Oxidy kyselin: chemické vlastnosti, příprava, použití

Všechny chemické sloučeniny, které existují v přírodě, jsou rozděleny na organické a anorganické. Mezi nimi jsou následující třídy: oxidy, hydroxidy, soli. Hydroxidy se dělí na báze, kyseliny a amfoterní. Mezi oxidy lze také rozlišit kyselé, zásadité a amfoterní. Látky druhé skupiny mohou vykazovat kyselé i bazické vlastnosti.

Chemické vlastnosti oxidů kyselin

Tyto látky mají zvláštní chemické vlastnosti. Oxidy kyselin jsou schopny vstupovat do chemických reakcí pouze s bazickými hydroxidy a oxidy. Tato skupina chemických sloučenin zahrnuje látky jako oxid uhličitý, oxid siřičitý a oxid siřičitý, oxid chromitý, heptaxid manganu, oxid fosforečný, oxid chloričitý a oxid pentoxidu, tetraoxid a oxid dusičitý, oxid křemičitý. Takové látky se také nazývají anhydridy. Kyselé vlastnosti oxidů se projevují především při jejich reakci s vodou. To vytváří určitou kyselinu obsahující kyslík. Například pokud vezmeme oxid siřičitý a vodu ve stejném množství, získáme sulfátovou (sírovou) kyselinu. Stejným způsobem je možné syntetizovat a kyselina fosforečná, přidání vody k oxidu fosforu. Reakční rovnice: P2O5 + 3H2O = 2H3P04. Stejným způsobem je možné získat kyseliny, jako je dusičnan, křemičitý atd. Také oxidy kyselin reagují s bazickými nebo amfoterními hydroxidy. Během těchto reakcí se vytváří sůl a voda. Pokud například vezmete oxid sírový a přidáte do něj hydroxid vápenatý, získáte síran vápenatý a vodu. Pokud přidáte hydroxid zinečnatý, získáme síran zinečnatý a vodu. Další skupina látek, se kterými tyto chemické sloučeniny interagují - základní a amfoterní oxidy. Při reakcích s nimi vzniká pouze sůl bez vody. Například přidáním amfoterního oxidu hlinitého na oxid sírový získáme síran hlinitý. A když se rozmícháte oxid křemíku se základním oxidem vápenatým získáme křemičitan vápenatý. Kyslé oxidy navíc reagují s bazickými a normálními solemi. Při reakci s kyselinou se tvoří soli kyselin. Pokud přidáte například oxid uhličitý uhličitan vápenatý a vodu, můžete získat hydrogenuhličitan vápenatý. Reakční rovnice: CO ₂ + CaCO ₃ + H ₂ O = Ca (HCO ₃ ) ₂ . Když kyslé oxidy reagují s bazickými solemi, vytvářejí se normální soli.
Látky této skupiny nereagují s kyselinami a jinými kyselými oxidy. Přesně stejné chemické vlastnosti jsou schopné projevovat amfoterní oxidy, kromě toho, že také interagují s oxidy a hydroxidy kyselin, to znamená, že kombinují jak kyselé, tak i základní vlastnosti.

Fyzikální vlastnosti a použití kyselých oxidů

Existuje poměrně málo kyselinových oxidů s různými fyzikálními vlastnostmi, takže je lze použít v různých průmyslových odvětvích.

Oxid sírový

Nejčastěji se tato sloučenina používá v chemickém průmyslu. Jedná se o meziprodukt vytvořený v procesu získávání kyseliny sulfátové. Tento proces spočívá v tom, že se železitý pyrit spálí, čímž se získá oxid siřičitý, a pak se chemikálie podrobí chemické reakci s kyslíkem, čímž vzniká oxid křemičitý. Dále z trioxidu přidáním vody do něj syntetizuje kyselina sírová. Za normálních podmínek je tato látka bezbarvá kapalina s nepříjemným zápachem. Při teplotách pod šestnáct stupňů Celsia se oxid siřičitý zmrazí a tvoří krystaly.

Oxid fosforečný

Oxidy kyselin také obsahují oxid fosforečný ve svém seznamu. Je to bílá sněžitá látka. Používá se jako dehydratační činidlo vzhledem k tomu, že velmi aktivně interaguje s vodou, čímž vytváří kyselinu fosforečnou (používá se také v chemickém průmyslu pro její extrakci).

Oxid uhličitý

To je nejběžnější povaha oxidů kyselin. Obsah tohoto plynu ve složení zemské atmosféry je asi jedno procento. Za normálních podmínek je tato látka plyn, který nemá ani barvu, ani zápach. Oxid uhličitý je široce používán v potravinářském průmyslu: pro výrobu sýtených nápojů, jako prášek na pečení těsta, jako konzervační látka (pod označením E290). Zkapalněný oxid uhličitý se používá k výrobě hasicích přístrojů. Také tato látka hraje v přírodě obrovskou roli - při fotosyntéze, v důsledku čehož je kyslík životně důležitý pro zvířata. Rostliny potřebují oxid uhličitý. Tato látka se uvolňuje při spalování všech organických chemických sloučenin.

Oxid křemičitý

Za normálních podmínek má formu bezbarvých krystalů. V přírodě se nachází v podobě různých minerálů, jako je křemen, křišťál, chalcedony, jaspis, topaz, ametyst, morion. Tento oxid kyseliny se aktivně používá při výrobě keramiky, skla, abrazivních materiálů, betonových výrobků, optických kabelů. Také se tato látka používá v radiotechnikach. V potravinářském průmyslu se používá jako přísada, zašifrovaná pod jménem E551. Zde se používá k zachování původního tvaru a konzistence výrobku. Tento výživový doplněk lze nalézt například v instantní kávě. Kromě toho se oxid křemičitý používá při výrobě zubních past.

Heptaoxid manganu

Tato látka je hnědozelenou hmotou. Používá se hlavně pro syntézu kyseliny manganové přidáním vody do oxidu.

Oxid dusičitý

Je to pevná, bezbarvá látka ve formě krystalů. Používá se ve většině případů v chemickém průmyslu k výrobě kyseliny dusičné nebo jiných oxidů dusíku.

Chloroxid a tetraoxid

První je zeleně žlutý plyn, druhá je stejná tekutá barva. Používají se hlavně v chemickém průmyslu k získání odpovídajících chloridových kyselin.

Výroba oxidu kyslíku

Látky této skupiny mohou být získány kvůli rozkladu kyselin pod vlivem vysokých teplot. V tomto případě se vytvoří požadovaná látka a voda. Příklady reakcí: H2CO3 = H20 + C02; 2H3P04 = 3H20 + P205. Heptaoxid manganitý může být získán v důsledku vystavení manganistanu draselného koncentrovanému roztoku kyseliny sírové. Kvůli této reakci se vytvoří požadovaná látka, síranu draselného a vody. Oxid uhličitý lze získat díky rozkladu karboxylové kyseliny, interakci uhličitanů a hydrogenuhličitanů s kyselinami, reakce sody s kyselinou citronovou.

Závěr

Shrneme-li vše výše uvedené, můžeme říci, že oxidy kyselin jsou v chemickém průmyslu široce používány. Pouze některé z nich se používají také v potravinářském a jiném průmyslu.

Oxidy kyselin jsou velkou skupinou anorganických chemických sloučenin, které mají velký význam a mohou být použity k výrobě široké škály kyselin obsahujících kyslík. Také v této skupině jsou dvě nejdůležitější látky: oxid uhličitý a oxid křemičitý, z nichž první hraje obrovskou roli v přírodě a druhá je prezentována ve formě mnoha minerálů, které se často používají při výrobě šperků.