Oksiidid ja nende kee­mi­lised oma­dused

  • Mis aine on divesinik­oksiid?
  • Kuidas liigitatakse oksiide nende koostise põhjal?
  • Kuidas saadakse oksiide?
  • Millised oksiidid reageerivad veega?
Seotud sisu
Muud tegevused

Kuhu kaovad korallid?

Inimeste tegevuse taga­järjel lahustub ookeani­vees üha rohkem süsihappe­gaasi ehk süsinik­dioksiidi, mis põhjus­tab ookeani hapes­tumist. Süsinik­dioksiid rea­geerib lahus­tumisel osa­liselt veega ning moo­dustab süsi­happe. Hape annab lahu­sesse vesinik­ioone ja muudab vee kesk­konna happeli­semaks, see­tõttu halve­nevad oluliselt mitme­suguste organis­mide elu­tingi­mused. Ookeani hapes­tumine ras­ken­dab koral­lidel ja teis­tel organis­midel kõva kesta ehita­mist ning koral­lide ske­lett lahus­tub kiire­mini, kui see tek­kida jõuab.

Seotud sisu
Muud tegevused

Oksiidi mõiste, liigi­tamine ja nime­tamine

Õhu koostises olev hapnik rea­geerib ker­gesti ena­miku aine­tega (v.a vääris­gaasid ja mõned vääris­metallid) ning moo­dus­tuvad oksiidid. Oksiidid on ühed levinumad ühendid looduses.

Divesinikoksiid (H2O) ehk vesi on üks oluli­sem ja levi­num oksiid. Vee­molekulis on hapniku­aatom seo­tud kahe vesiniku­aatomiga.
Vesi on üks väheseid oksiide, mis on toa­tempe­ratuuril vedelas olekus. Vede­likus pole aine­osakeste­vahelised side­med nii tuge­vad kui tah­kes olekus ja osa­kesed saa­vad oma asu­kohta muuta. Vede­likul pole kind­lat kuju, seda saab valada ja see võtab anuma kuju.

Oksiid on liitaine, milles hapniku­aatom on seos­tunud mõne teise ele­mendi aatomiga.

1. Oksiid koosneb

  • kahe erineva keemilise elemendi aatomitest.
  • vähemalt kolme erineva elemendi aatomitest.

2. Oksiid sisaldab alati

  • vesinikuaatomeid.
  • hapnikuaatomeid.
  • S
  • CO
  • MgO
  • H2S
  • SiO2
  • KOH
  • NaBr
  • P4O10

Oksiide liigita­takse nende koos­tise põhjal mitte­metalli- ja metalli­oksiidideks.

Mittemetallioksiid on liit­aine, milles hapniku­aatom on seos­tunud mitte­metallilise ele­mendi aato­miga.

Liiva peamine koostis­osa SiO2, vesi ning õhus leidu­­vad gaasi­lised CO2, väävli- ja lämmastiku­oksiidid on mitte­metalli­oksiidid.

Mittemetallioksiidide nime­tustes kasuta­takse peami­selt kreeka ja ladina keelest tule­tatud ees­liiteid, millega märgi­takse aine vale­mis ole­vate aato­mite arv. Ees­liidet mono-, mis väljen­dab ühte aato­mit aine­osa­keses ehk indeksit 1, nime­tuses tava­liselt ei kasutata.

CO – süsinikoksiid

SO2 – vääveldioksiid

P4O10 – tetrafosfordekaoksiid

Eesliited
  • FeO
  • SiO2
  • V2O5
  • NO2
  • SO3
  • K2O
  • Al2O3
  • P4O10
  • H2O
  • 3
  • 10
  • 7
  • tri-
  • deka-
  • hepta-

CO –

SO2 –

N2O5 –

Metallioksiid on liitaine, milles hapniku­aatom on seos­tunud metalli­lise ele­mendi aato­miga.

Mineraal hematiit koosneb Fe2O3-st, mis on metalli­oksiid. Hematiit on ena­masti halli­kat värvi, ent sellega tõm­matud kriips on punakas­pruun.

Metallioksiide nimetatakse peamiselt metal­lilise ele­mendi oksüdat­siooni­astme abil. Kui metal­lilise ele­mendi aatomil on ühen­dites vaid üks võimalik oksü­datsiooni­aste (IA ja IIA rühma metallid, Al ja Zn), lisan­dub metalli nime­tusele vaid järel­liide -oksiid. Kui metal­lilise ele­mendi aatom moodus­tab ühen­deid mitmes erinevas oksü­datsiooni­astmes, kirju­tatakse oksiidi nime­tuses metalli nime­tuse ja järel­liite -oksiid vahele sulgu­desse metalli­aatomi oksü­datsiooni­aste.

  • BaO
  • H2O
  • CrO3
  • SO3
  • Fe2O3
  • NO2
  • Na2O
  • NiO
  • SiO2
  • Na
  • Co
  • Al
  • Fe
  • Ca
  • Ba
  • Au
  • Pb
  • K
  • Mg
  • Mn
  • Sn

Li2O –

BaO –

CrO –

Cr2O3 –

Seotud sisu
Muud tegevused

Oksiidide saamine

Paljusid oksiide on võimalik saada liht­aine ühinemis­reakt­siooni käigus hapni­kuga (O2). Hapni­kuga ühi­nedes liht­aine aato­mid ena­masti oksü­deeruvad ja loovu­tavad elekt­rone hapniku­aatomitele.

Kui hapni­kuga rea­geerib mitte­metall, on saaduseks mitte­metalli­oksiid. Näiteks süsiniku põle­mise saa­duseks on süsinik­dioksiid.

C + O2 → CO2

Väävel on kollane pul­ber, mis põleb õhu­hapniku toimel sinise lee­giga, reakt­siooni saa­duseks on gaasi­line väävel­dioksiid.

S + O2 → SO2

Punast fosforit kasu­tatakse tiku­toosi süüte­pinna koos­tises. Fosfori põle­mise saa­duseks on tetra­fosfor­dekaoksiid.

4P + 5O2 → P4O10

Indoneesias vulkaani Ijen nõl­va­del põleb väävel. Väävel on kol­lane pul­ber, mis põleb õhu­hapniku toi­mel sinise leegiga, tekib gaasi­line SO2.

Kui hapnikuga reageerib metall, on tava­liselt saa­duseks metalli­oksiid.

4Na + O2 → 2Na2O

4Fe + 3O2 → 2Fe2O3

Värskelt lõigatud naat­riumi pind tuh­mub ker­gesti, kuna naat­rium oksü­deerub õhu­hapniku toimel.
Raud reageerib niis­kes õhus võrdle­misi aeglaselt hapni­kuga ja tekib punakas­pruun rooste, mis koos­neb pea­miselt raud(III)­oksiidist.

Väheaktiivsed metallid on hapniku suh­tes väga püsi­vad. Näi­teks vääris­metallid (kuld, hõbe, plaa­tina jt) ei rea­geeri hapni­kuga ei toa­tempe­ratuuril ega ka kuumu­tamisel.

Oksiide saab vastava lihtaine reageerimisel.

Mittemetallioksiid saadaksereageerimisel.

Metallioksiid saadaksereageerimisel.

S + O2 → SO2

  • Reaktsioonivõrrand on tasakaalus.
  • See on ühinemisreaktsioon.
  • See on lagunemisreaktsioon.
  • See on põlemisreaktsioon.
  • Selle reaktsiooni käigus tekib lihtaine.
  • Reaktsiooni saaduseks on mittemetallioksiid.
  • Reaktsiooni saaduseks on metallioksiid.
  • Väävel ühineb hapnikuga ja tekib vääveldioksiid.
Seotud sisu
Muud tegevused

Oksiidide keemilised omadused

Oksiidid on mitme­suguste keemi­liste omadus­tega: on keemi­liselt väga aktiiv­seid oksiide, ent on ka väga püsi­vaid. Enamik oksii­de liigita­takse nende keemi­liste oma­duste põh­jal happe­listeks ja aluse­listeks.

Happelised oksiidid

Happelised oksiidid on happe­liste oma­dustega. Sellised on enamik mitte­metalli­oksiide. Kui happe­line oksiid rea­geerib vee­ga, tekib hape.

Happelise oksiidi rea­geeri­misel veega tekib hape.

Näiteks kui gaasi­line mitte­metalli­oksiid CO2, SO2 või SO3 rea­geerib veega, tekib vas­tav hape.

CO2 + H2O → H2CO3

SO2 + H2O → H2SO3

SO3 + H2O → H2SO4

Süsinikdioksiidi ja vee reakt­sioon on oluline vere pH regulee­rimisel. Nor­maal­ne vere pH on kergelt aluse­line ja see peab püsi­ma vahemikus 7,35–7,45. CO2 ja vesi reagee­rivad ja tekib süsi­hape, mis muudab vere happe­lise­maks. Kui süsi­happe­gaasi sisal­dus veres vähe­neb, muutub veri jälle aluse­lisemaks.
Süsihappegaasi kasuta­takse gasee­ritud vee toot­misel. Süsi­happe­gaas lahus­tub vees sel­lega osa­liselt reagee­rides, tekib nõrk hape – süsi­hape. Süsi­hape annab gasee­ritud veele ker­gelt hapu­ka mait­se.
Süsinikdioksiid reageerib veega, tekib süsihape.

Lämmastikdioksiidi reakt­siooni käigus vee­ga tekib läm­mastik­hape ja läm­mastikus­hape.

2NO2 + H2O → HNO3 + HNO2

Lämmastik­hapet saab siis, kui dilämmastik­penta­oksiid rea­geerib veega.

N2O5 + H2O→ 2HNO3

Väävli- ja lämmastiku­oksiidid (nt SO2 ja NO2) on happe­lised oksii­did, mis õhku sat­tudes rea­gee­rivad vihma­veega ja põhjus­tavad happe­sade­meid.

Tetrafosfordekaoksiidi reakt­sioonis veega tekib fosfor­hape.

P4O10 + 6H2O → 4H3PO4

Osa nõrgalt happelisi oksiide veega ei rea­geeri ja hapet ei anna. Sellegi­poolest on neile vas­tavad hap­ped olemas. Üks selli­seid on tah­ke räni­dioksiid (SiO2), millele vas­tav hape on H2SiO3.

SiO2 + H2O → ei toimu

Liiv, mille põhiline koostis­aine on SiO2, ei rea­geeri veega.

Enamikon happelised oksiidid.

Happelise oksiidi reageerimisel veega tekib.

  • CO2
  • SO3
  • P4O10
  • H2CO3
  • H2SO4
  • H3PO4

Aluselised oksiidid

Aluselised oksiidid on aluse­liste omadus­tega. Sellised on ena­mik metalli­oksiide, mis on tah­ked iooni­dest koos­nevad ained. Aktiiv­sete leelis- ja leelis­muld­metallide (IA rühma ja IIA rühma metal­lid alates Ca) oksii­did on tuge­valt aluse­lised. Tuge­valt aluse­lised oksii­did rea­geeri­vad veega väga kii­resti ja saadu­sena tekib vas­tav tugev alus ehk leelis ning eral­dub palju soo­just.

Tugevalt aluselise oksiidi rea­geeri­misel veega tekib leelis.

Na2O + H2O → 2NaOH

CaO + H2O → Ca(OH)2

Tsemendipulber sisal­dab aluselist oksiidi CaO, mis rea­geerib veega, saadu­sena tekib leelis (Ca(OH)2).

Vähemaktiivsete metallide oksii­did, näiteks FeO, CuO ja CrO, on nõrgalt aluse­lised ning vee­ga ei rea­geeri. Sellis­tele oksiidi­dele vas­tavad hüdrok­siidid on nõr­gad alu­sed.

CuO + H2O → ei toimu

Kuigi need nõrgalt aluse­lised oksii­did veega ei rea­geeri, on neile vas­tavad hüdrok­siidid (alused) olemas. Selli­sed on näiteks Fe(OH)2 ja Cu(OH)2.

Paljusid vähem­aktiivsete metal­lide oksiide kasuta­takse värvi­pigmen­dina, nt Fe2O3 kasuta­takse kol­lase ja pruuni värvi valmis­tamisel.

Enamikon aluse­lised oksiidid. Leelis- ja leelis­muld­metallide oksiidid on. Tugevalt aluse­lise oksiidi reagee­rimisel veega tekib tugevehk. Vähem­aktiivsete metal­lide oksiidid on. Nõrgalt aluse­lised oksiididveega.

  • Na₂O
  • K₂O
  • CaO
  • NaOH
  • KOH
  • Ca(OH)₂
Seotud sisu
Muud tegevused

Ma tean, et ...

  • Oksiid on liitaine, milles hapniku­aatom on seos­tunud mõne teise ele­mendi aatomiga.
  • Oksiide liigitatakse koostise põhjal mitte­metalli­oksiidideks ja metalli­oksiidideks.
  • Paljusid oksiide on võimalik saada liht­aine ühinemis­reakt­siooni käi­gus hapni­kuga.
  • Enamik mittemetallioksiide on happelised oksiidid. Happelise oksiidi reagee­rimisel veega tekib hape.
  • Enamik metallioksiide on aluselised oksiidid. Tugevalt aluselise oksiidi reageerimisel veega tekib tugev alus ehk leelis.
Seotud sisu
Muud tegevused

Jätan meelde

Seotud sisu
Muud tegevused

Küsimused ja ülesanded

  1. Mille poolest erinevad mitte­metalli- ja metalli­oksiid?
  2. Kuidas nimeta­takse mittemetalli­oksiide, kuidas metalli­oksiide?
  3. Seleta, kuidas tekivad oksiidid.
  4. Otsi internetist, mis on raua­tagi keemi­line nime­tus ja kuidas see tekib.
  5. Kas SO2 ja FeO on happe­lised või aluse­lised oksiidid? Põhjenda oma vastust.
Seotud sisu
Muud tegevused