Способи добування оксидів

Матеріал параграфа допоможе вам:

• з'ясувати можливості добування оксидів різними способами;

• зрозуміти вимоги, які висувають до промислових методів добування речовин.

Відомо кілька способів добування оксидів. Деякі з них ґрунтуються на реакціях простих або складних речовин із киснем, інші — на термічному розкладі оксигеновмісних сполук.

Реакції простих речовин із киснем. У таку реакцію (як правило, при нагріванні) вступають майже всі метали і неметали. У 7 класі ви спостерігали затим, як горять на повітрі або в кисні сірка, вуглець, магній.

► Напишіть рівняння реакцій горіння сірки і магнію.

Інші приклади подібних реакцій:

Реакції складних речовин із киснем. Багато сполук елементів з Гідрогеном горять у кисні або на повітрі. Продуктами таких реакцій є оксиди і вода:

Із киснем взаємодіють також сульфіди металічних елементів:

Сполуки Купруму, Цинку, Кадмію, деяких інших елементів із Сульфуром містяться в полі-металічних рудах. Ці руди обпачюють на металургійних заводах, а з оксидів, що утворюються, добувають метали.

Термічний розклад гідроксидів та окснгено-вмісних кислот. Нерозчинні основи, амфотерні гідроксиди та оксигеновмісні кислоти при нагріванні розкладаються на відповідні оксиди (мач. 70):

► Напишіть рівняння реакції термічного розкладу ферум(ІІІ) гідроксиду.

Термічний розклад оксигеновмісних солей. Солі, що утворені газуватими кислотними оксидами, при нагріванні розкладаються на два оксиди:

Якщо оксид є нестійким, то замість цієї сполуки утворюються продукти її розкладу (мал. 71):

Оксигеновмісні солі Натрію та Калію під час нагрівання або не розкладаються, або розкладаються, але не на оксиди (§ 32).

Стійкими до нагрівання є солі, аніони яких походять від нелетких кислотних оксидів або амфотерних оксидів: CaSiO₃, Zn₃(PO₄)₂* Mg(BO₂)₂, Cu(AlO₂)₂, BaZnO₂.

Якщо елемент утворює два чи більше оксидів, то один оксид нерідко вдається перетворити на інший за допомогою нагрівання

Викладений матеріал узагальнює схема 11.

Добування оксидів у промисловості. Із матеріалу § 27 ви дізналися про застосування деяких оксидів. Більшість таких речовин добувають на хімічних заводах.

На відміну від лабораторних способів добування різних сполук промислова технологія передбачає використання реагентів у великих кількостях і висуває такі вимоги:

1. Вихідні речовини мають бути доступними й дешевими. Найкраще застосовувати природну сировину.

2. Енерговитрати при підготовці та здійсненні хімічних реакцій повинні бути мінімальними.

Розглянемо, як виробляють негашене вапно, або кальцій оксид. Суть промислового способу, який використовують не одне століття, полягає в розкладі вапняку CaCO₃ за температури 900 ^ПС. Природних покладів вапняку дуже багато; це доступна і дешева речовина. Температура, за якої розкладається вапняк, не надто висока для промисловості (наприклад, у металургії створюють температуру 1500 °С і вище). При слабшому нагріванні розклад вапняку уповільнюється або припиняється.

Чому для виробництва кальцій оксиду не використовують інші реакції? Наприклад, взаємодію кальцію з киснем: 2Са + O₂ = 2СаО? Тому що кальцію немає в природі, а добувати цей метал дуже складно. Відомо, що кальцій оксид утворюється при термічному розкладі гіпсу¹. Однак гіпс, хоч і є природною речовиною, дорожчий за вапняк, а температура його розкладу значно вища за 900 ³C. Розкладати кальцій гідроксид (гашене вапно) з метою добування негашеного вапна (Ca(OH)₂ = CaO + H₂O^) недоцільно, оскільки гашене вапно виробляють саме із негашеного.

Оксиди добувають за реакціями простих і деяких складних речовин із киснем, а також термічним розкладом гідроксидів, оксигено-вмісних кислот і солей.

Промислові методи добування оксидів, як і інших сполук, передбачають використання доступних і дешевих речовин за мінімально можливих енерговитрат.

265. Запропонуйте якомога більше способів добування цинк оксиду. Напишіть рівняння відповідних реакцій.

266. Укажіть у поданому переліку формули сполук, які розкладаються при нагріванні: H₂SiO₃, CuSO₄, Fe(PO₃)₃, NaOH, MgCO₃, Pb(OH)₂, H₃BO₃. Напишіть відповідні хімічні рівняння.

267. Допишіть схеми реакцій розкладу і перетворіть їх на хімічні рів-

иоима·

268. Ha хімічних заводах сульфатну кислоту добувають, здійснюючи реакцію сульфур(ІУ) оксиду з киснем, під час якої утворюється

сульфур(УІ) оксид, а потім — реакцію цього оксиду з водою. Які з наведених нижче способів добування сульфур(ІУ) оксиду можна застосовувати у промисловості:

вибір способів обґрунтуйте.

269. Обчисліть об’єми оксидів Карбону(І\/) і Сульфуру(ІУ) (у перерахунку на нормальні умови), які утворюються при згорянні 19 г кар-6oh(IV) сульфіду в надлишку кисню.

270. Після прожарювання 2,32 г магній гідроксиду маса твердого залишку становила 1,60 г. Чи повністю розклалася сполука?

271. Визначте відносну густину за повітрям суміші газів, яка утворюється при нагріванні цинк нітрату.

272. У результаті спалювання 8 г суміші сірки та вуглецю утворилося 26 г суміші сірчистого і вуглекислого газів. Обчисліть масові частки простих речовин у суміші.

Це матеріал з підручника Хімія 8 клас Попель