Как сделать из пероксида оксид

Обновлено: 08.07.2024

Задание ЕГЭ по химии
Линия заданий - 34
Наслаждайтесь интересным учебником и решайте десятки тестов на Studarium,
мы всегда рады вам! =)

7585. Смесь оксида и пероксида натрия, в которой соотношение атомов натрия к атомам кислорода равна 3:2, нагрели с избытком углекислого газа. Образовавшееся вещество растворили в воде и получили раствор массой 600 г. К полученному раствору добавили 229,6 г раствора хлорида железа (III). При этом получился раствор массой 795 г, а массовая доля карбоната натрия в этом растворе составила 4%. Найдите массу оксида натрия в исходной смеси.

2) Вычислим количество карбоната натрия в конечном растворе
m(Na₂CO₃)_{непрореаг.} = 0,04 ⋅ 795 = 31,8 г
n(Na₂CO₃)_{непрореаг.} = 31,8 : 106 = 0,3 моль

3) Запишем формулу конечного раствора
m(конеч р-ра) = m(исх р-ра) + m(FeCl₃)_р-ра - m(Fe(OH)₃) - m(CO₂)
Пусть n(Na₂CO₃)_{прореаг.} = x моль, тогда по 3 уравнению n(Fe(OH)₃) = 0,667x моль, n(CO₂) = x моль. Тогда
m(Fe(OH)₃) = 0,667x моль ⋅ 107 г/моль = 71,369x (г)
n(CO₂) = n(Na₂CO₃) = x моль
m(CO₂) = 44 г/моль ⋅ x = 44x (г)

4) Подставим в формулу конечного раствора вычисленные в п. 3 значения и найдем n(Na₂CO₃)_{прореаг.}
795 = 600 + 229,6 - 71,369x - 44x
В результате вычислений x = 0,3 моль = n(Na₂CO₃)_{прореаг.}

В результате решения системы получим: y = n(Na₂O) = 0,4 моль, z = 0,2 моль = n(Na₂O₂)
m(Na₂O) = 0,4 ⋅ 62 = 24,8 г

Оксид - это любое химическое соединение, которое содержит один или несколько атомов кислорода. Оксиды могут представлять собой оксиды, содержащие оксидные анионы (O 2- ), пероксиды, содержащие пероксидные анионы (O – ) или супероксиды, содержащие супероксид анион (O₂ – ). Пероксид - это любое соединение, состоящее из одинарной связи кислород-кислород. Это может быть либо в форме аниона, либо между другими атомами молекулы. Перекись водорода является самой простой перекисью, которая может быть найдена. Супероксид состоит из высокоактивных атомов кислорода. Супероксиды образуются только щелочными металлами (элементы группы 1). Основное различие между пероксидом и супероксидом заключается в том, что степень окисления кислорода в пероксиде равна -1, тогда как степень окисления кислорода в супероксиде составляет -1/2.

Ключевые области покрыты

1. Что такое перекись
- определение, структура, примеры
2. Что такое супероксид
- определение, структура, примеры
3. В чем разница между пероксидом и супероксидом
- Сравнение основных различий

Ключевые термины: щелочной металл, щелочноземельные металлы, анион, длина связи, металлы, неметаллы, оксид, перекись, перекись аниона, пероксид, супероксид

Что такое перекись

Пероксид - это любое соединение, состоящее из одинарной связи кислород-кислород. Поэтому основной особенностью идентификации пероксидного соединения является наличие этой ковалентной связи O-O. Иногда эту связь можно наблюдать как анион в ионном соединении. Тогда это дается в символах как O₂ -2 , Это называется пероксидный анион, Когда связь O-O обнаружена в ковалентном соединении, она называется пероксогруппа или пероксидная группа.

Рисунок 1: H₂О₂ самый простой перекись

В пероксидной группе степень окисления одного атома кислорода равна -1. Обычно кислород предпочитает показывать степень окисления 0 или -2. Но поскольку два атома кислорода связаны друг с другом, один атом кислорода получает степень окисления -1.В пероксидном анионе один атом кислорода имеет -1 электрический заряд, поскольку общий заряд аниона равен -2.

Ионные пероксиды состоят из пероксидного аниона, связанного с ионами щелочных металлов или щелочноземельных металлов в качестве катиона. Некоторыми примерами являются пероксид натрия (Na₂О₂), перекись калия (К₂О₂), Пероксид магния (MgO) и т. Д. Ковалентные пероксидные соединения состоят из одинарной связи О-О, непосредственно связанной с другими атомами в молекуле; например, перекись водорода (Н₂О₂) и пероксимоносерная кислота (Н₂ТАК₅).

Пероксиды могут быть найдены в биологических системах и в природе. Например, некоторые ферменты в наших клетках используют пероксиды для катализа определенных реакций. Некоторые виды растений используют пероксидные соединения в качестве сигнальных химикатов. Пероксиды также используются в лабораторных масштабах. Это очень полезно в органической химии для того, чтобы получить антимарковниковский продукт из органической реакции.

Что такое супероксид

Супероксиды представляют собой соединения, содержащие анион О₂ – , В супероксидной группе степень окисления одного атома кислорода составляет -1/2. Обычно кислород предпочитает показывать степень окисления 0 или -2. Но поскольку два атома кислорода связаны друг с другом, один атом кислорода получает степень окисления -1/2. в супероксидный анионодин атом кислорода имеет электрический заряд -1/2, так как общий заряд аниона равен -1.

Рисунок 2: Химическая структура супероксидного аниона

Этот анион также состоит из одинарной связи О-О. Супероксидный анион обладает высокой реакционной способностью, поскольку степень окисления -1/2 не является стабильной. Супероксидный анион считается свободным радикалом, проявляющим парамагнетизм. Это связано с наличием неспаренного электрона на одном атоме кислорода (как показано на изображении выше).

Расстояние связи для связи O-O в супероксидном анионе составляет около 1,33 о A. Только щелочные металлы имеют тенденцию образовывать супероксидные соединения. Они образуют супероксидное соединение в результате прямой реакции с О₂, Супероксиды щелочных металлов включают NaO₂КО₂, RbO₂ и CsO₂, Здесь металл имеет +1 электрический заряд. Соответственно, анион должен иметь -1 электрический заряд, чтобы нейтрализовать соединение.

Когда эти супероксидные соединения растворяются в воде, система быстро подвергается диспропорционированию. Диспропорционирование представляет собой окислительно-восстановительную реакцию, в которой соединение с промежуточным окислением превращается в два разных соединения. Здесь супероксидный анион и вода реагируют с образованием O₂ и ОН – ион.

Эта реакция - то, почему супероксид калия используется в качестве источника кислорода в химических генераторах кислорода в космических челноках и подводных лодках.

Разница между пероксидом и супероксидом

Определение

Перекись: Пероксид - это любое соединение, состоящее из одинарной связи кислород-кислород.

супероксид: Супероксиды представляют собой соединения, содержащие анион О₂ – .

Химическая формула

Перекись: Химическая формула пероксидного аниона O₂ -2 .

супероксид: Химическая формула супероксидного аниона O₂ – .

Электрический заряд

Перекись: Электрический заряд перекисного иона равен -2.

супероксид: Электрический заряд супероксид-иона равен -1.

Длина скрепления

Перекись: Длина О-О-связи в пероксид-ионе составляет 1,49 ° А.

супероксид: Длина связи О-О в супероксид-ионе составляет 1,33 ° А.

Природа

Перекись: Металлы (такие как щелочные металлы) и неметаллы (такие как водород) могут образовывать пероксидные соединения.

супероксид: Только щелочные металлы могут образовывать супероксидные соединения.

Примеры

Перекись: Примеры пероксидных соединений включают Na2O₂K2O₂, Rb2O₂ а также _Cs2O2

супероксид: Примеры супероксидных соединений включают NaO₂КО₂, RbO₂ и CsO_2.

Заключение

Пероксид и супероксид являются оксидами, содержащими атомы кислорода. Основное различие между пероксидом и супероксидом состоит в том, что степень окисления кислорода в пероксиде равна -1, тогда как степень окисления кислорода в супероксиде составляет -1/2.

Ссылка:

Оксиды щелочных металлов (кроме Li₂O) получают косвенно.

Оксид лития - непосредственным взаимодействием лития с избытком кислорода:

при этом образуется небольшая примесь Li₂O₂ - пероксида лития

Оксид натрия. Без нагревания. При окислении натрия фактически идут две реакции:
1. 2Na + O₂  Na₂O₂ - быстро

2. 4Na + O₂  2Na₂O - медленно
Полученная смесь содержит

90% Na₂O₂ и 10% Na₂O. Установлено, что для получения соединений щелочных металлов с кислородом необходимо соблюдать определенные условия, так, при избытке кислорода и температуре 270-370 °С получается пероксид натрия:
2Na + O₂  2Na₂O₂
При более высоких температурах (400 °С и 12,2 МПа) получается гипероксид натрия:
Na₂O₂ + O₂  2NaO₂
При более низкой температуре образуется смесь:

Na₂O; Na₂O₂; и NaO₂.
Оксид натрия можно получить сплавлением Na₂O₂ с металлическим натрием в присутствии кислорода:
Na₂O₂ + 2Na 2Na₂O
В отличие от лития и натрия, другие металлы этой подгруппы образуют при сгорании в избытке кислорода гипероксиды: K + O₂KO₂ (или K₂O₄).
Оксид калия получают аналогично оксиду натрия:

или по реакции: KO₂ + 3K 2K₂O.
Кислородные соединения Rb и Cs по свойствам и по составу подобны соединениям калия.

Оксиды Li₂O и Na₂O – бесцветны, K₂O и Rb₂O – желтые, Cs₂O - оранжевый.

Пероксиды и гиперокоиды (супероксиды) щелочных металлов являются сильными окислителями:
4KO₂ + 2C  2K₂CO₃ + O₂
Пероксид натрия применяют для отбеливания соломы, шерсти, шелка. Одно из важнейших свойств пероксидов - способность поглощать CO₂ и выделять кислород - используется в системах жизнеобеспечения в замкнутых помещениях (подводных лодках, космических кораблях):
2Na₂O₂ + 2CO₂  2Na₂CO₃ + O₂
Пероксиды s-элементов I группы взаимодействуют с кислотами с образованием пероксида водорода:

Растворяясь в воде, они подвергаются почти полному гидролизу:

Во влажном воздухе разлагаются:

2Li₂O₂  2Li₂O + O₂.
Гидроксиды щелочных металлов
Гидроксиды щелочных металлов: LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, FrOH - бесцветные кристаллические вещества, гигроскопичны и хорошо (за исключением LiOH) растворяются в воде с выделением тепла.

Их называют щелочами. Водные растворы щелочей - сильные электролиты: MeOH  Me + + OH - .

Из всех гидроксидов щелочных металлов наибольшее практическое значение имеют NaOH и KOH.

NaOH – гидроксид натрия (едкий натр, каустическая сода, каустик) - бесцветные, непрозрачные гранулы, пластинки или чешуйки, очень гигроскопичны, хорошо растворяются в воде с сильным разогреванием раствора. Благодаря быстрому поглощению влаги NaOH, как и КОН, используется в твердом виде в качестве осушителей газов.

В большинстве органических растворителей NaOH нерастворим,
t_пл=322 о С; t_кип=1390 о С. В зависимости от температуры он кристаллизуется с различным содержанием кристаллизационной воды, а выше 61,8 о С – безводный. Водный раствор NаOH – сильное основание (щелочь).

Гидроксид натрия является важным продуктом химической и фармацевтической промышленности, используется для получения лекарств, солей (Na₂CO₃;NaHCO₃ и др.), в производстве мыла, моющих средств и для других целей.

Получают NaOH электролизом водного раствора хлорида натрия, или известковым методом:
Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ = 2NaOH + CaCO₃
Из-за плохой растворимости CaCO₃, равновесие смещается в сторону образования NaOH, называемого, согласно способу получения, каустической содой.

KOH - гидроксид калия (едкое кали) - это белая, гигроскопичная кисталлическая масса, хорошо растворяется в воде с сильным разогреванием, t_пл.= З60°С; t_кип.= 1327 °С. Многие свойства КОН такие же как у NaOH. Его применяют для получения солей, жидких мыл, моющих средств.

Соли щелочных металлов
Щелочные металлы образуют соли практически со всеми кислотами. В большинстве своем это бесцветные кристаллические вещества с ионной химической связью. В воде и в расплавах это сильные электролиты, большинство из них хорошо растворяется в воде. К малорастворимым солям относятся: LiF, Li₂CO₃, Li₃PO₄, KClO₄, RbClO₄, CsClO₄ и некоторые комплексные соединения – Na[Sb(OH)₆], K₂[PtCl₆], Rb₂[PtCl₆], Cs₂[PtCl₆].

Из щелочных металлов ионы Li + и Na + наиболее жесткие кислоты, так как их радиусы наименьшие в ряду всех ионов s-металлов I группы. Аналогично, в ряду галогенид ионов F - , Cl - , Br - , I - , наиболее жесткое основание F - - ион. В связи с этим растворимость галогенидов уменьшается от MeF к MeI.

Галогениды щелочных металлов находят широкое применение в промышленности как исходные вещества для получения многих других соединений

NaCl используют как консервирующее средство; в производстве мыла, органических красителей, в керамической промышленности. Смесь NaCl со льдом в соотношении 3,5:1 понижает температуру до -21°С.

В качестве исходного сырья хлорид натрия примеянется в производстве хлора, натрия, хлороводородной кислоты, гидроксида натрия, солей: гипохлорита, хлората, карбоната натрия; гидрокарбоната и гидросульфата натрия и др., что представлено следующей схемой:

Сульфаты s-элементов I группы - бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимы в воде. В их ионных кристаллических решетках находятся тетраэдрические ионы – SO₄ 2- .

Сульфат натрия кристаллизуется с десятью молекулами воды: Na₂SO₄10H₂O (глауберова соль), обладает слабительным действием. Сульфат натрия применяется в производстве вискозного волокна, стекла, фармацевтических препаратов и др.

Карбонаты - бесцветные кристаллические вещества, в их ионных кристаллических решетках находятся треугольные ионы -CO₃ 2- . Карбонаты щелочных металлов, кроме Li₂CO₃, который при нагревании разлагается до точки плавления:

плавятся без разложения при 800-900 °С и хорошо растворяются в воде.

В водном растворе карбонаты взаимодействуют с CO₂, образуя гидрокарбонаты, среди которых NaHCO₃ менее растворим в воде, чем гидрокарбонаты остальных щелочных металлов.

При обычной температуре гидрокарбонаты устойчивы (LiHCO₃ в кристаллическом состоянии не известен), но при нагревании легко переходят в средние соли угольной кислоты:
2MeHCO₃ Me₂CO₃ + CO₂ + H₂O
Нитраты - бесцветные хорошо растворимые в воде кристаллические вещества, в их ионных кристаллических решетках находятся треугольные ионы – NO₃ - . Из всех нитратов только LiNO₃ образует кристаллогидрат: LiNO₃3H₂O.

Нитрат лития в отличие от остальных плавится с разложением до оксида:
4LiNO₃ 2Li₂O + 4NO₂ + O₂
Остальные разлагаются до нитритов:
2KNO₃ 2KNO₂ + O₂
NaNO₃ - белые гигроскопичные кристаллы, хорошо растворяются в воде.

В природе NaNO₃ встречается в виде минерала - чилийской селитры, которая является составной частью удобрений. NaNO₃ применяется в производстве взрывчатых веществ, стекла и эмалей.
Соединения s-элементов II группы
Гидриды. Гидриды Be и Mg термически менее устойчивы, чем LiH, но MgH₂ более устойчив, чем гидрид алюминия. Гидриды щелочноземельных металлов имеют солеобразный характер, легко окисляются кислородом: MeH₂ + O₂  Me(OH)₂.

Они - сильные восстановители, реагируют с водой:
MeH₂ + H₂O  Me(OH)₂ + H₂
Соединения с кислородом . При горении все s-металлы II группы (кроме бериллия) образуют оксиды:

в качестве примесей образуются пероксиды MeO₂.

Все оксиды порошкообразные вещества белого цвета, имеют солеобразный характер (ионный тип). Все оксиды имеют основной характер (кроме BeO - амфотерный), поэтому взаимодействуют с кислотами и кислотными оксидами:
MeO + 2H +  Me 2+ + H₂O

BeO + 2KOH K₂BeO₂ + H₂O
Реакции оксидов с водой возможны лишь для щелочноземельных металлов:

BeO не реагирует с водой ни при каких условиях. Свежеприготовленный MgO растворяется в воде очень медленно, образуя щелочной раствор Mg(OH)₂, а кристаллический MgO с ней не реагирует.
Пероксиды. Общая формула - MeO₂. Это соли пероксида водорода, имеющие ионную кристаллическую решетку.

Получают MgO₂ согласно реакции:

возможно получение смеси:

MgO₂3MgOnH₂O
Пероксид бария – BaO₂ получают при нагревании BaO в присутствии O₂:

BaO₂ - белый рыхлый порошок, плохо растворяется в воде, реагирует с кислотами:
BaO₂ + H₂SO₄  BaSO₄ + H₂O₂
При растворении в воде, пероксиды подвергаются полному гидролизу:
MeO₂ + 2H₂O  Me(OH)₂ + H₂O₂; рН>7

Пероксиды могут проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства, например:
BaO₂ + 2KI + 2H₂O  I₂ + 2KOH + Ba(OH)₂

BaO₂ + HgCl₂  O₂ + Hg + BaCl₂
Они склонны к реакциям диспропорционирования:

2BaO₂ O₂ + 2BaO
BaO₂ применяют для получения H₂O₂ в лабораторных условиях, в качестве катализатора крекинг-процесса, также для отбелки шелка, костей, соломы, перьев и т.д.

SrO₂ - белый порошок, обладает такими же свойствами, что и BaO₂. Его применяют в пиротехнике и для средств сигнализации.
Гидроксиды щелочноземельных металлов и магния проявляют основной характер, возрастающий от Mg(OH)₂ к Ba(OH)₂. Be(OH)₂ проявляет амфотерные свойства, растворяется в кислотах и щелочах с образованием аква- и гидрокcокомплекcов:
Be(OH)₂ + 2HCl + 2H₂O  [Be(H₂O)₄]Cl₂

Be(OH)₂ + 2NaOH  Na₂[Be(OH)₄]
Mg(OH)₂ - слабое основание, проявляет только основные свойства. Остальные гидроксиды - сильные основания, но с невысокой растворимостью.

Гидроксиды Be(OH)₂ и Mg(OH)₂ получают по обменным реакциям:
MeCl₂ + 2NaOH  Me(OH)₂ + 2NaCl
Остальные гидроксиды: Ca(OH)₂, Sr(OH)₂, Ba(OH)₂ - взаимодействием оксидов с водой:
MeO + H₂O  Me(OH)₂
Из всех гидроксидов наибольшее практическое применение нашел Ca(OH)₂ - гашеная известь, которая в форме раствора называется известковой водой. Она служит реактивом для обнаружения CO₂:
Ca(OH)₂ + CO₂  CaCO₃ + H₂O
При дальнейшем пропускании CO₂ образуется раствор соли - гидрокарбоната кальция:
CaCO₃ + H₂O + CO₂  Ca(HCO₃)₂
Ca(OH)₂ применяют в производстве сахара при выделении его из мелассы, а также для получения белильной извести.

Оксиды щелочных металлов (кроме Li₂O) получают косвенно.

Оксид лития - непосредственным взаимодействием лития с избытком кислорода:

при этом образуется небольшая примесь Li₂O₂ - пероксида лития

Оксид натрия. Без нагревания. При окислении натрия фактически идут две реакции:

2. 4Na + O₂ ® 2Na₂O - медленно

Полученная смесь содержит ~ 90% Na₂O₂ и 10% Na₂O. Установлено, что для получения соединений щелочных металлов с кислородом необходимо соблюдать определенные условия, так, при избытке кислорода и температуре 270-370 °С получается пероксид натрия:

При более высоких температурах (400 °С и 12,2 МПа) получается гипероксид натрия:

При более низкой температуре образуется смесь:

Оксид натрияможно получить сплавлением Na₂O₂ с металлическим натрием в присутствии кислорода:

В отличие от лития и натрия, другие металлы этой подгруппы образуют при сгорании в избытке кислорода гипероксиды: K + O₂KO₂ (или K₂O₄).

Оксид калия получают аналогично оксиду натрия:

или по реакции: KO₂ + 3K 2K₂O.

Кислородные соединения Rb и Cs по свойствам и по составу подобны соединениям калия.

Оксиды Li₂O и Na₂O – бесцветны, K₂O и Rb₂O – желтые, Cs₂O - оранжевый.

Пероксиды и гиперокоиды (супероксиды) щелочных металлов являются сильными окислителями:

Пероксид натрия применяют для отбеливания соломы, шерсти, шелка. Одно из важнейших свойств пероксидов - способность поглощать CO₂ и выделять кислород - используется в системах жизнеобеспечения в замкнутых помещениях (подводных лодках, космических кораблях):

Пероксиды s-элементов I группы взаимодействуют с кислотами с образованием пероксида водорода:

Растворяясь в воде, они подвергаются почти полному гидролизу:

Во влажном воздухе разлагаются:

Гидроксиды щелочных металлов

Гидроксиды щелочных металлов: LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, FrOH - бесцветные кристаллические вещества, гигроскопичны и хорошо (за исключением LiOH) растворяются в воде с выделением тепла.

Их называют щелочами. Водные растворы щелочей - сильные электролиты: MeOH ® Me + + OH - .

Из всех гидроксидов щелочных металлов наибольшее практическое значение имеют NaOH и KOH.

NaOH – гидроксид натрия(едкий натр, каустическая сода, каустик) - бесцветные, непрозрачные гранулы, пластинки или чешуйки, очень гигроскопичны, хорошо растворяются в воде с сильным разогреванием раствора. Благодаря быстрому поглощению влаги NaOH, как и КОН, используется в твердом виде в качестве осушителей газов.

Получают NaOH электролизом водного раствора хлорида натрия, или известковым методом:

Из-за плохой растворимости CaCO₃, равновесие смещается в сторону образования NaOH, называемого, согласно способу получения, каустической содой.

Соли щелочных металлов

Щелочные металлы образуют соли практически со всеми кислотами. В большинстве своем это бесцветные кристаллические вещества с ионной химической связью. В воде и в расплавах это сильные электролиты, большинство из них хорошо растворяется в воде. К малорастворимым солям относятся: LiF, Li₂CO₃, Li₃PO₄, KClO₄, RbClO₄, CsClO₄ и некоторые комплексные соединения – Na[Sb(OH)₆], K₂[PtCl₆], Rb₂[PtCl₆], Cs₂[PtCl₆].

Сульфат натрия кристаллизуется с десятью молекулами воды: Na₂SO₄´10H₂O (глауберова соль), обладает слабительным действием. Сульфат натрия применяется в производстве вискозного волокна, стекла, фармацевтических препаратов и др.

плавятся без разложения при 800-900 °С и хорошо растворяются в воде.

При обычной температуре гидрокарбонаты устойчивы (LiHCO₃ в кристаллическом состоянии не известен), но при нагревании легко переходят в средние соли угольной кислоты:

Нитраты - бесцветные хорошо растворимые в воде кристаллические вещества, в их ионных кристаллических решетках находятся треугольные ионы – NO₃ - . Из всех нитратов только LiNO₃ образует кристаллогидрат: LiNO₃·3H₂O.

Нитрат лития в отличие от остальных плавится с разложением до оксида:

Остальные разлагаются до нитритов:

NaNO₃ - белые гигроскопичные кристаллы, хорошо растворяются в воде.

Елена, да, вопрос про несколько оксидов. Мешайте пожалуйста, примерно что то получится.
НО! Мы смешиваем многокомпонентные препараты, учитывая концентрацию только одного элемента, другие не в счет, потому результат будет ПРИМЕРНО такой, и необходимо быть готовыми к сюрпризом в конечном результате типа отличающегося от желаемого оттенка, некорректного окрашивания седины, нестойкого окрашивания и тп

Светлана, тогда как же быть с красителем, в котором ингредиентов? Получается, что если я смешаю 9/3 и 9/5, то я не получу 9/4. На волосах будет где-то 9/3, а где-то 9/4. Я не пытаюсь Вас как-то задеть, просто реально бомбит читать "вот вы тупые все, где вас учат и т.д." Причём Вы вроде такого не писали, а "отдуваетесь" за всех получается. Как всегда в нашей жизни, толпа может начать орать и только один может ответить за все произнесенное. Мне правда приятно переписываться, но думаю смысла нет, так как каждый при своём мнении останется)

Успехов нам всем

Читайте также: