Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Соединения кислорода.




Кислород при нагревании и в присутствии катализатора проявляет высокую химическую активность. С большинством простых веществ он взаимодействует непосредственно, образуя оксиды ; лишь по отношению к фтору проявляет восстановительные свойства.

Оксиды можно разделить на солеобразующие и несолеобразующие ( безразличные ) .

Безразличные оксиды – это оксиды неметаллов в низших положитель-ных степенях окисления, например: CO, NO, N2O . Они не взаимодействуют с водой, не образуют гидроксиды.

Солеобразующие оксиды делятся на основные, кислотные и амфотерные.

Основные оксиды образуют металлы в степенях окисления +1 и +2( иск-лючения BeO, ZnO , SnO, PbO - амфотерные) . Например: K2O, CaO, FeO.

Амфотерные оксиды- это оксиды металлов в степенях окисления +3 и +4. Например: Al2O3, Cr2O3.

Кислотные оксиды образуют неметаллы во всех степенях окисления и металлы в степенях окисления + 5, + 6,+ 7. Например, SO2, SO3, P2O5, Mn2O7.

Различие в свойствах оксидов разного типа проявляются при их взаимодействии с водой :

K2O + 2Н2O = 2KOН + Н2

P2O5 + Н2O = K3PO4

Амфотерные оксиды с водой не взаимодействуют.

Важнейшим из оксидов является оксид водорода - вода. Общее ее количество составляет 1,4 1018 т, она покрывает примерно четыре пятых площади земной поверхности. Она играет исключительную роль в природе, в жизнедеятельности растений, животных, человека. Вода составляет 50- 99% массы любого живого существа. При продолжительности жизни 75 лет человек выпивает 25 т воды. Исключительная роль воды обусловлена ее свойствами. Вода термодинамически устойчивое соединение. Температура плавления воды 0 0С, кипения 1000С, плотность при 200С – 0,998 г /см3 . Свойства воды существенно отличаются от свойств водородных соединений остальных элементов шестой группы. При обычных условиях вода находится в жидком состоянии, в то время как указанные соединения –газы. Температура кристаллизации и испарения воды значительно выше температур кристаллизации и испарения водородных соединений остальных элементов шестой группы. Максимальную плотность вода имеет при температуре 4 0С, что также необычно. В отличие от других соединений плотность воды при кристаллизации не растет, а уменьшается. Необычные свойства воды обусловлены, в основном, тремя причинами : полярным характером молекул, наличием неподеленной пары электронов у атома кислорода и образование водородной связи. Вследствие полярности молекул вода хорошо растворяет полярные жидкости и соединения с ионным типом связи. Водородные связи обуславливают ассоциацию молекул воды в жидком состоянии и некоторые аномальные свойства воды, а также особую структуру льда.

В кристаллах льда молекула воды образует четыре водородные связи с соседними молекулами воды, что обуславливает тетраэдрической кристал-лической структуры льда. Расположение молекул в таком кристалле отличает-ся от плотной упаковки молекул, в решетке много свободных мест, поэтому лед имеет относительно невысокую плотность. При плавлении происходит частич-ное разрушение структуры льда и сближение молекул, поэтому плотность во-ды возрастает. В тоже время повышение температуры усиливает движение мо-лекул, которое снижает плотность вещества. При температурах выше 4 0С пос-ледний эффект начинает превалировать и плотность воды понижается.

В жидкой воде молекулы ассоциированы, при этом устанавливается равновесие между молекулами воды, связанными в ассоциаты, и свободными молеклами воды. Наличие ассоциатов повышает температуры кристаллиза-ции и испарения воды , диэлектрическую проницаемость. При увеличении температуры ассоциаты разрушаются, растет доля свободных молекул, поэ-тому водяной пар при высоких давлениях состоит из свободных молекул воды. Однако при повышении давления молекулы воды сближаются, образу-ются водородные связи, при этом пар по своему строению приближается к жидкому состоянию. Это вызывает увеличение растворимости в паре соединений с ионным типом связи.

Соединения перокидного типа.При химических превращениях моле-кула О2 может терять или присоединять электроны с образованием молеку-лярных ионов типа О2 2- , О2 - , О2 + . Присоединение одного электрона к моле-куле кислорода вызывает образование надпероксид иона О2 - , образование над-пероксидов характерно для наиболее активных щелочных металлов (K, Rb, Cs) : K + О2 = KO2

Присоединяя два электрона молекула кислорода превращается в перок-сид ион О2 2- , образование пероксидов характерно для таких металлов как Na и Ba, например :

Ва + О2 = ВаО2

Наибольшее практическое применение имеет пероксид водорода. Моле-кула перекиси водорода сильно полярна. Между молекулами Н2О2 возникает довольно прочная водородная связь, что приводит к их ассоциации , поэтому в обычных условиях перекись водорода сиропообразная жидкость бледно голу-бого цвета с довольно высокой температурой кипения (150 0С ). Пероксид водо-рода хороший ионизирующий растворитель, который благодаря водородным связям смешивается с водой в любых отношениях. В лаборатории обычно пользуются 3% и 30 % растворами Н2О2 , последний называют пергидролем.

В водных растворах перекись – слабая кислота :

Н2О2 …Н2О2 ↔ ОН3 + + НО2

В химических реакциях пероксид-радикал может, не изменяясь перехо-дить в другие соединения, например :

ВаО2 + H2SO4 = Ва SO4 + H2 О

В окислительно-восстановительных реакциях пероксиды могут играть роль как окислителя, так и восстановителя, например :

KI + Н2О2 + H2SO4 = I2 + K2SO4+ Н2О

1 2I- -2e = I2

1 Н2О2 + 2e + 2H+ = 2Н2О2

2I- + Н2О2 + 2H+ = I2 + 2Н2О2

2KMnO4 +5Н2О2 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5О2 + K2SO4+ 8Н2О

5 Н2О2 -2e = О2 + 2H+

2 MnO4 - + 5e + 8H+ = Mn2+ + 4Н2О

5 Н2О2 + 2MnO4- + 16H+ = О2 + 10H+ + 2Mn2+ + 8Н2О

Окислительные свойства пероксидов выражены сильнее, чем восстано-вительные.

Для пероксида водорода характерны реакции диспропорционирования :

Н2О2 = О2 + Н2О

Этот распад ускоряется в присутствии катализаторов, примесей, освеще-нии, нагревании. Пероксид водорода хранят в темной посуде и на холоде, для стабилизации добавляюм ингибиторы.
Сера и ее соединения


Поможем в написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой





Дата добавления: 2015-09-04; просмотров: 436. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.014 сек.) русская версия | украинская версия
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7