Teorinė medžiaga

Oksidų gavimo būdai

1. Tiesiogiai metalams ir nemetalams reaguojant su deguonimi:

2Mg(k) + O₂(d) → 2MgO(k);

S(k) + O₂(d) → SO₂(d).

2. Deginant sudėtines medžiagas:

CH₄(d) + 2O₂(d) → CO₂(d) + 2H₂O(d);

2C₂H₅OH(s) + 7O₂(d) → 4CO₂(d) + 6H₂O(d);

2H₂S(d) + 3O₂(d) → 2H₂O(s) + 2SO₂(d).

3. Termiškai skaidant druskas (karbonatus, nitratus, sulfatus):

2NaHCO₃(k)  Na₂CO₃(k) + CO₂(d) + H₂O(s);

MgCO₃(k) MgO(k) + CO₂(d).

4. Dehidratuojant (atskeliant vandenį) bazes ir rūgštis:

2Cr(OH)₃(k) Cr₂O₃(k) + 3H₂O(s);

Cu(OH)₂(k) CuO(k) + H₂O(s);

2H₃PO₄ (aq) P₂O₅(k) + 3H₂O(s);

H₂SO₃(aq) SO₂(d) + H₂O(s).

5. Termiškai skaidant didžiausio oksidacijos laipsnio ir oksiduojant mažiausio oksidacijos laipsnio oksidus:

4CrO₃(k) 2Cr₂O₃(k) + 3O₂(d);

4FeO(k) + O₂(d) 2Fe₂O₃(k);

2CO(d) + O₂(d) → 2CO₂(d).

6. Aukštoje temperatūroje nelakiu oksidu veikiant lakaus oksido druską:

Na₂CO₃(k) + SiO₂(k) Na₂SiO₃(k) + CO₂(d).

7. Reaguojant stiprių oksidacinių savybių turinčioms rūgštims su metalais ir kai kuriais nemetalais:

2H₂SO₄(s) + C(k) 2SO₂(d) + CO₂(d) + 2H₂O(s).

Pagal chemines savybes oksidai skirstomi į:

1) rūgštinius;

2) bazinius;

3) amfoterinius;

4) neutralius (chemijos brandos egzaminų programoje įrašytas terminas „indiferentinis“ nebevartotinas).

Rūgštinius oksidus sudaro nemetalų oksidai ir didžiausio oksidacijos laipsnio metalų oksidai. Kadangi dauguma rūgštinių oksidų reaguoja su vandeniu ir susidaro atitinkamos rūgštys, tai rūgštiniai oksidai dar vadinami rūgš­čių anhidridais.

Rūgštiniai oksidai reaguoja:

1) su vandeniu sudarydami rūgštis:

SO₂(d) + H₂O(s) H₂SO₃(aq);

SO₃(d) + H₂O(s) → H₂SO₄(aq);

2) su hidroksidais:

KOH(aq) + CO2(d) → KHCO₃(aq);

2KOH(aq) + CO₂(d) → K2CO₃(aq) + H₂O(s);

3) su baziniais oksidais:

CaO(k) + SiO₂(k) CaSiO₃(k);

4) su amfoteriniais oksidais:

Al₂O₃(k)+ 3SO₃(d) → Al₂(SO₄)₃(k).

 

Kai kurių rūgštinių oksidų pavadinimai

Cl2O7	Dichloro heptoksidas, arba chloro(VII) oksidas
N2O5	Diazoto pentoksidas, arba azoto(V) oksidas
CO2	Anglies dioksidas, arba anglies(IV) oksidas
SO3	Sieros trioksidas, arba sieros(VI) oksidas

Bazinius oksidus sudaro tik metalų oksidai, pavyzdžiui, IA ir IIA grupės metalų oksidai (išskyrus BeO). Baziniai oksidai, reaguodami su vandeniu, sudaro hidroksidus.

Baziniai oksidai reaguoja:

1) su vandeniu sudarydami bazes:

CaO(k) + H₂O(s) → Ca(OH)₂(aq);

2) su rūgštimis:

Fe₂O₃(k) + 6HCl(aq) → 2FeCl₃(aq) + 3H₂O(s);

3) su rūgštiniais oksidais:

CaO(k) + CO₂(d) → CaCO₃(k);

4) su amfoteriniais oksidais:

Al₂O₃(k) + Li₂O(k) 2LiAlO₂(k).

Amfoteriniai oksidai turi ir rūgštinių, ir bazinių savybių (ZnO, Al₂O₃, SnO ir PbO). Šie oksidai reaguoja ir su bazėmis (sudaro kompleksines druskas), ir su rūgštimis:

Al₂O₃(k) + 6HCl(aq) → 2AlCl₃(k) + 3H₂O(s);

Al₂O₃(k) + 2NaOH(aq) + 3H₂O(s) → 2Na[Al(OH)₄](aq).

Oksidų savybės labai priklauso nuo jų gavimo būdo. Pavyzdžiui, Al₂O₃, iškaitintas aukštoje temperatūro­je, yra inertiškas. Amfoterinės Al₂O₃ savybės išryškėja tik tada, kai jis nėra ilgą laiką kaitinamas aukštoje temperatūroje ir tada yra blogai susikristalizavęs.

Bazinių ir amfoterinių oksidų pavadinimų pavyzdžiai

Pastovaus oksidacijos laipsnio oksidai
Al2O3	Aliuminio oksidas
MgO	Magnio oksidas
CaO	Kalcio oksidas
Kintamo oksidacijos laipsnio oksidai
Fe2O3		Geležies(III) oksidas
PbO	Švino(II) oksidas

To paties metalo skirtingo oksidacijos laipsnio oksidams būdingos skirtingos savybės:

Didėjant oksidacijos laipsniui, stiprėja oksidų rūgštinės savybės.

Neutralieji oksidai (CO, NO, N₂O, SiO) – tai oksidai, kuriems nebūdingos bazinės ir rūgštinės savybės reaguojant su vandeniu. Daugelis neutraliųjų oksidų tam tikromis sąlygomis (kaitinant ir esant slėgiui) gali reaguoti su šarmais ir sudaryti druskas. Pavyzdžiui:

CO + NaOH HCOONa;

6NO + 4NaOH  4NaNO₂ + N₂ + 2H₂O

arba 4NO + 2NaOH   2NaNO₂ + N₂O + 2H₂O;

SiO + 4NaOH → Na₄SiO₄ + H₂ + H₂O.

Oksidų bazines-rūgštines savybes paprasta nustatyti žinant elemento oksidacijos okside laipsnį (OL) ir jo elekrinio neigiamumo (EN) vertę (paimta iš M. Kurushkin, D. Kurushkin. Acid−Base Behavior of 100 Element Oxides: Visual and Mathematical Representations.- J. Chem. Educ. 2018, 95, 678−681):

 

Šios diagramos tikslumas > 94 %. Ji netaikoma neutraliesiems oksidams ir 6 oksidams: rūgštiniams (Nb₂O₅, SiO₂, P₄O₆) ir baziniams (ThO₂, UO₂, CrO) oksidams, kurie diagramoje patenka į amfoterinių oksidų sritį.