Tlenki kwasowe: właściwości chemiczne, przygotowanie, zastosowanie

Wszystkie związki chemiczne występujące w naturze są podzielone na organiczne i nieorganiczne. Wśród tych ostatnich znajdują się następujące klasy: tlenki, wodorotlenki, sole. Wodorotlenek dzieli się na zasady, kwasy i amfoteryczne. Wśród tlenków można wyróżnić także kwasowe, zasadowe i amfoteryczne. Substancje z drugiej grupy mogą wykazywać zarówno właściwości kwasowe, jak i zasadowe.

Właściwości chemiczne tlenków kwasowych

Takie substancje mają szczególne właściwości chemiczne. Tlenki kwasów mogą wchodzić w reakcje chemiczne tylko z podstawowymi wodorotlenkami i tlenkami. Ta grupa związków chemicznych obejmuje substancje takie jak dwutlenek węgla, dwutlenek siarki i trójtlenek, trójtlenek chromu, heptoksylan manganu, pięciotlenek fosforu, trójtlenek chloru i pięciotlenek chloru, tetra i pięciotlenek azotu, dwutlenek krzemu. Substancje takie są również nazywane bezwodnikami. Kwaśne właściwości tlenków przejawiają się głównie podczas ich reakcji z wodą. Tworzy to pewien kwas zawierający tlen. Na przykład, jeśli weźmiemy trójtlenek siarki i wodę w równych ilościach, otrzymamy kwas siarczanowy (siarkowy). W ten sam sposób można syntetyzować i kwas fosforowy, dodawanie wody do tlenku fosforu. Równanie reakcji: Р2О5 + 3Н2О = 2Н3РО4. W ten sam sposób można uzyskać kwasy, takie jak azotany, krzemki itp. Ponadto tlenki kwasów reagują z wodorotlenkami zasadowymi lub amfoterycznymi. Podczas takich reakcji powstaje sól i woda. Na przykład jeśli bierzesz trójtlenek siarki i dodajesz do niego wodorotlenek wapnia, dostajesz siarczan wapnia i wodę. Jeśli dodasz wodorotlenek cynku, otrzymamy siarczan cynku i wodę. Inna grupa substancji, z którymi te związki chemiczne oddziałują - tlenki zasadowe i amfoteryczne. W reakcjach z nimi powstaje tylko sól, bez wody. Na przykład, dodając amfoteryczny tlenek glinu do trójtlenku siarki, otrzymujemy siarczan glinu. A jeśli się mieszasz tlenek krzemu z podstawowym tlenkiem wapnia otrzymujemy krzemian wapnia. Ponadto, kwaśne tlenki reagują z zasadowymi i normalnymi solami. Podczas reakcji z tymi ostatnimi powstają sole kwasów. Na przykład, jeśli dodasz dwutlenek węgla węglan wapnia i wodę, możesz otrzymać wodorowęglan wapnia. Równanie reakcji: CO ₂ + CaCO ₃ + H ₂ O = Ca (HCO ₃ ) ₂ . Gdy kwaśne tlenki reagują z solami zasadowymi, powstają normalne sole.
Substancje z tej grupy nie oddziałują z kwasami i innymi kwasowymi tlenkami. Dokładnie te same właściwości chemiczne są zdolne do przejawiania się tlenków amfoterycznych, poza tym, że również oddziałują z tlenkami i wodorotlenkami, to jest łączą zarówno kwasowe, jak i zasadowe właściwości.

Właściwości fizyczne i zastosowanie kwaśnych tlenków

Istnieje sporo tlenków kwasów o różnych właściwościach fizycznych, dzięki czemu można je stosować w różnych gałęziach przemysłu.

Tlenek siarki

Najczęściej ten związek jest stosowany w przemyśle chemicznym. Jest to półprodukt powstający w procesie otrzymywania kwasu siarczanowego. Proces ten polega na tym, że spala się piryt żelazowy, w ten sposób uzyskując dwutlenek siarki, który następnie poddaje się reakcji chemicznej z tlenem, w wyniku czego powstaje trójtlenek. Ponadto, z trójtlenku poprzez dodanie wody do niego syntetyzuje kwas siarkowy. W normalnych warunkach substancja ta jest bezbarwną cieczą o nieprzyjemnym zapachu. W temperaturze poniżej szesnastu stopni Celsjusza trójtlenek siarki zamarza, tworząc kryształy.

Pentatlenek fosforu

Tlenki kwasów zawierają również pięciotlenek fosforu na swojej liście. Jest to biała, śnieżna substancja. Jest stosowany jako środek odwadniający, ponieważ bardzo aktywnie wchodzi w interakcję z wodą, tworząc w ten sposób kwas fosforowy (jest również stosowany w przemyśle chemicznym do jego ekstrakcji).

Dwutlenek węgla

Jest to najczęstszy rodzaj tlenków kwasów. Zawartość tego gazu w składzie ziemskiej atmosfery wynosi około jednego procenta. W normalnych warunkach substancja ta jest gazem, który nie ma koloru ani zapachu. Dwutlenek węgla jest szeroko stosowany w przemyśle spożywczym: do produkcji napojów gazowanych, jako proszek do pieczenia ciasta, jako środek konserwujący (pod nazwą E290). Skroplony dwutlenek węgla wykorzystywany jest do produkcji gaśnic. Ponadto substancja ta odgrywa ogromną rolę w przyrodzie - na potrzeby fotosyntezy, w wyniku której tlen jest niezbędny dla zwierząt. Rośliny potrzebują dwutlenku węgla. Ta substancja jest uwalniana podczas spalania wszystkich organicznych związków chemicznych.

Dwutlenek krzemu

W normalnych warunkach ma postać bezbarwnych kryształów. W naturze można go znaleźć w postaci różnych minerałów, takich jak kwarc, kryształ, chalcedon, jaspis, topaz, ametyst, morion. Ten tlenek kwasowy jest aktywnie wykorzystywany w produkcji ceramiki, szkła, materiałów ściernych, wyrobów betonowych, kable światłowodowe. Ponadto ta substancja jest wykorzystywana w inżynierii radiowej. W przemyśle spożywczym jest on stosowany jako dodatek, szyfrowany pod nazwą E551. Tutaj służy do zachowania oryginalnego kształtu i konsystencji produktu. Ten suplement diety można znaleźć na przykład w kawie rozpuszczalnej. Ponadto dwutlenek krzemu jest używany do produkcji past do zębów.

Manganowo-heptoksylan

Ta substancja jest brunatno-zieloną masą. Stosuje się go głównie do syntezy kwasu manganowego przez dodanie wody do tlenku.

Pentotlenek azotu

Jest to stała, bezbarwna substancja w postaci kryształów. Jest on stosowany w większości przypadków w przemyśle chemicznym do produkcji kwasu azotowego lub innych tlenków azotu.

Trójtlenek chloru i czterotlenek

Pierwszy to gaz zielono-żółty, drugi to ten sam ciekły kolor. Są one stosowane głównie w przemyśle chemicznym do otrzymywania odpowiednich kwasów chlorków.

Produkcja tlenków kwasowych

Substancje z tej grupy można uzyskać w wyniku rozkładu kwasów pod wpływem wysokich temperatur. W tym przypadku powstaje pożądana substancja i woda. Przykłady reakcji: H 2CO ₃ = H ₂ O + CO ₂ ; 2H 3P04 = 3H2O + P205. Manganowo-heptoksylan można otrzymać w wyniku ekspozycji nadmanganianu potasu na stężony roztwór kwasu siarczanowego. Z powodu tej reakcji powstaje pożądana substancja, siarczan potasu i woda. Dwutlenek węgla można uzyskać w wyniku rozkładu kwasu karboksylowego, oddziaływania węglanów i kwaśnych węglanów z kwasami, reakcji sody oczyszczonej z kwasem cytrynowym.

Wniosek

Podsumowując wszystko napisane powyżej, można powiedzieć, że tlenki kwasów są szeroko stosowane w przemyśle chemicznym. Tylko niektóre z nich są również wykorzystywane w przemyśle spożywczym i innych.

Tlenki kwasów to duża grupa nieorganicznych związków chemicznych, które mają wielkie znaczenie i mogą być stosowane do produkcji szerokiej gamy kwasów zawierających tlen. Również w tej grupie znajdują się dwie najważniejsze substancje: dwutlenek węgla i dwutlenek krzemu, z których pierwszy odgrywa ogromną rolę w przyrodzie, a drugi jest przedstawiony w postaci wielu minerałów, często stosowanych w produkcji biżuterii.