Przeczytaj

Jedną z metod otrzymywania tlenkówtlenkitlenków są reakcje rozkładureakcje rozkładu kwasów, wodorotlenków i soli.

bg‑azure

Rozkład kwasów

bg‑gray1

Rozkład kwasów nietrwałych

W wyniku reakcji mocnych kwasów z siarczanami( $IV$ ) lub węglanami otrzymuje się nietrwały kwas siarkowy( $IV$ ) oraz węglowy. Ulegają one rozkładowi do odpowiedniego tlenku kwasotwórczego i wody:

\underset{siarczan (VI) wapnia}{{CaSO}_{3}} + \underset{kwas chlorowodorowy}{2 HCl} \to \underset{chlorek wapnia}{{CaCl}_{2}} + \underset{tlenek siarki (IV)}{{SO}_{2}} + \underset{tlenek wodoru}{H_{2} O}

\underset{węglan magnezu}{{MgCO}_{3}} + \underset{kwas siarkowy (VI)}{H_{2} {SO}_{4}} \to \underset{siarczan (VI) magnezu}{{MgSO}_{4}} + \underset{tlenek węgla (IV)}{{CO}_{2}} + \underset{tlenek wodoru}{H_{2} O}

bg‑gray1

Rozkład kwasów utleniających w wyniku reakcji z metalami

Niektóre tlenki otrzymuje się w wyniku reakcji kwasów silnie utleniających z metalami. Tlenki azotu, takie jak tlenek azotu( $II$ ) oraz tlenek azotu( $IV$ ), otrzymuje się w wyniku reakcji stężonego ${HNO}_{3}$ oraz rozcieńczonego ${HNO}_{3}$ z metalami szlachetnymi, np. $Cu$ , $Ag$ , $Bi$ , $Hg$ .

Hg + 4 {HNO}_{3 (stężony)} \to \underset{azotan (V) rtęci (II)}{Hg {({NO}_{3})}_{2}} + \underset{tlenek azotu (IV)}{2 {NO}_{2}} + \underset{tlenek wodoru}{2 H_{2} O}

3 Cu + 8 {HNO}_{3 (rozcieńczony)} \to \underset{azotan (V) miedzi (II)}{3 Cu {({NO}_{3})}_{2}} + \underset{tlenek azotu (II)}{2 NO} + \underset{tlenek wodoru}{4 H_{2} O}

Tlenek siarki( $VI$ ) otrzymuje się natomiast w wyniku reakcji stężonego $H_{2} {SO}_{4}$ z np. metaliczną miedzią lub bizmutem.

Cu + 2 H_{2} {SO}_{4 (stężony)} \to \underset{siarczan (VI) miedzi (II)}{{CuSO}_{4}} + \underset{tlenek siarki (IV)}{{SO}_{2}} + \underset{tlenek wodoru}{2 H_{2} O}

Metale o dodatniej wartości potencjału nie wypierają wodoru z roztworów kwasów. Niektóre z nich ( $Cu$ , $Ag$ , $Hg$ ) reagują jednak z kwasami o właściwościach silnie utleniających ( ${HNO}_{3 (rozcieńczony)}$ , ${HNO}_{3 (stężony)}$ oraz $H_{2} {SO}_{4 (stężony)}$ ) wg schematu:

metal + kwas \to sól + tlenek (NO lub {NO}_{2} lub {SO}_{2}) + woda

bg‑azure

Rozkład termiczny wodorotlenków

bg‑gray1

Rozkład termiczny wodorotlenków

Wodorotlenki amfoteryczne chętnie ulegają rozkładowi termicznemu. Oznacza to, że pod wpływem wysokiej temperatury ulegają reakcjom rozkładu do tlenku i wody:

\underset{wodorotlenek glinu}{2 Al {(OH)}_{3}} \overset{T}{\to} \underset{tlenek glinu}{{Al}_{2} O_{3}} + \underset{tlenek wodoru}{3 H_{2} O}

\underset{wodorotlenek żelaza (III)}{2 Fe {(OH)}_{3}} \overset{T}{\to} \underset{tlenek żelaza (III)}{{Fe}_{2} O_{3}} + \underset{tlenek wodoru}{3 H_{2} O}

\underset{wodorotlenek żelaza (II)}{Fe {(OH)}_{2}} \overset{T}{\to} \underset{tlenek żelaza (II)}{FeO} + \underset{tlenek wodoru}{H_{2} O}

\underset{wodorotlenek miedzi (II)}{Cu {(OH)}_{2}} \overset{T}{\to} \underset{tlenek miedzi (II)}{CuO} + \underset{tlenek wodoru}{H_{2} O}

bg‑gray1

Rozkład wodorotlenków w temperaturze pokojowej

Niektóre wodorotlenki, takie jak wodorotlenek srebra( $I$ ), rtęci( $I$ ) i rtęci( $II$ ), rozkładają się już w temperaturze pokojowej:

\underset{wodorotlenek srebra (I)}{2 AgOH} \to \underset{tlenek srebra (I)}{{Ag}_{2} O} + \underset{tlenek wodoru}{H_{2} O}

\underset{wodorotlenek rtęci (I)}{2 HgOH} \to \underset{tlenek rtęci (I)}{{Hg}_{2} O} + \underset{tlenek wodoru}{H_{2} O}

\underset{wodorotlenek rtęci (II)}{Hg {(OH)}_{2}} \to \underset{tlenek rtęci (II)}{HgO} + \underset{tlenek wodoru}{H_{2} O}

Niektóre z tych procesów wymagają czasu, dlatego aby przyspieszyć rozkład tych wodorotlenków, należy je ogrzewać.

bg‑azure

Rozkład termiczny soli

Sole prostych kwasów tlenowych rozkładają się pod wpływem temperatury to tlenków metali i niemetali, a wodorosole do soli oraz bezwodników kwasowych:

\underset{węglan wapnia}{{CaCO}_{3}} \overset{T}{\to} \underset{tlenek wapnia}{CaO} + \underset{tlenek węgla (IV)}{{CO}_{2}}

\underset{siarczan (IV) magnezu}{{MgSO}_{3}} \overset{T}{\to} \underset{tlenek magnezu}{MgO} + \underset{tlenek siarki (IV)}{{SO}_{2}}

\underset{wodosiarczan (IV) potasu}{2 {KHSO}_{3}} \overset{T}{\to} \underset{siarczan (IV) potasu}{K_{2} {SO}_{3}} + \underset{tlenek siarki (IV)}{{SO}_{2}} + \underset{tlenek wodoru}{H_{2} O}

Ciekawostka

Większość soli azotanowych( $V$ ) rozkłada się do tlenków metali lub czystych samych metali oraz tlenków niemetali. W reakcjach wydziela się również tlen:

\underset{azotan (V) baru}{Ba {({NO}_{3})}_{2}} \to \underset{tlenek baru}{BaO} + \underset{tlenek azotu (II)}{NO} + \underset{tlenek azotu (IV)}{{NO}_{2}} + \underset{tlen}{O_{2}}

\underset{azotan (V) ołowiu (II)}{2 Pb {({NO}_{3})}_{2}} \to \underset{tlenek ołowiu (II)}{2 PbO} + \underset{tlenek azotu (IV)}{4 {NO}_{2}} + \underset{tlen}{O_{2}}

\underset{azotan (V) srebra}{2 {AgNO}_{3}} \to \underset{srebro}{2 Ag} + \underset{tlenek azotu (IV)}{2 {NO}_{2}} + \underset{tlen}{O_{2}}

Natomiast w wyniku ogrzewania azotanu( $V$ ) amonu otrzymuje się tlenek azotu( $I$ ) oraz wodę. Wówczas jeden atom azotu ulega utlenieniu z $- III$ na $I$ stopień utlenienia, z kolei drugi ulega redukcji z $V$ na $I$ stopień utlenienia.

\underset{azotan (V) amonu}{{NH}_{4} {NO}_{3}} \overset{T}{\to} \underset{tlenek azotu (I)}{N_{2} O} + 2 H_{2} O

Słownik

tlenki

związki chemiczne tlenu z innymi pierwiastkami, w których atom tlenu występuje na $- II$ stopniu utlenienia

reakcja rozkładu (reakcja analizy, analiza)

typ reakcji chemicznej; zachodzi według schematu:

$A B \to A + B$

polega na rozkładzie związku chemicznego na pierwiastki lub prostsze związki, np. węglanu wapnia:

${CaCO}_{3} \to CaO + {CO}_{2}$

reakcją przeciwną do reakcji rozkładu jest reakcja syntezy

Bibliografia

Bielański A., Podstawy chemii nieorganicznej 2, Warszawa 2013.

Pazdro K. M., Chemia. Podręcznik do kształcenia rozszerzonego w liceach, Część IV. Chemia nieorganiczna, Warszawa 2009.

Wprowadzenie

Wirtualne laboratorium – I

Rozkład kwasów

Rozkład kwasów nietrwałych

Rozkład kwasów utleniających w wyniku reakcji z metalami

Rozkład termiczny wodorotlenków

Rozkład termiczny wodorotlenków

Rozkład wodorotlenków w temperaturze pokojowej

Rozkład termiczny soli

Słownik

Bibliografia