תחמוצות גבוהות יותר: סיווג, נוסחאות ותכונותיהן

2024 מְחַבֵּר: Angel Austin | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-02 17:47

כל תלמיד נפגש עם המושג "תחמוצת" בשיעורי כימיה. ממילה זו בלבד, החפץ החל להיראות משהו נורא בל יתואר. אבל אין כאן שום דבר רע. תחמוצות גבוהות יותר הם חומרים המכילים תרכובות של חומרים פשוטים עם חמצן (במצב חמצון -2). ראוי לציין שהם מגיבים עם:

• O₂ (חמצן), אם היסוד אינו ב-CO הגבוה ביותר. לדוגמה, SO₂ מגיב עם חמצן (מכיוון ש-CO הוא +4), אבל SO_{3 - לא (מכיוון שהוא עולה בחמצון הגבוה ביותר מדינה +6).}
• H_{2 (מימן) ו-C (פחמן). רק חלק מהתחמוצות מגיבות.}
• מים אם מתקבל אלקלי או חומצה מסיסים.

כל התחמוצות מגיבות עם מלחים ולא-מתכות (למעט החומרים שלעיל).

כדאי לציין שלכמה חומרים (למשל תחמוצת חנקן, תחמוצת ברזל ותחמוצת כלור) יש מאפיינים משלהם, כלומר, המאפיינים הכימיים שלהם עשויים להיות שונים מחומרים אחרים.

סיווג של תחמוצות

הם מחולקים לשני ענפים: אלה שיכולים ליצור מלח, ואלה מיהם לא יכולים ליצור אותו.

דוגמאות של נוסחאות לתחמוצות גבוהות יותר שאינן יוצרות מלחים: NO (תחמוצת חנקן היא דו ערכית; גז חסר צבע שנוצר במהלך סופות רעמים), CO (חד חמצני פחמן), N₂ O (תחמוצת חנקן חד ערכית), SiO (תחמוצת סיליקון), S_{2O (תחמוצת גופרית), מים.}

תרכובות אלו יכולות להגיב עם בסיסים, חומצות ותחמוצות יוצרות מלחים. אבל כאשר חומרים אלו מגיבים, מלחים לעולם לא נוצרים. לדוגמה:

CO (פחמן חד חמצני) + NaOH (נתרן הידרוקסיד)=HCOONa (נתרן פורמט)

תחמוצות יוצרות מלח מחולקות לשלושה סוגים: תחמוצות חומציות, בסיס ואמפוטריות.

תחמוצות חומצה

תחמוצת חומצית גבוהה יותר היא תחמוצת יוצרת מלח התואמת לחומצה. לדוגמה, תחמוצת גופרית משושה (SO₃) יש תרכובת כימית מתאימה - H₂SO_{4. יסודות אלה מגיבים עם תחמוצות בסיסיות ואמפוטריות, בסיסים ומים. נוצר מלח או חומצה.}

1. עם תחמוצות אלקליות: CO₂ (פחמן דו חמצני) + MgO (תחמוצת מגנזיום)=MgCO_{3 (מלח מר).}
2. עם תחמוצות אמפוטריות: P₂O₅ (תחמוצת זרחן)+ Al₂ O₃ (תחמוצת אלומיניום)=2AlPO_{4 (אלומיניום פוספט או אורתופוספט).}
3. עם בסיסים (אלקליים): CO₂ (פחמן דו חמצני) + 2NaOH (סודה קאוסטית)=Na₂CO 3 _{(נתרן קרבונט או אפר סודה) + H}2_{O (מים).}
4. עם מים: CO₂ (פחמן דו חמצני) +H₂O=H₂CO_{3 (חומצה פחמנית, לאחר שהתגובה מתפרקת באופן מיידי לפחמן דו חמצני ומים).}

תחמוצות חומצה אינן מגיבות זו עם זו.

תחמוצות בסיסיות

תחמוצת בסיסית גבוהה יותר היא תחמוצת מתכת יוצרת מלח, התואמת לבסיס. תחמוצת סידן (CaO) תואמת לסידן הידרוקסיד (Ca(OH)₂). חומרים אלה מקיימים אינטראקציה עם תחמוצות חומציות ואמפוטריות, חומצות (למעט H₂SiO_{3, מאחר שחומצה סיליקית אינה מסיסה) ומים.}

1. עם תחמוצות חומציות: CaO (תחמוצת סידן) + CO₂ (פחמן דו חמצני)=CaCO_{3 (סידן פחמתי או גיר רגיל).}
2. עם תחמוצת אמפוטרית: CaO (תחמוצת סידן) + Al₂O₃ (תחמוצת אלומיניום)=Ca(AlO ₂)_{2 (סידן אלומינאט).}
3. עם חומצות: CaO (תחמוצת סידן) + H₂SO₄ (חומצה גופרתית)=CaSO₄ (סידן סולפט או גבס) + H_2O.
4. עם מים: CaO (תחמוצת סידן) + H₂O=Ca(OH)_{2 (תגובת סידן הידרוקסיד או השריית סיד).}

אין ליצור אינטראקציה זה עם זה.

תחמוצות אמפוטריות

תחמוצת אמפוטרית גבוהה יותר היא תחמוצת של מתכת אמפוטרית. בהתאם לתנאים, הוא יכול להראות תכונות בסיסיות או חומציות. לדוגמה, הנוסחאות של תחמוצות גבוהות יותר המציגות תכונות אמפוטריות: ZnO (תחמוצת אבץ), Al₂O_{3 (אלומינה). תגיב אמפוטריתחמוצות עם אלקליות, חומצות (גם לא כולל חומצה סיליקית), תחמוצות בסיסיות וחומציות.}

1. עם בסיסים: ZnO (תחמוצת אבץ) + 2NaOH (בסיס נתרן)=Na₂ZnO₂ (מלח כפול של אבץ ו נתרן)+ H_2O.
2. עם חומצות: Al₂O₃ (תחמוצת אלומיניום) + 6HCl (חומצה הידרוכלורית)=2AlCl₃ (אלומיניום כלוריד או אלומיניום כלוריד) + 3H_2O.
3. עם תחמוצות חומציות: Al₂O₃ (תחמוצת אלומיניום) + 3SO₃ (תחמוצת גופרית משושה)=Al₂(SO₄)_{3 (אלומיניום אלום).}
4. עם תחמוצות בסיסיות: Al₂O₃ (תחמוצת אלומיניום) + Na₂O (תחמוצת נתרן)=2NaAlO_{2 (נתרן אלומינאט).}

אלמנטים של תחמוצות אמפוטריות גבוהות יותר אינם מקיימים אינטראקציה זה עם זה ועם מים.