Tlenki, wodorotlenki, kwasy i sole w naukach o Ziemi i środowisku

2. Tlenki


Związki pierwiastków (metali i niemetali) z tlenem, gdzie tlen występuje na –II stopniu utlenienia

EnOm

E – symbol danego pierwiastka, m – wartościowość pierwiastka E.


Podział


Podział tlenków

Grafika: oprac. Sylwia Zelek-Pogudz, licencja CC BY-SA 4.0 
[na podst. Krzysztof M. Pazdro. Anna Rola-Noworyta, Chemia. Repetytorium dla przyszłych maturzystów i studentów. Warszawa: Oficyna Edukacyjna Krzysztof Pazdro, 2014.].


Nazwy

Nazwy tlenków można tworzyć systemem przedrostków, i w tym przypadku zaleca się stosowanie przedrostków o charakterze internacjonalnym (mono, di, tri) lub systemem Stocka. W systemie Stocka nazwę tlenku tworzy się, dodając do słowa tlenek nazwę pierwiastka, np. tlenek sodu. A jeżeli dany pierwiastek tworzy kilka tlenków, w którym przyjmuje różne stopnie utlenienia, to obok nazwy pierwiastka w nawiasie okrągłym zapisujemy jego stopień utlenienia.


Tlenki proste

Nazewnictwo tlenków

Tlenki mieszane

Fe3O4 – tlenek żelaza(II, III)  → magnetyt

Pb2O3 – tlenek ołowiu(II, IV)

Pb3O4 – tlenek ołowiu(II, IV)


Reakcje prowadzące do otrzymania tlenków

  • Bezpośrednia synteza z pierwiastków 

S + O2 SO2      

Wczytywanie pliku Odtwarzacz wideo.
Aktualny czas 0:00
Czas trwania 0:00
Załadowany: 0%
Typ strumienia NA ŻYWO
Pozostały czas 0:00
 
1x
  • Rozdziały
  • Opisy wyłączone, zaznaczone
  • Napisy wyłączone, zaznaczone

    Źródło: Oficyna Pazdro, Reakcja spalania siarki w tlenie: Doświadczenie 4.3. ZP i 3.1. ZR, 02.10.2020
    [dostęp: 20.12.2022]. Dostępne w YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=51p45KXoBAU.


      2 Mg + O2 → 2 MgO    

          C + O2  CO2

    Wczytywanie pliku Odtwarzacz wideo.
    Aktualny czas 0:00
    Czas trwania 0:00
    Załadowany: 0.00%
    Typ strumienia NA ŻYWO
    Pozostały czas 0:00
     
    1x
    • Rozdziały
    • Opisy wyłączone, zaznaczone
    • Napisy wyłączone, zaznaczone

      Źródło: Oficyna Pazdro, Reakcja magnezu z tlenem oraz reakcja węgla z tlenem: Doświadczenie 6.4, 10.11.2017 [dostęp: 22.12.2022]. Dostępne w YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=GK8ujc_LRB0.

      2 S + 3 O2 → 2 SO3 (w obecności katalizatora np. Pt)     

      2 Fe + O2 → 2 FeO

      4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3

      3 Fe + 2 O2 → Fe3O4 

      Wczytywanie pliku Odtwarzacz wideo.
      Aktualny czas 0:00
      Czas trwania 0:00
      Załadowany: 0.00%
      Typ strumienia NA ŻYWO
      Pozostały czas 0:00
       
      1x
      • Rozdziały
      • Opisy wyłączone, zaznaczone
      • Napisy wyłączone, zaznaczone

        Źródło: Oficyna Pazdro, Spalanie żelaza w tlenie: Doświadczenie 5.7, 02.10.2020 [dostęp: 22.12.2022]. 
        Dostępne w YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=AS75i8uQZyM.
        • Utlenianie lub redukcja innych tlenków

        2 SO2 + O2 → 2 SO3          CO2 + C → 2 CO

        • Rozkład termiczny

        CaCO3→ CaO + CO2

        Wczytywanie pliku Odtwarzacz wideo.
        Aktualny czas 0:00
        Czas trwania 0:00
        Załadowany: 0%
        Typ strumienia NA ŻYWO
        Pozostały czas 0:00
         
        1x
        • Rozdziały
        • Opisy wyłączone, zaznaczone
        • Napisy wyłączone, zaznaczone

          Źródło: Oficyna Pazdro, Rozkład termiczny węglanu wapnia: Doświadczenie 8.12, 26.03.2020 [dostęp: 22.12.2022]. 
          Dostępne w YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=vsV22yAm_og.
          • Rozkład wyższych tlenków

          2 N2O5 → 4 NO2 + O2

          • Rozkład soli

          MgSO3→ MgO + SO2

          • Rozkład wodorotlenków

          Fe(OH)2 → FeO + H2O


          Budowa i właściwości fizyczne

          Tlenki metali mają budowę jonową, są ciałami stałymi o znacznej gęstości, często są barwne, w wodzie praktycznie nierozpuszczalne, ale mogą z wodą reagować (tlenki litowców roztwarzają się w wodzie).

          Tlenki niemetali to substancje o wiązaniach kowalencyjnych, występujące w różnych stanach skupienia (ciała stałe, np. P4O10, ciecze np. H2O, lub gazy CO i CO2) w warunkach normalnych.


          Właściwości chemiczne

          • Tlenki metali I i II grupy układu okresowego reagują z wodą tworząc wodorotlenki – TLENKI ZASADOTWÓRCZE

          Na2O+ H2O → 2 NaOH          MgO + H2O → Mg(OH)2

          • Prawie wszystkie tlenki niemetali reagują z wodą tworząc kwasy – TLENKI KWASOTWÓRCZE (bezwodniki kwasowe)

          N2O5+ H2O → 2 HNO3          SO3 + H2O → H2SO4          CO2 + H2O → H2CO3 *  

          * ponieważ kwas węglowy jest kwasem nietrwałym za bardziej poprawny uważa się zapis wzoru w postaci H2O · CO2

          • Nietrwałe tlenki pod wpływem ogrzewania rozkładają się do pierwiastków lub niższych tlenków

          2 HgO → 2 Hg + O2

          Wczytywanie pliku Odtwarzacz wideo.
          Aktualny czas 0:00
          Czas trwania 0:00
          Załadowany: 0%
          Typ strumienia NA ŻYWO
          Pozostały czas 0:00
           
          1x
          • Rozdziały
          • Opisy wyłączone, zaznaczone
          • Napisy wyłączone, zaznaczone

            Źródło: Oficyna Pazdro, Rozkład tlenku rtęci(II): Doświadczenie 6.6, 10.11.2017 [dostęp: 22.12.2022].
            Dostępne w YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=8YUP1KbNFjE.

            • Niższe tlenki mogą utleniać się do wyższych tlenków

            2 SO2 + O2 → 2 SO3

            • Większość tlenków metali reaguje z kwasami, tworząc sole - TLENKI ZASADOWE

            MgO + 2 HCl → MgCl2 + H2O  

            • Większość tlenków niemetali reaguje z zasadami, tworząc sole - TLENKI KWASOWE

            Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

            Zdolność do reakcji z kwasami i zasadami pozwala podzielić tlenki na 4 kategorie wskazane powyżej: tlenki kwasowe, zasadowe, amfoteryczne* i obojętne


            Obejrzyj film Klasyfikacja tlenków ze względu na reaktywność względem wody, kwasów i zasad oraz formy zapisu równań reakcji chemicznych.

            Film: Klasyfikacja tlenków ze względu na reaktywność względem wody, kwasów i zasad oraz formy zapisu równań reakcji chemicznych**. Źródło: Barbara Rolka, GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.



            Reaktywnosc tlenkow

            Pomiędzy położeniem pierwiastka w układzie okresowym, a charakterem chemicznym tlenku zachodzą następujące zależności:

            • Tlenki zasadowe to tlenki metali.
            • Tlenki kwasowe to tlenki niemetali oraz tlenki pierwiastków bloku d na wysokich stopniach utlenienia.
            • W okresie następuje stopniowe przejście charakteru tlenków – od zasadowego poprzez amfoteryczny, aż do kwasowego.
            • W obrębie grupy, w miarę wzrostu liczby atomowej, rośnie reaktywność tlenków zasadowych, a maleje reaktywność tlenków kwasowych.


            www

            Jeśli masz wątpliwość jaki charakter chemiczny mają interesujące Cię tlenki odwiedź stronę Jaki charakter mogą mieć tlenki?

            Grafika interaktywna: Jaki charakter mogą mieć tlenki?* Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

            ***Przykładowe reakcje tlenków amfoterycznych

            Al2O3 + 3 H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3 H2O

            Al2O3 + 6 KOH→2 K3AlO3 + 3 H2O    lub   Al2O3 + 2 KOH + 3H2O → 2 K[Al(OH)4]


            ZnO + 2 HCl → ZnCl2 + H2O

            ZnO + 2 NaOH → Na2ZnO2 + H2O    lub    ZnO + 2NaOH + H₂O → Na₂[Zn(OH)₄]



            _________________
            ** Materiały zamieszczone na Zintegrowanej Platformie Edukacyjnej.



            Zagraj!



            Ikona (źródło): Reshot