Blog

Oxit phi kim là gì? Tính chất, phân loại và ví dụ thường gặp

Oxit phi kim là một nhóm hợp chất quan trọng trong hóa học vô cơ được tạo thành từ oxygen và một nguyên tố phi kim. Nhiều oxide phi kim có tính acid nên có thể phản ứng với nước tạo acid hay phản ứng với base tạo muối. Tuy nhiên, không phải mọi oxide phi kim đều là oxide acid. Một số chất như CO, NO hay N2O lại được xếp vào nhóm oxide trung tính.

Vậy oxide phi kim là gì, có những tính chất hóa học nào và làm sao để phân biệt oxide phi kim với oxide kim loại? Bài viết dưới đây sẽ hệ thống những kiến thức cơ bản kèm theo các ví dụ và phương trình phản ứng thường gặp.

Oxide phi kim là gì?

Oxide phi kim là hợp chất gồm hai nguyên tố trong đó một nguyên tố là oxygen và nguyên tố còn lại là phi kim.

Một số ví dụ quen thuộc gồm

  • CO2 carbon dioxide.
  • CO carbon monoxide.
  • SO2 sulfur dioxide.
  • SO3 sulfur trioxide.
  • NO nitrogen monoxide.
  • NO2 nitrogen dioxide.
  • N2O5 dinitrogen pentoxide.
  • P2O5 phosphorus pentoxide.
  • SiO2 silicon dioxide.

Trong các oxide thông thường, oxygen thường có số oxi hóa -2.

Nguyên tố phi kim có thể tồn tại ở nhiều số oxi hóa khác nhau vì vậy một phi kim có thể tạo ra nhiều oxide.

Ví dụ sulfur tạo

SO2

và

SO3

Trong SO2, sulfur có số oxi hóa +4 còn trong SO3 sulfur có số oxi hóa +6.

Oxit phi kim có phải luôn là Oxit acid không?

Không.

Đây là điểm quan trọng khi học về oxit phi kim.

Phần lớn oxide của phi kim có tính acid chẳng hạn

  • CO2.
  • SO2.
  • SO3.
  • N2O5.
  • P2O5.

Tuy nhiên, một số oxide phi kim lại không thể hiện rõ tính acid hay base được xếp vào oxide trung tính.

Ví dụ

  • CO.
  • NO.
  • N2O.

Do đó nhận định mọi oxide phi kim đều là oxide acid là không chính xác.

Cần dựa vào tính chất hóa học cụ thể của từng chất.

Các Oxit phi kim có tính acid

Phần lớn các oxide phi kim thường gặp trong hóa học phổ thông thuộc nhóm oxide acid.

Đặc điểm cơ bản của oxide acid là

  • Có thể phản ứng với base.
  • Nhiều loại phản ứng với nước tạo acid.
  • Có thể phản ứng với oxide base tạo muối.

Ví dụ

CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O

SO3 + H2O → H2SO4

SO3 + CaO → CaSO4

Các phản ứng này thể hiện rõ tính acid của oxide phi kim.

Oxit phi kim tác dụng với nước

Nhiều oxide phi kim phản ứng với nước tạo acid tương ứng.

Ví dụ

SO2 tác dụng với nước

SO2 + H2O ⇌ H2SO3

SO2 là oxide tương ứng với sulfurous acid H2SO3.

SO3 tác dụng với nước

SO3 + H2O → H2SO4

SO3 là oxide tương ứng với sulfuric acid H2SO4.

N2O5 tác dụng với nước

N2O5 + H2O → 2HNO3

P2O5 tác dụng với nước

P2O5 + 3H2O → 2H3PO4

Các phản ứng trên cho thấy nhiều oxide phi kim có thể được xem là anhydride của acid tương ứng.

Có phải mọi Oxit phi kim đều tác dụng với nước?

Không.

Một số oxide phi kim không phản ứng trực tiếp với nước trong điều kiện thông thường.

Ví dụ điển hình là

SiO2

Silicon dioxide là oxide acid nhưng không phản ứng trực tiếp với nước.

Ngoài ra, các oxide trung tính như CO và NO cũng không phản ứng với nước theo kiểu tạo acid hoặc base.

Vì vậy, khi gặp câu hỏi oxide phi kim có tác dụng với nước không cần xác định chính xác loại oxide đang xét.

Oxit phi kim tác dụng với Base

Đây là một trong những tính chất quan trọng nhất của oxide phi kim có tính acid.

Thông thường

Oxit acid + base → muối + nước

Ví dụ

CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O

SO2 + 2KOH → K2SO3 + H2O

SO3 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O

N2O5 + 2NaOH → 2NaNO3 + H2O

Tuy nhiên, tùy tỷ lệ các chất phản ứng, oxide acid tương ứng với acid nhiều nấc có thể tạo muối acid.

Ví dụ

CO2 + NaOH → NaHCO3

Nếu NaOH dư

CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O

Oxit phi kim tác dụng với Oxit bazơ

Oxide phi kim có tính acid có thể phản ứng với một số oxide base tạo muối.

Ví dụ

CO2 + CaO → CaCO3

SO3 + Na2O → Na2SO4

SiO2 + CaO → CaSiO3

Đây là một dạng phản ứng acid-base giữa hai oxide.

Trong nhiều trường hợp

Oxide acid + oxide base → muối

CO2 là Oxit phi kim

CO2 là một trong những oxide phi kim phổ biến nhất.

Carbon dioxide có công thức

CO2

Trong CO2, carbon có số oxi hóa +4.

CO2 là oxide acid.

Nó có thể phản ứng với nước

CO2 + H2O ⇌ H2CO3

và phản ứng với base

CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O

Phản ứng thường được sử dụng nhận biết CO2 bằng nước vôi trong.

CO là Oxit phi kim nhưng trung tính

CO cũng là oxide của carbon nhưng có tính chất khác hoàn toàn CO2.

CO có công thức

CO

Trong CO, carbon có số oxi hóa +2.

CO là oxide trung tính.

Nó không phản ứng với nước hoặc base theo kiểu acid-base thông thường.

Tuy nhiên, CO có tính khử đáng chú ý.

Ví dụ

Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2

Do đó CO được sử dụng trong quá trình luyện sắt từ quặng.

SO2 và SO3 là Oxit phi kim

SO2 và SO3 đều là oxide của sulfur.

SO2

SO2 có tính acid.

Phản ứng

SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O

SO2 cũng có thể phản ứng với nước tạo H2SO3.

SO3

SO3 có tính acid mạnh hơn.

Phản ứng với nước

SO3 + H2O → H2SO4

SO3 là oxide tương ứng của sulfuric acid.

NO và NO2 khác nhau như thế nào?

NO và NO2 đều là oxide phi kim của nitrogen nhưng thuộc các nhóm khác nhau.

NO

  • Oxide trung tính.
  • Không tạo acid trực tiếp với nước.
  • Khí không màu.
  • Dễ bị oxy hóa thành NO2.

Phản ứng

2NO + O2 → 2NO2

NO2

  • Có tính acid.
  • Khí nâu đỏ.
  • Phản ứng với nước.

2NO2 + H2O → HNO2 + HNO3

Điều này cho thấy cùng một nguyên tố phi kim có thể tạo oxide với tính chất rất khác nhau.

P2O5 là Oxit phi kim

P2O5 là cách biểu diễn thường dùng trong hóa học phổ thông cho phosphorus(V) oxide.

Trong thực tế, dạng phân tử thường được viết

P4O10

P2O5 là oxide acid.

Phản ứng với nước

P2O5 + 3H2O → 2H3PO4

Phản ứng với base

P2O5 + 6NaOH → 2Na3PO4 + 3H2O

Do đó đây là một ví dụ điển hình của oxide phi kim có tính acid.

SiO2 là Oxit phi kim

SiO2 là silicon dioxide.

Đây là thành phần quan trọng của

  • Cát.
  • Thạch anh.
  • Thủy tinh.
  • Nhiều loại đá.

SiO2 là oxide acid nhưng không phản ứng với nước trong điều kiện thông thường.

Nó có thể phản ứng với base mạnh khi đun nóng.

Ví dụ

SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + H2O

SiO2 cũng phản ứng với một số oxide base

SiO2 + CaO → CaSiO3

Oxit phi kim và Oxit kim loại khác nhau như thế nào?

Cách phân biệt cơ bản nhất là dựa vào nguyên tố kết hợp với oxygen.

Oxit phi kim

Gồm oxygen và phi kim.

Ví dụ

  • CO2.
  • SO2.
  • NO2.
  • P2O5.

Phần lớn có tính acid hoặc trung tính.

Oxit kim loại

Gồm oxygen và kim loại.

Ví dụ

  • Na2O.
  • CaO.
  • Fe2O3.
  • CuO.
  • Al2O3.

Phần lớn có tính base hoặc lưỡng tính mặc dù một số oxide kim loại ở số oxi hóa cao có thể có tính acid.

Ví dụ CrO3 là oxide kim loại nhưng mang tính acid.

Do đó, cách phân loại theo nguyên tố và cách phân loại theo tính acid-base là hai vấn đề có liên quan nhưng không hoàn toàn giống nhau.

Oxit phi kim có những ứng dụng nào?

Các oxide phi kim có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và đời sống.

CO2

Được sử dụng trong

  • Nước giải khát có gas.
  • Bình chữa cháy.
  • Đá khô.
  • Một số quy trình công nghiệp.

SO2

Được sử dụng làm nguyên liệu trung gian trong sản xuất sulfuric acid và một số quá trình hóa chất.

SiO2

Được ứng dụng trong

  • Sản xuất thủy tinh.
  • Gốm.
  • Xi măng.
  • Vật liệu xây dựng.
  • Linh kiện điện tử.

N2O

Được sử dụng trong một số ứng dụng công nghiệp và chuyên dụng.

Mỗi oxide phi kim có đặc tính riêng nên phạm vi ứng dụng cũng khác nhau đáng kể.

Oxit phi kim và ô nhiễm môi trường

Một số oxide phi kim có thể liên quan đến các vấn đề môi trường nếu phát thải với lượng lớn.

Ví dụ

CO2 là khí nhà kính quan trọng.

SO2 có thể tham gia các phản ứng trong khí quyển tạo các chất có tính acid liên quan đến hiện tượng mưa acid.

NO2 tham gia nhiều phản ứng quang hóa ảnh hưởng đến chất lượng không khí.

CO là khí độc vì có khả năng liên kết mạnh với hemoglobin làm ảnh hưởng đến quá trình vận chuyển oxygen trong cơ thể.

Vì vậy việc kiểm soát phát thải các oxide phi kim là một nội dung quan trọng trong quản lý môi trường.

Cách nhận biết Oxit phi kim trong bài tập

Bước đầu tiên là xác định nguyên tố kết hợp với oxygen.

Nếu nguyên tố đó là phi kim thì hợp chất thường được xếp vào oxide phi kim.

Sau đó cần xác định tính acid-base.

Ví dụ

CO2

Carbon là phi kim → CO2 là oxide phi kim.

CO2 phản ứng với NaOH → CO2 là oxide acid.

Trong khi

CO

Carbon cũng là phi kim → CO là oxide phi kim.

Nhưng CO không phản ứng với acid hoặc base theo kiểu trung hòa → CO là oxide trung tính.

Vì vậy oxide phi kim không đồng nghĩa hoàn toàn với oxide acid.

Oxide phi kim là gì? Đây là các hợp chất gồm oxygen và một nguyên tố phi kim. Những ví dụ quen thuộc gồm CO2, CO, SO2, SO3, NO, NO2, N2O5, P2O5 và SiO2.

Phần lớn oxit phi kim có tính acid. Chúng có thể phản ứng với base tạo muối và nước đồng thời nhiều chất phản ứng với nước tạo acid tương ứng.