Istnieje szereg metod pozwalających na otrzymanie tlenków. Większość z nich można otrzymać w wyniku bezpośredniej reakcji określonego pierwiastka z tlenem, jednak do otrzymania niektórych z nich potrzebne jest użycie bardziej wyselekcjonowanych sposobów (np. dla fluorowców oraz litowców). Poniżej metody, w wyniku których można otrzymać tego typu związki.

Reakcja bezpośredniej syntezy z pierwiastka i tlenu

Laboratorium 1

Przeprowadź eksperyment w laboratorium chemicznym. Rozwiąż problem badawczy i zweryfikuj hipotezę. W formularzu zapisz swoje obserwacje i wyniki, a następnie sformułuj wnioski.

Spalanie metali i niemetali w tlenie atmosferycznym.

Spalanie metali i niemetali w tlenie atmosferycznym - węgiel

R1Z8B8J5dIqz91

Wirtualne laboratorium pt. Spalanie metali i niemetali w tlenie

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Spalanie metali i niemetali w tlenie atmosferycznym - drucik miedziany

R1YtvkKpTZMgK1

Wirtualne laboratorium pt. Spalanie metali i niemetali w tlenie

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Spalanie metali i niemetali w tlenie atmosferycznym - fosfor czerwony

REqTooYL9cse31

Wirtualne laboratorium pt. Spalanie metali i niemetali w tlenie

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Spalanie metali i niemetali w tlenie atmosferycznym - wstążka magnezowa

Rvt2HwHjyP8ix1

Wirtualne laboratorium pt. Spalanie metali i niemetali w tlenie

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

BHPazure#fff

R13yAgv83AGE0

Sprawdź, czy Twoje obserwacje, wyniki i wnioski są podobne do poniższych.

Obserwacje:

Węgiel oraz fosfor czerwony palą się z łatwością, w wyniku czego powstaje dym. Magnez pali się w powietrzu jasnym, oślepiającym płomieniem, wówczas powstaje biały proszek. Drucik miedziany pokrył się czarnym osadem.

Wyniki:

W trakcie spalania, w tlenie magnezu, miedzi, fosforu i węgla powstały odpowiednio tlenki: węgla( $IV$ ), miedzi( $II$ ), fosforu( $V$ ), magnezu,

Wnioski:

Zarówno metale, jak i niemetale ulegają procesowi spalania, tworząc tlenki.

Równania reakcji chemicznych:

$C + O_{2} \to {CO}_{2} ↑$

$2 Cu + O_{2} \to 2 CuO$

$P_{4} + 5 O_{2} \to P_{4} O_{10} ↑$

$2 Mg + O_{2} \to 2 MgO$

Polecenie 1

Przeprowadzono doświadczenie w laboratorium chemicznym. Zapoznaj się z opisem, problemem badawczym i hipotezą, a następnie z obserwacjami, wynikami oraz sformułowanymi wnioskami.

Analiza doświadczenia:

Spalanie metali i niemetali w tlenie atmosferycznym.

Problem badawczy:

Jakie produkty otrzymamy w wyniku spalania metali i niemetali?

Hipoteza:

Metale i niemetale spalają się w tlenie, tworząc tlenki.

Sprzęt laboratoryjny:

palnik – urządzenie techniczne umożliwiające podtrzymywanie płomienia spalanego gazu w kontrolowany sposób;
szczypce laboratoryjne – z reguły metalowe narzędzie o sprężystych ramionach umożliwiające chwytanie niewielkich przedmiotów;
łyżka do spalań – długi trzonek wykonany spieków ceramicznych lub wysokoodpornych termicznie stopów metali zakończony z jednej strony łyżeczką służący do przeprowadzania spaleń;
szkiełka zegarkowe – szklane naczynie laboratoryjne o zaokrąglonym kształcie podstawy służące, na przykaład do odważania niewielkich ilości substancji chemicznych.

Odczynniki chemiczne:

węgiel, drucik miedziany, fosfor czerwony, wstążki magnezowe

Przebieg doświadczenia:

Zapalenie palnika.
Nabieranie węgla na łyżkę do spalań i umieszczenie w płomieniu palnika.
Wysypanie pozostałości po spalaniu na szkiełko zegarkowe.
Postępowanie analogicznie w przypadku pozostałych próbek. Dla drucika miedzianego i wstążki magnezowej, zamiast łyżki do spalań wykorzystano szczypce laboratoryjne.

Obserwacje:

Wyniki:

W trakcie spalania, w tlenie magnezu, miedzi, fosforu i węgla powstały odpowiednio tlenki: magnezu, miedzi( $II$ ), fosforu( $V$ ) i węgla( $IV$ ).

Wnioski:

Zarówno metale, jak i niemetale ulegają procesowi spalania, tworząc tlenki.

Równania reakcji chemicznych:

$2 Mg + O_{2} \to 2 MgO$

$2 Cu + O_{2} \to 2 CuO$

$P_{4} + 5 O_{2} \to P_{4} O_{10} ↑$

$C + O_{2} \to {CO}_{2} ↑$

Ćwiczenie 1

R12bQDOxdns8U

Postępując w sposób analogiczny do przedstawionego w laboratorium można otrzymać wiele tlenków. W niektórych przypadkach otrzymane produkty reakcji zależą od warunków prowadzenia procesu i wzajemnego stosunku reagentów. Np. w przypadku spalania fosforu można otrzymać albo tlenek fosforu(III) albo tlenek fosforu(V)

Reakcja utleniania niższych tlenków

Równanie reakcji utlenienia ${SO}_{2}$ do ${SO}_{3}$ :

$2 {SO}_{2} + O_{2} \overset{kat.}{\to} 2 {SO}_{3}$

$2 {SO}_{2} + O_{2} \to_{lub V_{2} O_{5}}^{Pt} 2 {SO}_{3}$

Reakcja redukcji wyższych tlenków

$2 {CO}_{2} + Mg \to 2 MgO + C$

Reakcja rozkładu tlenków, nadtlenków, ponadtlenków

$4 {MnO}_{2} \overset{temp .}{\to} 2 {Mn}_{2}_{} + O_{2}$

$2 H_{2} O_{2} \overset{temp .}{\to} 2 H_{2} O + O_{2}$

Reakcja analizy (pod wpływem temperatury) wyższych tlenków na niższe

$N_{2} O_{3} \to NO + {NO}_{2}$

Reakcja otrzymywania tlenków z siarczanów(IV) i węglanów przy użyciu kwasów

${CaCO}_{3} + 2 HCl \to {CaCl}_{2} + {CO}_{2} + H_{2} O$

Reakcja rozkładu termicznego wodorotlenków

Laboratorium 2

W jaki sposób otrzymasz tlenek miedzi( $II$ )? Wśród sprzętu laboratoryjnego oraz odczynników chemicznych znajdują się te niezbędne do przeprowadzenia eksperymentu. Zapoznaj się z problemem badawczym, zaplanuj eksperyment, a po jego wykonaniu zapisz obserwacje, wyniki oraz sformułuj wnioski. Następnie rozwiąż poniższe zadania.

R3vUZafipm5NV

Wirtualne laboratorium pt. „Otrzymywanie tlenku w wyniku rozkładu wodorotlenku miedzi $(I I)$ ”
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Podpowiedźwhite

Rozkład termiczny wodorotlenków amfoterycznych polega na reakcji rozkładu związku do tlenku i wody pod wpływem temperatury.

$wodorotlenek amfoteryczny \overset{T}{\to} tlenek metalu + woda$

Temperatura rozkładu zależy od wodorotlenku. Niektóre ulegają reakcji już w temperaturze pokojowej, inne z kolei wymagają podgrzania.

R1cA3uV8MskNL

W jaki sposób można otrzymać tlenek miedzi( $II$ )? Zapoznaj się z problemem badawczym oraz opisem eksperymentu, obserwacjami, wynikami oraz sformułowanymi wnioskami. Następnie rozwiąż poniższe zadania.

Analiza eksperymentu:

Rozkład termiczny wodorotlenku miedzi( $II$ ).

Problem badawczy:

Czy podczas rozkładu termicznego wodorotlenku miedzi( $II$ ) powstaje tlenek miedzi( $II$ )?

Hipoteza:

Rozkład termiczny wodorotlenku miedzi( $II$ ) prowadzi do powstania tlenku miedzi( $II$ ).

Sprzęt laboratoryjny:

probówki w statywie – podłużne U‑kształtne naczynia szklane do przeprowadzania prostych reakcji chemicznych znajdujące się w statywie, to jest prostokątnym sprzęcie laboratoryjnym z rzędami otworów, w których umieszczane są probówki;
pręcik szklany – szklany pręt laboratoryjny służący do mieszania;
pipety Pasteura – wąska rurka pobierania i przenoszenia niewielkiej ilości cieczy przy pomocy ssawki;
palnik – urządzenie techniczne umożliwiające podtrzymywanie płomienia spalanego gazu w kontrolowany sposób.

Odczynniki chemiczne:

$NaOH$

Przebieg eksperymentu:

1. Zamocowanie probówki w statywie.

2. Dodanie do probówki dwóch centymetrów sześciennych siarczany( $VI$ ) miedzi( $II$ ) oraz dwóch centymetrów sześciennych wodnego roztworu wodorotlenku sodu (na przykład o stężeniu dwa mole na decymetr sześcienny).

3. Wymieszanie zawartości probówki oraz podgrzanie za pomocą palnika.

4. Zaobserwowanie zmiany zabarwienia.

Obserwacje:

Niebieski galaretowany osad zmienia zabarwienie na czarne. Na ściankach probówki widoczne są kropelki bezbarwnej cieczy.

Wyniki:

Niebieski galaretowaty osad to wodorotlenek miedzi( $II$ ), natomiast czarne zabarwienie pochodzi od powstałego tlenku miedzi( $II$ ).

Wnioski:

Powstały wodorotlenek miedzi( $II$ ) uległ rozkładowi na tlenek miedzi( $II$ ) i wodę pod wpływem ogrzewania. Hipoteza została potwierdzona.

$Cu {(OH)}_{2} \to CuO + H_{2} O$

Reakcja rozkładu nietrwałych kwasów tlenowych

$H_{2} {CO}_{3} \to H_{2} O + {CO}_{2}$

Reakcja spalania niektórych związków chemicznych

${CH}_{4} + 2 O_{2} \to {CO}_{2} + 2 H_{2} O$

Reakcja kwasu silnie utleniającego z reduktorem:

$3 C + 4 {HNO}_{3} \to 3 {CO}_{2} + 4 NO + 2 H_{2} O$

Warunki prowadzenia reakcji

W celu otrzymania niektórych tlenków, konieczne jest zastosowanie odpowiednich warunków ciśnienia, temperatury, a nawet użycie katalizatora. Należy także wziąć pod uwagę w jakich stosunkach stechiometrycznych zmieszane są reagenty.

Przykładowo azot jest pierwiastkiem mało aktywnym i bardzo trudno łączy się z tlenem. Ostatecznie tworzy z nim kilka połączeń na stopniach utleniania od $I$ do $V$ : $N_{2} O$ , $NO$ , $N_{2} O_{3}$ , ${NO}_{2}$ , $N_{2} O_{5}$ . W normalnych warunkach azot pozostaje gazem niepalnym, a do jego spalenia konieczne jest użycie katalizatora i specjalnych warunków reakcji. Reaguje np. w warunkach panujących w spalinowych silnikach samochodowych, tworząc szkodliwy dla zdrowia i środowiska tlenek azotu(II), który w atmosferze ulega utlenieniu do tlenku azotu(IV).

Zagraj

Poniżej quiz, w którym utrwalisz informacje dotyczące otrzymywania tlenków.

Otrzymywanie tlenków10560Świetna robota!Niestety musisz jeszcze potrenować. Rozwiąż test ponownie.1

Test

Otrzymywanie tlenków

Liczba pytań:

Limit czasu:

5 min

Pozostało prób:

1/1

Twój ostatni wynik:

Otrzymywanie tlenków

Pytanie 1/10

Twój ostatni wynik -

R441ce6W0hlTe

R9KgJU56MYJVh

RuLotajKjpqA6

R4Qzo3lv2q9KA

R1579xvFScPh7

Rtjjjweb00DSo

R1TaTw5Of6ihF

Połącz w pary rodzaj reakcji chemicznej z jej przykładem. Bezpośrednia synteza pierwiastków z tlenem Możliwe odpowiedzi: 1. C, plus, O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, strzałka w prawo, C O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, 2. dwa F e indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, plus, C, strzałka w prawo, cztery F e O, plus, C O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, 3. C u nawias, O H, zamknięcie nawiasu, indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, T powyżej, strzałka w prawo, C u O, plus, H indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O, 4. dwa F e nawias, O H, zamknięcie nawiasu, indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, T powyżej, strzałka w prawo, F e indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, plus, trzy H indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O, 5. dwa S O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, plus, O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, katalizator powyżej, strzałka w prawo, dwa S O indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego Redukcja tlenków wyższych do tlenków niższych za pomocą węgla Możliwe odpowiedzi: 1. C, plus, O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, strzałka w prawo, C O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, 2. dwa F e indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, plus, C, strzałka w prawo, cztery F e O, plus, C O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, 3. C u nawias, O H, zamknięcie nawiasu, indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, T powyżej, strzałka w prawo, C u O, plus, H indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O, 4. dwa F e nawias, O H, zamknięcie nawiasu, indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, T powyżej, strzałka w prawo, F e indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, plus, trzy H indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O, 5. dwa S O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, plus, O2 katalizator powyżej, strzałka w prawo, dwa S O indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego Rozkład termiczny wodorotlenków Możliwe odpowiedzi: 1. C, plus, O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, strzałka w prawo, C O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, 2. dwa F e indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, plus, C, strzałka w prawo, cztery F e O, plus, C O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, 3. C u nawias, O H, zamknięcie nawiasu, indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, T powyżej, strzałka w prawo, C u O, plus, H indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O, 4. dwa F e nawias, O H, zamknięcie nawiasu, indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, T powyżej, strzałka w prawo, F e indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, plus, trzy H indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O, 5. dwa S O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, plus, O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, katalizator powyżej, strzałka w prawo, dwa S O indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego Rozkład termiczny niektórych soli Możliwe odpowiedzi: 1. C, plus, O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, strzałka w prawo, C O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, 2. dwa F e indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, plus, C, strzałka w prawo, cztery F e O, plus, C O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, 3. C u nawias, O H, zamknięcie nawiasu, indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, T powyżej, strzałka w prawo, C u O, plus, H indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O, 4. dwa F e nawias, O H, zamknięcie nawiasu, indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, T powyżej, strzałka w prawo, F e indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, plus, trzy H indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O, 5. dwa S O Utlenianie tlenków niższych do wyższych Możliwe odpowiedzi: 1. C, plus, O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, strzałka w prawo, C O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, 2. dwa F e indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, plus, C, strzałka w prawo, cztery F e O, plus, C O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, 3. C u nawias, O H, zamknięcie nawiasu, indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, T powyżej, strzałka w prawo, C u O, plus, H indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O, 4. dwa F e nawias, O H, zamknięcie nawiasu, indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, T powyżej, strzałka w prawo, F e indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, plus, trzy H indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O, 5. dwa S O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, plus, O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, katalizator powyżej, strzałka w prawo, dwa S O indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego

R9u8vAto0qkNn