Основні оксиди: що це таке, з чим вони реагують?
У природі існує три класи неорганічних хімічних сполук: солі, гідроксиди та оксиди. Перші є сполуками атома металу з кислотним залишком, наприклад, СІ-. Другі підрозділяються на кислоти і підстави. Молекули перших з них складаються з катіонів Н + і кислотного залишку, наприклад, SO4-. Підстави ж мають у своєму складі катіон металу, наприклад, К +, і аніон у вигляді гідроксильної групи ОН-. А оксиди, залежно від своїх властивостей, діляться на кислотні та основні. Про останні ми і розповімо в цій статті.
Визначення
Основні оксиди - це речовини, що складаються з двох хімічних елементів, одним з яких обов'язково є оксиген, а другий - метал. При додаванні води до речовин цього типу утворюються підстави.
Хімічні властивості основних оксидів
Речовини даного класу в першу чергу здатні вступати в реакцію з водою, внаслідок якої виходить підставу. Для прикладу можна навести наступне рівняння: СаО + Н2О = Са (ОН)2.
Реакції з кислотами
Якщо основні оксиди змішати з кислотами, можна отримати солі і воду. Наприклад, якщо до оксиду калію додати хлоридну кислоту, отримаємо хлорид калію і воду. Рівняння реакції буде виглядати таким чином: К2О + 2НСІ = 2КСІ + Н2О.
Взаємодія з кислотними оксидами
Такого роду хімічні реакції призводять до утворення солей. Наприклад, якщо до оксиду кальцію додати вуглекислий газ, отримаємо карбонат кальцію. Дану реакцію можна виразити у вигляді наступного рівняння: СаО + СО2 = СаСО3. Подібного роду хімічну взаємодію може відбутися тільки під впливом високої температури.
Амфотерні і основні оксиди
Ці речовини також можуть взаємодіяти між собою. Це відбувається, тому що перші з них мають властивості як кислотних, так і основних оксидів. В результаті подібних хімічних взаємодій утворюються складні солі. Для прикладу наведемо рівняння реакції, яка відбувається при змішуванні оксиду калію (основного) з оксидом алюмінію (амфотерним): До2О + АІ2Про3 = 2КАІО2. Отримане при цьому речовина називається алюмінат калію. Якщо змішати ті ж реагенти, але ще й додати воду, то реакція пройде наступним чином: До2О + АІ2Про3 + 4Н2О = 2К [Al (OH)4]. Речовина, яке утворилося, називається тетрагідроксоалюмінат калію.
Фізичні властивості
Різноманітні основні оксиди вельми відрізняються один від одного за фізичними властивостями, проте всі вони в основному при нормальних умовах перебувають у твердому агрегатному стані, мають високу температуру плавлення.
Давайте розглянемо кожне хімічне з'єднання окремо. Оксид калію виглядає як тверда речовина світло-жовтого кольору. Плавиться при температурі +740 градусів за шкалою Цельсія. Оксид натрію являє собою безбарвні кристали. Перетворюються в рідину при температурі +1132 градуси. Оксид кальцію представлений білими кристалами, які плавляться при +2570 градусах. Діоксид заліза виглядає як чорний порошок. Приймає рідке агрегатний стан при температурі +1377 градусів Цельсія. Оксид магнію схожий на з'єднання кальцію - це також кристали білого кольору. Плавиться при +2825 градусах. Оксид літію являє собою прозорі кристали з температурою плавлення +1570 градусів. Дана речовина володіє високою гігроскопічністю. Оксид барію виглядає так само, як і попереднє хімічне з'єднання, температура, при якій воно приймає рідкий стан, трохи вище - +1920 градусів. Оксид ртуті - порошок оранжево-червоного кольору. При температурі +500 градусів за Цельсієм ця хімічна речовина розкладається. Оксид хрому - це порошок темно-червоного забарвлення з такою ж температурою плавлення, як і у з'єднання літію. Оксид цезію володіє такою ж забарвленням, як і ртуті. Розкладається під впливом сонячної енергії. Оксид нікелю - кристали зеленого кольору, перетворюються в рідину при температурі +1682 градуса за шкалою Цельсія. Як бачите, фізичні властивості всіх речовин даної групи володіють багатьма спільними рисами, хоча і мають деякі відмінності. Оксид купруму (міді) виглядає як кристали, що володіють чорним забарвленням. В рідке агрегатний стан переходить при температурі +1447 градус за Цельсієм.
Як видобувають хімічні речовини цього класу?
Основні оксиди можна отримати шляхом проведення реакції між металом і киснем під впливом високої температури. Рівняння такої взаємодії виглядає наступним чином: 4К + О2 = 2К2О. Другий спосіб отримання хімічних сполук даного класу - розкладання нерозчинного підстави. Рівняння можна записати так: Са (ОН)2 = СаО + Н2О. Для здійснення подібного роду реакції необхідні спеціальні умови у вигляді високих температур. Крім того, основні оксиди також утворюються при розкладанні певних солей. Прикладом може служити таке рівняння: СаСО3 = СаО + СО2. Таким чином, утворився ще і кислотний оксид.
Використання основних оксидів
Хімічні сполуки даної групи знаходять широке застосування в різних галузях промисловості. Далі розглянемо використання кожного з них. Оксид алюмінію застосовують у стоматології для виготовлення зубних протезів. Його також використовують при виробництві кераміки. Оксид кальцію є одним з компонентів, що беруть участь у виготовленні силікатної цегли. Також він може виступати в ролі вогнетривкого матеріалу. У харчовій промисловості це добавка Е529. Оксид калію - один з інгредієнтів мінеральних добрив для рослин, натрію - використовується в хімічній промисловості, в основному при отриманні гідроксиду цього ж металу. Оксид магнію також застосовують в харчовій галузі, в якості добавки під номером Е530. Крім того, він є засобом проти підвищення кислотності шлункового соку. Оксид барію застосовується в хімічних реакціях в якості каталізатора. Діоксид заліза використовують у виробництві чавуну, кераміки, фарб. Він також є харчовим барвником по номером Е172. Оксид нікелю надає склу зелений колір. Крім того, він використовується в синтезі солей і каталізаторів. Оксид літію - один з компонентів у виробництві деяких видів скла, він підвищує міцність матеріалу. З'єднання цезію виступає в ролі каталізатора для проведення деяких хімічних реакцій. Оксид купруму, як і деякі інші, знаходить своє застосування у виготовленні спеціальних видів скла, а також для отримання чистої міді. При виробництві фарб і емалей він використовується як пігменту, що додає синій колір.
Речовини даного класу в природі
У природному середовищі хімічні сполуки цієї групи зустрічаються у вигляді мінералів. В основному це кислотні оксиди, але серед інших також вони зустрічаються. Наприклад, з'єднання алюмінію - корунд. 
Залежно від присутніх у ньому домішок, він може бути різного кольору. Серед варіацій на основі АІ2Про3 можна виділити рубін, який має червоне забарвлення, і сапфір - мінерал, що володіє синьою забарвленням. Це ж хімічна речовина можна зустріти в природі і у вигляді глинозему. З'єднання купруму з оксигенів зустрічається в природі у вигляді мінералу теноріта.
Висновок
Як висновок можна сказати, що всі речовини, розглянуті в даній статті, мають схожими фізичними та аналогічними хімічними властивостями. Вони знаходять своє застосування в багатьох галузях промисловості - від фармацевтичної до харчової.
