole oksidianionia, koska ei-metallit muodostavat kovalenttisen sidoksen keskenään. Peroksidi-ionilla, joka on samanlainen kuin oksidi-ioni, on hapetusluku −I eikä −II, koska täällä on kytketty kaksi happiatomia toisiinsa. Ei-metalliset oksidit reagoivat veden kanssa muodostaen happoja (oksoanionien, kuten sulfaatin, karbonaatin jne.) Kanssa. Siksi niitä on pidettävä luonteeltaan happamina hydroksideina.

Hapen sitoutumiskyky

Happi on vahva hapettava aine, ja muodostaa erotettavat oksidien lähes kaikki elementit , lukuun ottamatta, että jalokaasut helium , neon , argon , krypton ja halogeeni fluorin (fluori on erityinen tässä, koska happi yhdisteiden 2 , O 2 F 2 ja O 4 F 2 voi edustaa, mutta koska suurempi elektronegatiivisuus fluoria , nämä aineet eivät ole kutsutaan fluoroxides, vaan happea fluorideja ).

Oksidien lisäksi happi muodostaa myös oksoanioneja : Tässä useita happiatomeja on sitoutunut yhteen atomiin, jolla on yleensä korkein mahdollinen hapetusluku (esimerkkejä: fosfaatti, sulfaatti, kromaatti, permanganaatti, nitraatti, karbonaatti). Ne syntyvät yleensä, kun ei-metalli- ja alaryhmämetallioksidit, joilla on erittäin korkea hapetusluku, reagoivat veden kanssa muodostaen happoja.

Lisäksi on olemassa happi-happiyhdisteitä, kuten. B. valkaisuainetta sisältävässä vetyperoksidissa (katso edellä). Epäorgaaniset peroksidit ovat erittäin syövyttäviä ja hapettavia, orgaaniset peroksidit ovat yleensä räjähtäviä.

käyttää

Luonnonmetallioksidit toimivat malmeina metallin uuttamisessa. Happi poistetaan niistä sulattamalla - esimerkiksi hiilen avulla ( masuuniprosessi ) - ja puhdas metalli saadaan tällä tavalla.

Metallioksideja käytettiin pigmentteinä jo kivikaudella, ja niitä kutsuttiin myös maapigmenteiksi.

Toinen sovellus on viime aikoina on sen käyttöä eristäjä on tietotekniikan .

Yksittäiset oksidit ja muut happiyhdisteet

Ruostealueella lukko säiliön: rauta hitaasti hapettuu ruoste läsnä ollessa veden ja ilman

Tunnetut oksidit

Happiyhdisteet hapen kanssa muissa hapetustiloissa ovat:

Katso myös

Yksittäiset todisteet

  1. ↑ a b c Merkintä oksideista. Julkaisussa: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, luettu 24. kesäkuuta 2017.
  2. ↑ a b Brockhaus ABC -kemia . VEB FA Brockhaus Verlag, Leipzig 1965, s.1004.
  3. ^ Theodore L. Brown, H. Eugene LeMay, Bruce E.Bursten: Kemia: Opiskelu kompakti . Pearson Studium, 2011, 10. painos, ISBN 3868941223 , s.273 .
  4. ^ Gerhard Jokisch, Bruno Schütze, Werner Städtler julkaisussa: Kirjoittajaryhmä: Das Grundwissen des Ingenieurs , VEB Fachbuchverlag, Leipzig 1968, s. 991–1163, s. 1002.
  5. ^ Brockhaus ABC kemia . VEB FA Brockhaus Verlag, Leipzig 1965, s. 1078.

nettilinkit

Wikisanakirja: Oksidi  - selitykset merkityksille, sanan alkuperälle, synonyymeille, käännöksille