Korkeammat oksidit: luokitus, kaavat ja niiden ominaisuudet

2024 Kirjoittaja: Angel Austin | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-02 17:46

Jokainen oppilas kohtasi "oksidin" käsitteen kemian tunneilla. Pelkästään tästä sanasta kohde alkoi näyttää joltakin sanoinkuvaamattoman kauhe alta. Mutta tässä ei ole mitään vikaa. Korkeammat oksidit ovat aineita, jotka sisältävät yksinkertaisten aineiden yhdisteitä hapen kanssa (hapetustilassa -2). On syytä huomata, että he reagoivat:

• O₂ (happi), jos alkuaine ei ole korkeimmassa CO:ssa. Esimerkiksi SO₂ reagoi hapen kanssa (koska CO on +4), mutta SO_{3 - ei (koska se maksaa korkeimmassa hapetuksessa tila +6).}
• H_{2 (vety) ja C (hiili). Vain jotkut oksidit reagoivat.}
• Vedellä, jos saadaan liukoista alkalia tai happoa.

Kaikki oksidit reagoivat suolojen ja ei-metallien kanssa (paitsi yllä olevat aineet).

On syytä huomata, että joillakin aineilla (esim. typpioksidilla, rautaoksidilla ja kloorioksidilla) on omat ominaisuutensa, eli niiden kemialliset ominaisuudet voivat poiketa muista aineista.

Oksidien luokitus

Ne on jaettu kahteen haaraan: niihin, jotka pystyvät muodostamaan suolaa, ja niihin, jotka voivat muodostaa suolaahe eivät voi muodostaa sitä.

Esimerkkejä kaavoista korkeammille oksideille, jotka eivät muodosta suoloja: NO (typpioksidi on kaksiarvoinen; väritöntä kaasua muodostuu ukkosmyrskyjen aikana), CO (hiilimonoksidi), N₂ O (yksiarvoinen typpioksidi), SiO (piioksidi), S_{2O (rikkioksidi), vesi.}

Nämä yhdisteet voivat reagoida emästen, happojen ja suolaa muodostavien oksidien kanssa. Mutta kun nämä aineet reagoivat, suoloja ei koskaan muodostu. Esimerkki:

CO (hiilimonoksidi) + NaOH (natriumhydroksidi)=HCOONa (natriumformiaatti)

Suolaa muodostavat oksidit jaetaan kolmeen tyyppiin: happamiin, emäksisiin ja amfoteerisiin oksideihin.

Happamat oksidit

Hapan korkeampi oksidi on suolaa muodostava oksidi, joka vastaa happoa. Esimerkiksi kuudenarvoisella rikkioksidilla (SO₃) on vastaava kemiallinen yhdiste - H₂SO_{4. Nämä alkuaineet reagoivat emäksisten ja amfoteeristen oksidien, emästen ja veden kanssa. Muodostuu suola tai happo.}

1. Alkalisilla oksideilla: CO₂ (hiilidioksidi) + MgO (magnesiumoksidi)=MgCO_{3(karvasuola).}
2. Amfoteerisilla oksideilla: P₂O₅ (fosforioksidi)+ Al₂ O₃ (alumiinioksidi)=2AlPO_{4 (alumiinifosfaatti tai ortofosfaatti).}
3. Emäkset (emäkset): CO₂ (hiilidioksidi) + 2NaOH (emäksinen sooda)=Na₂CO 3 _{(natriumkarbonaatti tai sooda) + H}2_{O (vesi).}
4. Vedellä: CO₂ (hiilidioksidi) +H₂O=H₂CO_{3(hiilihappoa, kun reaktio hajoaa välittömästi hiilidioksidiksi ja vesi).}

Happooksidit eivät reagoi keskenään.

Perusoksidit

Peruskorkeampi oksidi on suolaa muodostava metallioksidi, joka vastaa emästä. Kalsiumoksidi (CaO) vastaa kalsiumhydroksidia (Ca(OH)₂). Nämä aineet ovat vuorovaikutuksessa happamien ja amfoteeristen oksidien, happojen (paitsi H₂SiO_{3, koska piihappo on liukenematon) ja veden kanssa.}

1. Happamilla oksideilla: CaO (kalsiumoksidi) + CO₂ (hiilidioksidi)=CaCO_{3(kalsiumkarbonaatti tai tavallinen liitu)).}
2. Amfoteerisella oksidilla: CaO (kalsiumoksidi) + Al₂O₃ (alumiinioksidi)=Ca(AlO 2₎2 _{(kalsiumaluminaatti).}
3. Hapoilla: CaO (kalsiumoksidi) + H₂SO₄ (rikkihappo)=CaSO₄ (kalsiumsulfaatti tai kipsi) + H_2O.
4. Vedellä: CaO (kalsiumoksidi) + H₂O=Ca(OH)_{2(kalsiumhydroksidin tai kalkin sammutusreaktio).}

Älä ole vuorovaikutuksessa toistensa kanssa.

Amfoteeriset oksidit

Amfoteerinen korkeampi oksidi on amfoteerisen metallin oksidi. Olosuhteista riippuen sillä voi olla emäksisiä tai happamia ominaisuuksia. Esimerkiksi korkeampien oksidien kaavat, joilla on amfoteerisia ominaisuuksia: ZnO (sinkkioksidi), Al₂O_{3 (alumiinioksidi). Reagoi amfoteerisestioksidit emästen kanssa, happoja (myös piihappoa lukuun ottamatta), emäksisiä ja happamia oksideja.}

1. Emäksillä: ZnO (sinkkioksidi) + 2NaOH (natriumemäs)=Na₂ZnO₂ (sinkin kaksoissuola ja natrium)+ H_2O.
2. Hapoilla: Al₂O₃ (alumiinioksidi) + 6HCl (suolahappo)=2AlCl₃ (alumiinikloridi tai alumiinikloridi) + 3H_2O.
3. Happamilla oksideilla: Al₂O₃ (alumiinioksidi) + 3SO₃ (kuusiarvoinen rikkioksidi)=Al₂(SO₄)_{3 (alumiinialuna).}
4. Emäksillä oksideilla: Al₂O₃ (alumiinioksidi) + Na₂O (natriumoksidi)=2NaAlO_{2(natriumaluminaatti).}

Korkeampien amfoteeristen oksidien elementit eivät ole vuorovaikutuksessa toistensa ja veden kanssa.