Oksied

'n Oksied is 'n chemiese verbinding wat ten minste een suurstofatoom en een ander element in sy chemiese formule bevat.^[1] Metaaloksiede bevat gewoonlik 'n anioon van suurstof in die oksidasietoestand van -2. Die grootste deel van die aardkors bestaan uit vaste oksiede, die gevolg van elemente wat deur die suurstof in die lug of in die water geoksideer word. Amper al die chemiese elemente vorm verbindings met suurstof. Uitsonderings is edelgasse soos helium of neon. Oksiede van goud is bekend, maar hulle is metastabiel.

Selfs materiale wat as suiwer elemente beskou word ontwikkel dikwels 'n oksiedlaag. Aluminiumfolie ontwikkel byvoorbeeld 'n dun vel van Al₂O₃ (dit word 'n passiveringslaag genoem) wat die foelie teen verdere korrosie beskerm.^[2] Sekere elemente kan meervoudige oksiede vorm, wat verskil in die hoeveelhede van die element en die suurstof. Voorbeelde hiervan is koolstof, yster, stikstof, silikon, titaan en aluminium. In sulke gevalle word die oksiede onderskei deur die aantal betrokke atome soos in koolstofmonoksied en koolstofdioksied, of deur die element se oksidasiegetal soos in yster(II) oksied en yster(III) oksied. In die eintlike oksiede is die oksidasietoestand van die suurstofatoom -2. Die ander element kan in sy hoogste oksidasietoestand voorkom, soos +6 vir swawel in SO₃, maar soms is dit ook laer soos +4 in SO₂.

Die meeste oksiede is vastestowwe, soms met hoë smelt- en kookpunte, veral die oksiede van die metale, maar oksiede van nie-metale soos CO₂ of SO₂ is gasse en H₂O is 'n vloeistof.

Vorming van oksiede

Oksiede, soos yster(III)oksied of roes, wat bestaan uit gehidreerde yster(III)oksied Fe₂O·3H₂O en yster(III)oksiedhidroksied (FeO(OH), Fe(OH)₃), vorm wanneer suurstof kombineer met ander elemente

Twee onafhanklike maniere waarop korrosie van elemente voorkom is hidrolise en oksidasie deur suurstof. Die kombinasie van water en suurstof is nog meer korrosief. Feitlik alle elemente brand in 'n atmosfeer van suurstof of 'n suurstofryke atmosfeer. In die teenwoordigheid van water en suurstof (of bloot lug) reageer sommige elemente, natrium bv., vinnig om die hidroksiede te gee. Om hierdie rede word alkalimetale en aardalkalimetale nie in hul natuurlike vorm gevind nie. Die oppervlak van die meeste metale bestaan ​​uit oksiede en hidroksiede in die teenwoordigheid van lug. 'n Bekende voorbeeld is aluminiumfoelie, wat bedek is met 'n dun laag aluminiumoksied wat die metaal passiveer, wat verdere korrosie vertraag. Die aluminiumoksiedlaag kan tot 'n groter dikte gebou word deur die proses van elektrolitiese anodisering. Alhoewel vaste magnesium en aluminium teen standaard temperatuur en druk stadig met suurstof reageer, brand dit in lug wat baie hoë temperature oplewer. Om hierdie rede kan fynkorrelige poeiers van die meeste metale in die lug gevaarlik wees en 'n ontploffingsrisiko inhou.

In droë suurstof vorm yster maklik yster(II)oksied, maar die vorming van gehidreerde ysteroksiede, Fe₂O_3−x(OH)_2x, wat hoofsaaklik roes is, benodig gewoonlik suurstof en water. Ongeveer 3,5 miljard jaar gelede het suurstofproduksie deur fotosintetiese bakterieë yster uit die die oseane gedeponeer as Fe₂O₃ in die ekonomies-belangrike ysterertsmineraal hematiet.

Reduksie

Omskakeling van 'n metaaloksied na die metaal word reduksie genoem. Die reduksie kan deur baie reagense veroorsaak word. Baie metaaloksiede word in metale oorgeskakel bloot deur verhitting.

Reduksie met koolstof

'n Algemene en goedkoop reduksiemiddel is koolstof. Die belangrikste voorbeeld is die smelt van ystererts:^[2]

2Fe₂O₃ + 3C → 4Fe + 3CO₂

Organiese verbindings kan ook as reduksiemiddel gebruik word. Hierdie redoksproses is die basis vir baie belangrike transformasies in die chemie, soos die ontgifting van geneesmiddels deur die P450-ensieme en die produksie van etileenoksied, wat omgeskakel word na 'n antivriesmiddel.

Reduksie deur verhitting

Metale wat laer in die reaktiwiteitsreeks is kan reduksie ondergaan deur slegs verhit te word. Silweroksied ontbind byvoorbeeld teen 200 °C:^[3]

2Ag₂O → 4Ag + O₂

Reduksie deur verplasing

Metale wat meer reaktief is verplaas die oksied van die metale wat minder reaktief is. Sink is byvoorbeeld meer reaktief as koper, dus verplaas dit koper(II)oksied om sinkoksied te vorm:

Zn + CuO → ZnO + Cu

Reduksie met waterstof

Afgesien van metale, kan waterstof ook metaaloksiede verplaas om waterstofoksied (ook bekend as water) te vorm:

H₂ + CuO → Cu + H₂O

Reduksie deur elektrolise

Aangesien metale wat reaktief is stabiele oksiede vorm, moet sommige metaaloksiede geëlektroliseer word om reduksie te ondergaan. Dit sluit in natriumoksied, kaliumoksied, kalsiumoksied, magnesiumoksied en aluminiumoksied. Die oksiede moet gesmelt word voordat grafietelektrode daarin gedompel word:

2Al₂O₃ → 4Al + 3O₂

Verwysings

1. Hein, M.; Arena, S. (2010). Foundations of College Chemistry Alternate 12th Edition (in Engels). John Wiley & Sons, Incorporated. ISBN 978-0-470-62114-1. Besoek op 1 Januarie 2021.
2. Greenwood, N. N. (1997). Chemistry of the elements (in Engels). Boston, Mass: Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4. OCLC 48138330.
3. "silver oxide". chemister.ru (in Russies). 19 Maart 2007. Besoek op 1 Januarie 2021.

Eksterne skakels

• Wikiwoordeboek het 'n inskrywing vir oksied.