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      


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


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 


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


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


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