Oxidarea

Oxidarea - este procesul prin care un atom sau un ion isi mareste valenta pozitiva sau isi micsoreaza valenta negativa ca urmare a pierderii unui anumit numar (1,2,3) de electroni. De exemplu:

Na - e^- Na⁺

Fe²⁺ - e^- Fe³⁺

Cl^- - e^- Cl

HO^- e^- HO (radical)

Elementul care pierde electronii este oxidat. Procesul decurge in prezenta unui reactant capabil sa capteze electronii pierduti (deci care are un caracter oxidant) si care in acest proces se reduce.

Oxidul de aluminiu - Al₂O₃, oxid al aluminiului trivalent, masa moleculara 101,94. Apare in natura sub forma de corindon.

Se poate obtine prin calcinarea hidroxidului de aluminiu. Se pre-

zinta in doua modificatii cristaline, care se gasesc in urmatorul raport:                            

γ-Al₂O₃ (cubic) ^1000˙C -Al₂O₃ (corindon hexagonal)

Substanta alba, greu fuzibila, greu solubila in apa si in acizi. Este adus in solutie prin topire cu sulfat acid de potasiu, cand trece in alaun solubil, sau cu hiroxid de sodiu, cand trece in aluminat de sodiu solubil. Prin topire cu oxizi metalici formeaza oxizi micsti de forma M^IAlO₂ (aluminati anhidri) sau M^IIAl₂O₄ (spineli).

Oxidul de calciu - CaO, substanta obtinuta prin descompu-

nerea termica a carbonatului sau azotatului de calciu, masa moleculara 56,08:

CaCO₃ CaO + CO₂

- oxidul de calciu si dioxidul de carbon se obtin prin descompunerea termica a calcarului (piatra de var). Componentul principal al calcarului este CaCO₃. Oxidul de calciu - varul nestins - are intrebuintari in constructii, in agricultura (la neutralizarea solurilor care sunt prea acide si in care nu s-ar putea dezvolta bine plantele); la fabricarea amoniacului, clorurii de var, azotatului de calciu, carbidului; la purificarea sucului zaharat in fabricile de zahar; in tabacarie; in industria metalurgica (fabricarea fontei); in industria sticlei etc.

Calcinarea carbonatului de calciu (a pietrei de var), amestecat cu cabune, se realizeaza industrial in cuptoare verticale. Oxidul de calciu reactioneaza cu apa, cu degajare de caldura (stingerea varului), formand hidroxid de calciu (var stins):

CaO + H₂O = Ca(OH)₂

La cald se combina cu oxizi, cu formare de saruri. Se intrebu-

inteaza la fabricarea varului stins, a carburii de calciu, ca agent bazic in metalurgie.

Oxidul de carbon - CO, substanta care rezulta prin arderea incompleta a carbonului, masa moleculara 28,01. In cantitati mici se gaseste in unele gaze vulcanice. Se obtine prin actiunea acidu-

lui sulfuric concentrat asupra acidului formic sau asupra acidului oxalic (la cald):

HCOOH CO + H₂O

Acid formic

H₂C₂O₄ CO₂ + CO + H₂O

Acid oxalic

-monoxidul de carbon este edosebit de toxic, chiar si in cantitati mici: daca este inspirat, reactioneaza cu hemoglobina din sange, impiedicand-o sa transporte oxigenul catre celulele corpului.

Industrial se obtin cantitati mari de oxid de carbon din gazul de generator si gazul de apa. Este un gaz incolor, inodor, greu de lichefiat, putin solubil in apa, toxic (blocheaza hemoglobina prin formare de carboxihemoglobina). Proprietatile fizice ale oxidului de carbon sunt foarte asemanatoare cu cele ale moleculei de azot, N₂, datorita faptului ca cele doua substante au acelasi numar de electroni in molecula . Pe baza datelor experimentale referitoare la distantele interatomice, ca si la energia de legatura se atribuie moleculei de CO urmatoarea structura electronica:

^._.C ≡ O^{+ .}_.C = Ö ^._.

Oxidul de carbon reactioneaza la cald cu hidroxidul de sodiu sau de potasiu, conducand la formiatii respectivi (reactie pe baza careia este considerat anhidra acidului formic):

CO + KOH = HCOOK

Formiat de

potasiu

Cu clorul formeaza fosgen, COCL₂. Este un reducator puternic

Cu oxigenul formeaza bioxidul de carbon:

CO + ½ O₂ CO₂

Reactioneaza cu vaporii de apa la cald:

CO + H₂O = CO₂ + H₂

Reduce numerosi oxizi metalici (de Pb, Zn, Fe etc.) la metal. In alte reactii, oxidul de carbon poate functiona ca oxidant, de ex. fata de sodiu si de magneziu:

CO + Mg = C = MgO

Reactioneaza cu hidrogenul , conducand la produsii diferiti (hidrocarburi, alcool metilic), in functie de conditii (catalizator, temperatura, presiune).Astfel, in prezenta nichelului metalic conduce la metan:

CO + 3H₂ ^300˙C CH₄ + H₂O

^{( Ni )}

Datorita dubletului de electroni neparticipanti de la atomul de carbon, oxidul de carbon poate functiona ca ligand in combinatii complexe. Se cunoaste un numar mare de astfel de combinatii denumite carbonili metalici, de exemplu: tetracarbonilul de nichel, Ni(CO)₄ , pentacarbonilul de fier, Fe(CO)₅, etc. Este folosit ca reducator in metalurgie si drept combustibil.

Dioxidul de carbon - dioxidul de carbon se gaseste in aer (in proportie de 0,003%) si in apele carbogazoase. Intrucat procesele care produc CO₂ (arderi, putreziri, fermentatii, expiratie etc) sunt compensate de

procese care iau CO₂ din aer (fotosinteza), concentratia acestuia nu variaza apreciabil. CO₂ este un gaz cu

densitatea mai mare decat a aerului, solubil in apa, cu care se combina partial. La presiune ridicata se transforma in CO₂lichid. In aceasta stare se pastreaza in cilindrii de otel. Dioxidul de carbon nu arde si nu intretine arderea si viata. Omul si animalele se sufoca in aer cu peste 30% CO₂. Intrebuintari:

prepararea sodei de rufe (carbonat de sodiu);

fabricarea bauturilor carbogazoase (sifon, Coca-Cola);

stingerea incediinlor;

4.tratarea unor boli ( de ex. la Covasna, mofete);

Oxidul de potasiu - K₂O, substanta care se obtine prin actiunea potasiului metalic la cald asupra hidroxidului, azotatului sau azotitului de potasiu:

KOH + K = K₂O + ½ H₂

KNO₃ + 5K = 3 K₂O + ½ N₂

KNO₂ + 3K = 2K₂O + ½ N₂

Se prezinta sub forma unei substante solide cristaline, de culoare alb-galbuie, masa moleculara 94,19. Reactioneaza energic cu apa si bioxidul de carbon, formand hidroxid, respectiv carbonat de potasiu:

K₂O + H₂O = 2KOH

K₂O + CO₂ = K₂CO₃

Oxidul de sodiu - Na₂O, substanta care se obtine prin actiunea sodiului metalic la cald asupra azotatului, peroxidului sau hidroxidului de sodiu:

NaNO₃ + 5Na = 3 Na₂O + ½ N₂

Na₂O₂ + 2Na = 2Na₂O

NaOH + Na = Na₂O + ½ H₂

Se prezinta sub forma unei substante solide, cristaline, de culoare alba, masa moleculara 61,99. Reactioneaza usor cu apa si cu bioxidul de carbon:

Na₂O + H₂O = 2NaOH

Na₂O₂ + 2Na = 2Na₂O

NaOH + Na = Na₂O + ½ H₂

Prin incalzire in oxigen formeaza peroxidul de sodiul, Na₂O₂.

Dioxidul de sulf - in stare gazoasa, se foloseste ca materie prima la fabricarea acidului sulfuric, ca decolorant pentru fibre textile, ca dezinfectant. In stare lichefiata, SO₂ se intrebuinteaza ca solvent selectiv la rafinarea petrolului si ca substanta criogena (producatoare de frig), deoarece, prin trecerea sa din stare lichida in stare gazoasa, se produce o accentuata scadere de temperatura.

- carbunii, petrolul si gazele naturale contin si compusi ai sulfului. Prin arderea acestora se formeaza dioxid de sulf. Acest gaz ataca plamanii, producand astm

- prin dizolvarea dioxidului de sulf in apa de ploaie, se formeaza ploile acide, care afecteaza constructiile, plantele si omoara pestii si alte organisme acvatice.

Dioxidul de siliciu - sub forma de nisip, este utilizat la obtinerea materialelor de constructie (mortar, ciment, beton etc.)

a sticlei de cuart (caracterizata printr-o mare rezistenta la variatii de temperatura), la obtinerea diferitilor compusi ai siliciului, in industria optica, in metalurgie.