Co to są tlenki? budowa tlenków, otrzymywanie tlenków, reakcje egzoenergetyczne i endoenergetyczne, właściwości i zastosowanie tlenków
Budowa tlenków Tlenki – dwuskładnikowe związki chemiczne zbudowane z atomu/atomów metali lub niemetali i atomu/atomów tlenu o ogólnym wzorze: EO – jeżeli wartościowość pierwiastka E wynosi II (IICaIIO; IICIIO, IISiIIO, IINIIO, IIFeIIO) E2Om – jeżeli wartościowość pierwiastka m ≠ 2 (IK2IIO, VN2IIO5, IVSIIO2, VISIIO3, IIIFe2IIO3, IVSnIIO2 VMn2IIO7) Tlenki – to produkty reakcji łączenia się pierwiastków (metali, niemetali) z tlenem, lub produkty innych przemian chemicznych (spalania – utleniania lub rozkładu innych związków).
Doświadczenie – otrzymywanie tlenków w reakcji syntezy Spalanie magnezu w tlenie/powietrzu atmosferycznym: Magnez spala się oślepiającym biały światłem, produktem jest substancja stała barwy białej 2 Mg + O2 2 MgO [tlenek magnezu] Spalania siarki w tlenie/powietrzu atmosferycznym: Siarka spala się bladoniebieskim płomieniem, produktem jest gaz o duszącej woni S + O2 SO2 [tlenek siarki(IV)] Spalanie węgla w tlenie/powietrzu atmosferycznym Węgiel spala się jasnym dymiącym płomieniem, produktem jest bezbarwny gaz C+ O2 CO2 [tlenek węgla(IV)]
Podział tlenków Tlenki Metali Niemetali K2O potasu CO węgla(II) CaO wapnia CO2 węgla(IV) MgO magnezu SO2 siarki(IV) FeO żelaza(II) SO3 siarki(VI) Fe2O3 żelaza(III) SiO2 krzemu(IV) Al2O3 glinu P2O3 (P4O6) fosforu(III) SnO2 cyny(II) P2O5 (P4O10) fosforu(V) ZnO cynku(II) H2O wodoru (woda)
Metody otrzymywania tlenków Reakcje utleniania (synteza z pierwiastków) Metali Niemetali 2 Ca + O2 2 CO 4 Al + 3 O2 2 Al2O3 4 Na + O2 2 Na2O S + O2 SO2 2 C + O2 2 CO C + O2 CO2 Utlenianie tlenków 4 FeO + O2 2 Fe2O3 2 SO2 + O2 2 SO3 Spalanie niektórych związków chemicznych 2H2S + 3O2 2 SO2 + 2H2O 4 NH3 + 5 O2 4 NO + 6 H2O Rozkład niektórych związków chemicznych (temperatura) CaCO3 CaO + CO2 2 Fe(OH)3 Fe2O3 + 3 H2O
Podział reakcji ze względu na efekt energetyczny Spalanie – reakcja gwałtownego utleniania (łączenia się substancji z tlenem), któremu towarzyszy wydzielenie energii na sposób ciepła, światła lub dźwięku Podział reakcji – każdej przemianie chemicznej towarzyszy wymiana energii między układem (środowiskiem reakcji) a otoczeniem (wszystko to, co otacza układ) Egzoenergetyczne – przebiegające z wydzieleniem energii [e] Endoenergetyczne – wymagają dostarczenia energii [e] 2 Mg + O2 2MgO + [e] Ca(OH)2 + [e] CaO + H2O C + O2 CO2 + [e] CaCO3 + [e] CaO + CO2
Właściwości fizyczne wybranych tlenków i ich zastosowanie Tlenki metali - ciała stałe, z reguły barwy białej, niektóre metale ciężki mają tlenki o charakterystycznej barwie: Cu2O – ZnO – biała, Cr2O3 CuO - czarna, CoO , PbO, Fe2O3 Tlenki niemetali: z reguły gazy bezbarwne, rzadko barwne (brunatny NO2), bezbarwne ciecze – woda, ciała stałe bezbarwne lub barwy białej, (SO3 – w temp. < 17oC, SiO2, P4O10)
Wybrane tlenki – właściwości i zastosowanie Tlenek Właściwości Zastosowanie Fe2O3 Ciało stałe, barwy rdzawo-brązowej Pigment do farb, szkła, składnik rdzy CaO Ciało stałe, barwy biało-kremowej Biały pigment, nawóz do gleb, materiał budowlany {otrzymywanie wapna gaszonego – Ca(OH)2} Al2O3 Ciało stałe, barwy białej, skrystalizowany – korund, bardzo twardy, Kamień półszlachetny, materiał ścierny HgO Ciało stałe, barwy pomarańczowej Farby antykorozyjne, pigment do farb
Odmiany korundu – Al2O3 Oszflifowane odmiany korundu
Wybrane tlenki – właściwości i zastosowanie Tlenek Właściwości Zastosowanie ZnO Ciało stałe, białej Biel cynkowa – biały pigment farb, szminki, pudry, zasypki, kremy przeciwsłoneczne, maści -leki zasuszające SO2 Ciało gazowe, bezbarwne o duszącym zapachu Produkcja kwasu siarkowego, dezynfekcja beczek i szklarni, konserwacja żywności (suszone śliwki, grzyby, mrożone frytki)
Wybrane tlenki – właściwości i zastosowanie Tlenek Właściwości Zastosowanie SiO2 Ciało stałe, bezbarwne, kryształy twarde ale kruche, kamienie półszlachetne – domieszki barwiące – tlenki metali Produkcja szkła, cementu, materiał budowlany (zaprawy murarskie i betony), kamień jubilerski