Оксид натрия обладает свойствами какими

Натрий является наиболее распространенным в природе и широко применяемым щелочным металлом, занимающим в таблице Менделеева 11-ое место (находится в 1-ой группе, главной подгруппе, 3-го периода). При взаимодействии с кислородом воздуха образует пероксид Na2O2. Можно ли сказать, что это высший оксид натрия? Конечно, нет, так как это вещество не относится к классу оксидов, а его структурная формула записывается в таком виде: Na—O—O—Na. Высшими же называют такие окислы, в которых химический элемент, связанный с кислородом, имеет высшую степень окисления. Натрий имеет только одну степень окисления, равную +1. Поэтому для этого химического элемента понятия «высший оксид» не существует.

Оксид натрия является неорганическим веществом, молекулярная формула его Na2O. Молярная масса равняется 61,9789 г/моль. Плотность окиси натрия равняется 2,27 г/см³. По  внешнему виду это белое твердое негорючее вещество, которое плавится при температуре плюс 1132 °С, кипит при температуре плюс 1950 °С и при этом разлагается. При растворении в воде окисел бурно реагирует с ней, в результате образуется гидрооксид натрия, который следует правильно называть гидроксид. Это можно описать уравнением реакции: Na2O + H2O → 2NaOH. Главной опасностью данного химического соединения (Na2O) является то, что оно бурно реагирует с водой, в результате чего образуется агрессивная едкая щелочь.

Оксид натрия может быть получен нагреванием металла до температуры не выше 180 °С в среде с невысоким содержанием кислорода: 4Na + O2 → 2Na2O. В этом случае не удается получить чистый окисел, так как в продуктах реакции будет содержаться до 20% пероксида и только 80% целевого вещества. Есть и другие способы получения Na2O. Например, при нагревании смеси перекиси с избытком металла: Na2O2 + 2Na → 2Na2O. Кроме того, окисел получают путем реакции металлического натрия с его гидроксидом: 2Na + NaOH → 2Na2O + H2↑, а также при взаимодействии соли азотистой кислоты со щелочным металлом: 6Na + 2NaNO2 → 4Na2O + N2↑. Все эти реакции  протекают при избытке натрия. Кроме того, при нагревании карбоната щелочного металла до 851 °С могут получаться углекислый газ и окись этого металла по уравнению реакции: Na2CO3→ Na2O + CO2.

Оксид натрия обладает ярко выраженными основными свойствами. Кроме того, что он бурно реагирует с водой, он также активно взаимодействует с кислотами и кислотными окислами. В результате реакции с соляной кислотой образуется соль и вода: Na2O + 2HCl → 2NaCl + H2O. А при взаимодействии с бесцветными кристаллами диоксида кремния образуется силикат щелочного металла: Na2O + SiO2 → Na2SiO3.

Оксид натрия, как и оксид другого щелочного металла — калия, большого практического значения не имеет. Это вещество обычно применяется как реактив, является важным компонентом промышленного (содово-известкового) и жидкого стекла, но не входит в состав оптических стекол. Как правило, промышленное стекло содержит около 15% окиси натрия, 70% кремнезема (диоксида кремния) и 9% извести (оксид кальция). Карбонат Na служит в качестве флюса для снижения температуры, при которой плавится диоксида кремния. Содовое стекло имеет более низкую температуру плавления, чем калийно-известковое или калийно-свинцовое. Оно является наиболее распространенным, используется для изготовления оконного стекла и стеклянной тары (бутылки и банки) для напитков, продуктов питания и некоторых других товаров. Стеклянная посуда часто изготавливается из закаленного натриево-кальциево-силикатного стекла.

Сода-силикатное стекло получают путем плавки сырья — карбоната Na, извести, доломита, диоксида кремния (кремнезема), оксида алюминия (глинозема), а также небольшого количество агентов (например, сульфата Na, хлорида Na) — в стекловаренной печи при температуре до 1675 °С. Зеленые и коричневые бутылки получают из сырья, содержащего оксид железа. Количество оксида магния и оксида натрия в тарном стекле меньше, чем в стекле, которое применяется для изготовления окон.

Оксиды — это неорганические соединения, состоящие из двух химических элементов, одним из которых является кислород в степени окисления -2. Единственным элементом, не образующим оксид, является фтор, который в соединении с кислородом образует фторид кислорода. Это связано с тем, что фтор является более электроотрицательным элементом, чем кислород.

Данный класс соединений является очень распространенным. Каждый день человек встречается с разнообразными оксидами в повседневной жизни. Вода, песок, выдыхаемый нами углекислый газ, выхлопы автомобилей, ржавчина — все это примеры оксидов.

Классификация оксидов

Все оксиды,  по способности образовать соли, можно разделить на две группы:

1. Солеобразующие оксиды (CO2, N2O5,Na2O, SO3 и т. д.)
2. Несолеобразующие оксиды(CO, N2O,SiO, NO и т. д.)

В свою очередь, солеобразующие оксиды подразделяют на 3 группы:

• Основные оксиды  — (Оксиды металлов — Na2O, CaO, CuO и т д)
• Кислотные оксиды — (Оксиды неметаллов, а так же оксиды металлов в степени окисления  V-VII — Mn2O7,CO2, N2O5, SO2, SO3 и т д)
• Амфотерные оксиды (Оксиды металлов со степенью окисления III-IV а так же ZnO, BeO, SnO, PbO)

Данная классификация основана на проявлении оксидами определенных химических свойств. Так, основным оксидам соответствуют основания, а кислотным оксидам — кислоты. Кислотные оксиды реагируют с основными оксидами с образованием соответствующей соли, как если бы реагировали основание и кислота, соответствующие данным оксидам:Аналогично, амфотерным оксидам соответствуют амфотерные основания, которые могут проявлять как кислотные, так и основные свойства:Химические элементы проявляющие разную степень окисления, могут образовывать различные оксиды. Чтобы как то различать оксиды таких элементов, после названия оксиды, в скобках указывается валентность.

CO2 – оксид углерода (IV)

N2O3 – оксид  азота (III)

Физические свойства оксидов

Оксиды весьма разнообразны по своим физическим свойствам. Они могут быть как жидкостями (Н2О), так и газами (СО2, SO3) или твёрдыми веществами (Al2O3, Fe2O3). Приэтом оснОвные оксиды, как правило, твёрдые вещества. Окраску оксиды также имеют самую разнообразную — от бесцветной (Н2О, СО) и белой (ZnO, TiO2) до зелёной (Cr2O3) и даже чёрной (CuO).

Химические свойства оксидов

• Основные оксиды

Некоторые оксиды реагируют с водой с образованием соответствующих гидроксидов (оснований):Основные оксиды реагируют с кислотными оксидами с образованием солей:Аналогично реагируют и с кислотами, но с выделением воды:Оксиды металлов, менее активных чем алюминий, могут восстанавливаться до металлов:

• Кислотные оксиды

Кислотные оксиды в реакции с водой образуют кислоты:Некоторые оксиды (например оксид кремния SiO2) не взаимодействуют с водой, поэтому кислоты получают другими путями.

Кислотные оксиды взаимодействуют с основными оксидами, образую соли:Таким же образом, с образование солей, кислотные оксиды реагируют с основаниями:Если данному оксиду соответствует многоосновная кислота, то так же может образоваться кислая соль:Нелетучие кислотные оксиды могут замещать в солях летучие оксиды:

• Амфотерные оксиды

Как уже говорилось ранее, амфотерные оксиды, в зависимости от условий, могут проявлять как кислотные, так и основные свойства. Так они выступают в качестве основных оксидов в реакциях с кислотами или кислотными оксидами, с образованием солей: И в реакциях с основаниями или основными оксидами проявляют кислотные свойства:

Получение оксидов

Оксиды можно получить самыми разнообразными способами, мы приведем основные из них.

Большинство оксидов можно получить непосредственным взаимодействием кислорода с химических элементом: При обжиге или горении различных бинарных соединений:Термическое разложение солей, кислот и оснований :Взаимодействие некоторых металлов с водой:

Применение оксидов

Оксиды крайне распространены по всему земному шару и находят применение как в быту, так и в промышленности. Самый важный оксид — оксид водорода, вода — сделал возможной жизнь на Земле. Оксид серы SO3 используют для получения серной кислоты, а также для обработки пищевых продуктов — так увеличивают срок хранения, например, фруктов.

Оксиды железа используют для получения красок, производства электродов, хотя больше всего оксидов железа восстанавливают до металлического железа в металлургии.

Оксид кальция, также известный как негашеная известь, применяют в строительстве. Оксиды цинка и титана имеют белый цвет и нерастворимы в воде, потому стали хорошим материалом для производства красок — белил.

Оксид кремния SiO2 является основным компонентом стекла. Оксид хрома Cr2O3 применяют для производства цветных зелёных стекол и керамики, а за счёт высоких прочностных свойств — для полировки изделий (в виде пасты ГОИ).

Оксид углерода CO2, который выделяют при дыхании все живые организмы, используется для пожаротушения, а также, в виде сухого льда, для охлаждения чего-либо.