Oksida logam

Penampilan oksida logam

Apa itu logam oksida?

Itu Oksida logam Mereka adalah senyawa anorganik yang dibentuk oleh kation logam dan oksigen. Mereka umumnya terdiri dari sejumlah besar padatan ionik, di mana anion oksida (atau^2-) berinteraksi secara elektrostatik dengan spesies M⁺. Dengan kata yang lebih sederhana, mereka adalah senyawa kimia yang dihasilkan dari menggabungkan logam dengan oksigen.

M⁺ Dengan demikian, kation apa pun yang berasal dari logam murni: dari logam alkali dan transisi, kecuali untuk beberapa logam mulia (seperti emas, platinum dan paladium), hingga elemen terberat dari blok p dari tabel periodik (seperti timbal dan bismut).

Pada gambar atas permukaan besi yang ditutupi oleh keropeng kemerahan ditampilkan. "Keropeng" inilah yang dikenal sebagai karat atau urin, yang pada gilirannya mewakili uji visual oksidasi logam mengikuti kondisi lingkungannya. Secara kimia, karat adalah campuran terhidrasi dari oksida besi (III).

Mengapa oksidasi logam menghasilkan degradasi permukaannya? Ini karena penggabungan oksigen ke dalam struktur kristal logam.

Ketika ini terjadi, volume logam meningkat dan interaksi asli melemah, menyebabkan pecahnya padatan. Demikian juga, retakan ini memungkinkan lebih banyak molekul oksigen untuk menembus lapisan logam internal, benar -benar memakan potongan dari dalam.

Namun, proses ini terjadi pada kecepatan yang berbeda dan tergantung pada sifat logam (reaktivitasnya) dan kondisi fisik yang mengelilinginya. Oleh karena itu, ada faktor -faktor yang mempercepat atau memperlambat oksidasi logam; Dua dari mereka adalah adanya kelembaban dan pH.

Karena? Karena oksidasi logam untuk menghasilkan oksida logam menyiratkan transfer elektron. Ini "perjalanan" dari satu bahan kimia ke bahan kimia lainnya selama lingkungan memfasilitasi itu, baik dengan adanya ion (h⁺, Na⁺, Mg²⁺, Cl^-, dll.), yang memodifikasi pH, atau dengan molekul air yang menyediakan alat transportasi.

Secara analitik, tren logam untuk membentuk oksida yang sesuai tercermin dalam potensi reduksi, yang mengungkapkan logam mana yang bereaksi lebih cepat dibandingkan dengan yang lain.

Emas, misalnya, memiliki potensi reduksi yang jauh lebih besar daripada besi, itulah sebabnya ia bersinar dengan cahaya keemasan yang khas tanpa oksida yang menawarinya.

Sifat logam oksida

Sifat -sifat oksida logam bervariasi sesuai dengan logam dan bagaimana ia berinteraksi dengan anion atau^2-. Ini menyiratkan bahwa beberapa oksida memiliki kepadatan atau kelarutan yang lebih besar dalam air daripada yang lain. Namun, setiap orang memiliki kesamaan dengan sifat logam, yang pasti tercermin dalam kebasaan mereka.

Dengan kata lain: mereka juga dikenal sebagai anhidrida dasar atau oksida dasar.

Basa

Basa-basi dari oksida logam dapat diverifikasi secara eksperimental dengan menggunakan indikator asam-basa. Sebagai? Menambahkan sepotong kecil oksida ke dalam larutan berair dengan sedikit indikator terlarut; Ini bisa menjadi jus cair dari colorad.

Memiliki rentang warna tergantung pada pH, oksida akan membuat jus ke warna kebiruan, sesuai dengan pH dasar (dengan nilai antara 8 dan 10). Ini karena bagian terlarut sapi oksida^- Di tengah, ini adalah percobaan yang bertanggung jawab atas perubahan pH.

Itu dapat melayani Anda: magnesium nitrat (mg (no3) 2): struktur, sifat, penggunaan

Dengan demikian, untuk MO oksida yang dilarutkan dalam air, diubah menjadi hidroksida logam ("oksida terhidrasi") sesuai dengan persamaan kimia berikut:

Mo + h₂O => m (oh)₂

M (oh)₂ M²⁺ + 2oh^-

Persamaan kedua adalah keseimbangan kelarutan hidroksida M (OH)₂. Perhatikan bahwa logam memiliki 2+ beban, yang juga berarti valensinya +2. Valencia logam secara langsung terkait dengan kecenderungannya untuk mendapatkan elektron.

Dengan cara ini, semakin positif valencia, semakin besar keasamannya. Jika m memiliki valencia dari +7, maka m oksida₂SALAH SATU₇ Itu akan bersifat asam dan tidak mendasar.

Anfoterisme

Namun, oksida logam adalah dasar. Bagaimana tahu? Menempatkan logam M di meja periodik. Semakin banyak di sebelah kiri yang sama, dan pada periode rendah, semakin logam akan dan karenanya lebih mendasar akan menjadi oksida.

Di perbatasan antara oksida basa dan asam (oksida non -metalik) adalah amfoteros oksida. Di sini kata 'amfoter' berarti bahwa oksida bertindak sebanyak basa dan asam, yang sama dengan fakta bahwa dalam larutan berair dapat membentuk hidroksida atau kompleks M (oh oh₂)₆²⁺.

Kompleks berair tidak lebih dari koordinasi N Molekul air dengan pusat logam m. Untuk kompleks M (oh₂)₆²⁺, Logam m²⁺ Ini dikelilingi oleh enam molekul air, dan dapat dianggap sebagai kation terhidrasi. Banyak dari kompleks ini memanifestasikan warna yang intens, seperti yang diamati untuk tembaga dan kobalt.

Nomenklatur logam oksida

Ada tiga cara untuk menyebutkan logam oksida: tradisional, sistematis dan stok.

Nomenklatur tradisional

Untuk menyebutkan nama oksida logam dengan benar sesuai dengan aturan yang diatur oleh IUPAC, perlu untuk mengetahui kemungkinan validitas logam M. Yang terhebat (yang paling positif) ditugaskan untuk nama logam sufiks -ico, sedangkan anak, awalan -ooso.

Contoh: Mengingat valensi +2 dan +4 logam M, oksida yang sesuai adalah Mo dan Mo₂. Jika m adalah timah, Pb, maka PBO akan menjadi oksida tegak lurusberuang, dan pbo₂ Plúmb oksidaICO. Jika logam hanya memiliki satu valencia, ia dinamai oksida dengan akhiran -ico. Jadi, na₂Atau natrium oksida.

Di sisi lain, awalan hipo- dan per ditambahkan ketika ada tiga atau empat valensi yang tersedia untuk logam. Dengan cara ini, MN₂SALAH SATU₇ Itu oksida perManganICO, Karena MN memiliki Valencia +7, yang terbesar dari semuanya.

Namun, jenis nomenklatur ini menghadirkan kesulitan tertentu dan biasanya yang paling tidak digunakan.

Nomenklatur sistematis

Itu dianggap jumlah atom m dan oksigen yang membentuk formula kimia oksida. Dari mereka, awalan mono yang sesuai ditugaskan, di-, tri-, tetra-, dll.

Mengambil contoh tiga oksida logam baru -baru ini, PBO adalah timbal monoksida; PBO₂ timah dioksida; dan na₂O Dysodio monoxide. Dalam kasus karat, iman₂SALAH SATU₃, Nama masing -masing adalah dihierro trioksida.

Dapat melayani Anda: pycnometer

Nomenklatur stok

Berbeda dengan dua nomenklatif lainnya, dalam hal ini valencia logam lebih penting. Valencia ditentukan oleh bilangan Romawi dalam tanda kurung: (i), (ii), (iii), (iv), dll. Oksida logam kemudian dinamai logam oksida (n).

Menerapkan nomenklatur stok untuk contoh sebelumnya yang Anda miliki:

-PBO: timbal oksida (II).

-Pbo₂: Timbal oksida (iv).

-Na₂O: Sodium oksida. Seperti yang dimiliki valensi unik +1, itu tidak ditentukan.

-Keyakinan₂SALAH SATU₃: besi oksida (iii).

-M N₂SALAH SATU₇: mangan oksida (vii).

Perhitungan Nomor Valencia

Tetapi jika tidak ada tabel periodik dengan valensi, bagaimana mereka bisa ditentukan? Untuk ini kita harus ingat anion itu atau^2- Itu membawa dua beban negatif ke oksida logam. Mengikuti prinsip netralitas, muatan negatif ini harus dinetralkan dengan logam positif.

Oleh karena itu, jika jumlah oksigen diketahui oleh formula kimia, logam valencia dapat ditentukan secara aljabar sehingga jumlah muatan nol.

MN₂SALAH SATU₇ Ini memiliki tujuh oksigen, maka beban negatifnya sama dengan 7x (-2) = -14. Untuk menetralkan beban negatif -14, mangan harus berkontribusi +14 (14-14 = 0). Meningkatkan persamaan matematika adalah:

2x - 14 = 0

2 berasal dari fakta bahwa ada dua atom mangan. Memecahkan dan Kliring X, Valencia Logam:

X = 14/2 = 7

Artinya setiap Mn memiliki Valencia dari +7.

Bagaimana logam oksida terbentuk?

Kelembaban dan pH secara langsung mempengaruhi oksidasi logam dalam oksida yang sesuai. Kehadiran CO₂, Asam oksida, dapat cukup larut dalam air yang menutupi potongan logam untuk mempercepat penggabungan oksigen anionik ke dalam struktur kristal logam.

Reaksi ini juga dapat dipercepat dengan peningkatan suhu, terutama saat Anda ingin mendapatkan oksida dalam waktu singkat.

Reaksi logam langsung dengan oksigen

Oksida logam terbentuk sebagai produk reaksi antara logam dan oksigen di sekitarnya. Ini dapat diwakili dengan persamaan kimia di bawah ini:

2m (s) + o₂(g) => 2mo

Reaksi ini lambat, karena oksigen memiliki ikatan rangkap yang kuat atau = O dan transfer elektronik antara itu dan logam tidak efisien.

Namun, ia semakin cepat dengan peningkatan suhu dan luas permukaan. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa energi yang diperlukan disediakan untuk memecahkan ikatan rangkap atau = O, dan memiliki area yang lebih besar, oksigen bergerak secara merata di seluruh logam, bertabrakan pada saat yang sama dengan atom logam.

Semakin besar jumlah oksigen reaksioner, semakin besar valencia atau jumlah oksidasi yang dihasilkan untuk logam. Karena? Karena oksigen menyambar lebih banyak elektron ke logam, sampai mencapai angka oksidasi tertinggi.

Itu dapat melayani Anda: piridin: struktur, sifat, penggunaan, toksisitas, sintesis

Ini bisa dilihat untuk tembaga, misalnya. Ketika potongan tembaga logam bereaksi dengan jumlah oksigen terbatas, itu terbentuk Cu₂O (tembaga oksida (I), cupo dicobre atau monoksida:

4cu + o₂(g) + q (panas) => 2cu₂O (s) (solid merah)

Tetapi ketika bereaksi dalam jumlah yang setara, CuO (tembaga oksida (II), oksida cupric atau tembaga monoksida) diperoleh:

2cu + o₂(g) + q (panas) => 2cuo (solid hitam)

Reaksi garam logam dengan oksigen

Oksida logam dapat dibentuk melalui dekomposisi termal. Agar mungkin, satu atau dua molekul kecil harus dilepaskan dari senyawa awal (garam atau hidroksida):

M (oh)₂ + Q => mo + h₂SALAH SATU

Mco₃ + Q => mo + co₂

2m (tidak₃)₂ + Q => mo + 4no₂ + SALAH SATU₂

Perhatikan bahwa h₂Atau, co₂, TIDAK₂ SAYA₂ Mereka adalah molekul yang dilepaskan.

Penggunaan logam oksida

Karena komposisi yang kaya dari logam korteks bumi dan oksigen atmosfer, logam oksida ditemukan di banyak sumber mineralogi, dari mana dasar padat untuk pembuatan bahan baru dapat diperoleh.

Setiap oksida logam menemukan kegunaan yang sangat spesifik, dari nutrisi (ZnO dan mgo) hingga tambahan semen (CAO), atau hanya sebagai pigmen anorganik (CR₂SALAH SATU₃).

Beberapa oksida sangat padat, sehingga pertumbuhan terkontrol lapisan mereka dapat melindungi paduan atau logam dari oksidasi posterior. Bahkan penelitian telah mengungkapkan bahwa oksidasi lapisan pelindung berlanjut seolah -olah itu adalah cairan yang menutupi semua permukaan atau cacat logam permukaan.

Oksida logam dapat mengadopsi struktur yang menarik, baik sebagai nanopartikel atau agregat polimer besar.

Fakta ini menjadikan mereka objek studi untuk sintesis bahan cerdas, karena area superfisial yang besar, yang digunakan untuk merancang perangkat yang merespons stimulus fisik yang lebih rendah.

Demikian juga, logam oksida adalah bahan baku dari banyak aplikasi teknologi, dari cermin dan keramik dengan sifat unik untuk peralatan elektronik, hingga panel surya.

Contoh oksida logam

Oksida besi

2fe (s) + o₂(g) => 2feo (s) besi oksida (II).

6feo + o₂(g) => 2fe₃SALAH SATU₄(S) Magnetic Iron Oxide.

Keyakinan₃SALAH SATU₄, Juga dikenal sebagai magnetit, ini adalah oksida campuran; Ini berarti bahwa itu terdiri dari campuran padat yang buruk dan iman₂SALAH SATU₃.

4fe₃SALAH SATU₄(S) + atau₂(g) => 6fe₂SALAH SATU₃(S) Besi oksida (III).

Alkali dan alkali oksida

Baik logam alkali dan alkalis hanya memiliki satu angka oksidasi, sehingga oksida mereka lebih "sederhana":

-Na₂O: Sodium oksida.

-Li₂O: Lithium oksida.

-K₂O: Kalium oksida.

-CAO: kalsium oksida.

-MGO: Magnesium oksida.

-Beeo: Beryl Oxide (yang merupakan amfoterik oksida).

Kelompok IIIA oksida (13)

Elemen kelompok IIIa (13) dapat membentuk oksida hanya dengan jumlah oksidasi +3. Dengan demikian, mereka memiliki formula kimia m₂SALAH SATU₃ dan oksida mereka adalah sebagai berikut:

-Ke₂SALAH SATU₃: aluminium oksida.

-Ga₂SALAH SATU₃: Gallium oksida.

-Di dalam₂SALAH SATU₃: Oksida India.

Dan akhirnya:

-Tl₂SALAH SATU₃: Talium oksida.

Referensi

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kimia (ed ke -8.). Pembelajaran Cengage, hal 237.
2. Alonsoformula. Logam oksid. Diambil dari: alonsoformula.com
3. Bupati Universitas Minnesota (2018). Karakteristik asam-basa logam dan oksida non-logam. Diambil dari: chem.Umn.Edu