Caractère des oxydes IA VIIA Bases Amphotères Acides T fus élevée T fus basse (2400°C) CaO Al 2 O 3 SiO 2 Al 2 O 3 + CaO + SiO 2  ciments H2OH2O.

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1 Caractère des oxydes IA VIIA Bases Amphotères Acides T fus élevée T fus basse (2400°C) CaO Al 2 O 3 SiO 2 Al 2 O 3 + CaO + SiO 2  ciments H2OH2O

2 Les céramiques Al 2 O 3 + HfO 2, Y 2 O 3, ZrO 2, BN, CN, AlN...  céramiques Les céramiques sont utilisées en art dentaire et en chirurgie comme prothèses Matériaux résistants avec un faible coefficient de dilatation

3 Réactivité Li 2 O + H 2 O  2 Li + + 2 OH - aq. Na 2 O + H 2 O  2 Na + + 2 OH - aq. Li 2 CO 3  Li 2 O + CO 2 4 LiNO 3  2 Li 2 O + 2 N 2 O 4 + O 2 Na 2 CO 3  Na 2 O + CO 2 CaCO 3  CaO + CO 2 CaO  Ca + Al 2 O 3 CaO  Ca(OH) 2 6 CaO + 2 Al  3 Ca + Ca 3 Al 2 O 6 Al H2OH2O

4 Colonne IIA BeO pas d ’action avec H 2 O MgO  Mg(OH) 2 CaO  Ca(OH) 2 La solubilité augmente SrO  Sr(OH) 2 lorsque l ’on descend BaO  Ba(OH) 2 dans la colonne CaO : oxyde très réfractaire T fus = 2750°C chaux vive Ca(OH) 2 : chaux éteinte

5 Colonne IIA Pas de réduction par l ’hydrogène mais par le carbone CaO + 3 C  CO + C 2 Ca C 2 Ca + 2 H 2 O  C 2 H 2 + Ca(OH) 2 Usages Ca(OH) 2 + SiO 2 (sable)  Mortier avec formation de carbonate à l ’air ( réaction lente)

6 Colonne IIA CaO utilisé pour la conchiculture captage des huîtres. Utilisé par les équarrisseurs, à répandre sur les cadavres pour éviter la propagation des épidémies. Dans l’élevage (murs des écuries et étables)

7 Colonne IIA Ciments : oxydes : Al 2 O 3, CaO et SiO 2 + H 2 O SiO 2 + Al 2 O 3 Indice de Vicat : CaO + MgO La durée de la prise dépend de ce rapport

8 Colonne IIA Durée de prise : Chaux hydrolique 0.3-0.5  5 à 10 jours Portland 0.5-0.65  1 jour Ciment rapide 0.65-1.2  15 ’ Céramiques : fusion d ’oxydes, de carbures et de nitrures ou frittage (poudres pressées et chauffées  diffusion id. à la fusion) mais T fritt < T fus

9 Oxydes des métaux de transition Col IV T fus  f H TiO 2 1852°C -943 kJ/mol ZrO 2 2700°C -1094 kJ/mol *** HfO 2 2800°C -1135 kJ/mol ThO 2 3150°C -1222 kJ/mol Ce sont des oxydes réfractaires très stables

10 TiO 2 Minerais naturels: TiO 2 rutile FeTiO 3 ilménite TiO 2 + 2 Cl 2 +2C  TiCl 4(g) + 2 CO TiCl 4(g) + 2 Mg  Ti + 2 MgCl 2 (Argon) Le titane est un métal stratégique utilisé dans l ’aéronautique et dans les prothèses dentaires.

11 Oxydes des métaux de transition Col V  f H Sels VO Basique, VO 2 (OH - )  V 4 O 9 -- d° oxydation Acidité V 2 O 5 acide -1561 kJ/mol VO 4 -3 Nb 2 O 5 -1937 kJ/mol NbO 3 - NbO 4 3- Ta 2 O 5 -2092 kJ/mol TaO 3 - TaO 4 3- Nb 2 O 5 et Ta 2 O 5 sont amphotères

12 Les oxydes de chrome Cr 2 O 3 (III) ionocovalent, amphotère  f H=-1137 kJ/mol, T fus = 2330°C Cr 2 O 3 + 3C  2Cr + 3CO Cr 2 O 3 + 3/2 O 2  2 CrO 3 (VI) CrO 3 + H 2 O  H 2 CrO 4 pK 1 = -5 pK 2 =6 H 2 Cr 2 O 7 pK 1 = -1 Cr 2 O 7 -- Oxydant très fort CrO 4 -- chromates, Cr 2 O 7 – bichromates Cr VI Toxique

13 Les oxydes de Manganèse MnO (II) oxyde basique MnO 2 (IV) amphotère MnO 3 -- Mn 2 O 7 (VII) instable  HMnO 4  MnO 4 - Oxydant puissant 3Mn + 2O 2  Mn 3 O 4 2 degrés d ’oxydation pour Mn : 2MnO+MnO 2

14 Métaux de transition FeO Réduction: FeO + H 2  Fe + H 2 O FeO + CO  Fe + CO 2 3FeO + 2 Al  Al 2 O 3 + 3Fe  H  0 Oxydation 2FeO + 1/2O 2  Fe 2 O 3 FeO + Fe 2 O 3  Fe 3 O 4 (magnétique)

15 Al 2 O 3 Alumine T fus = 2055°C Produit naturel / Bauxite 2 Al + 3/2 O 2  Al 2 O 3  f H = -1671 kJ Al 2 O 3 + 6HCl  2 AlCl 3 + 6H 2 O Al 2 O 3 + 2 NaOH  2 NaAlO 2 +H 2 O 2 Na[Al(OH) 4 ] Traitement de la bauxite

16 Colonne IV SiO 2 (sable de Fontainebleau) 1700°C verres quartz SiO 4 2- arrangement de tétraèdres Si O O O O O O O

17 Colonne IV Quartz, tridimite et cristobalite SiO 2 Liq Cr  Cr  Tr  Tr  Tr  ’ (Tr  ) Q  Q  1625°C 1470°C 870°C 573°C 117°C163°C

18 Autres oxydes qui entrent dans la composition des verres Na 2 O CaO PbO K 2 O BaO ZnO Verres sodiques (verres ordinaires) T fus pâteuse : 500-550°C % wt : SiO 2 70%, Na 2 O 15%, CaO 15% Verres potassiques T fus  600°C SiO 2, CaO, K 2 O

19 Autres oxydes qui entrent dans la composition des verres Verres plombiques (cristal) T fus  500°C SiO 2 50%, K 2 O 12%, PbO 38% Boro silicates ou Pyrex T fus  650-700°C SiO 2, B 2 O 3, Na 2 O, K 2 O Verre optique (flint) SiO 2 30%, PbO 70%

20 Les verres : propriétés Mauvais conducteurs  isolants: laine de verre Coefficients de dilatation   7.10 -6 K -1 Pyrex   3.10 -6 K -1 SiO 2   0.5.10 -6 K -1 Ne pas chauffer le verre ordinaire à la flamme, seul le pyrex peut être chauffé

21 Les verres : propriétés Possibilité de porter le quartz à haute température et de le tremper Possibilité de souder des pièces de verres entre elles mais il faut qu ’elles soient identiques (ex : pyrex-pyrex, pyrex-SiO 2 pas possible) L ’indice de réfraction varie avec la composition

22 Absorption de la lumière Très important pour les emballages (flaconnage), pour les produits susceptibles de se dégrader en présence de rayons lumineux Fe, Cr, Ni  vert Cu  brun Co  bleu

23 Verres Pharmacopée : il existe une réglementation pour l’emballage des produits pharmaceutiques dans des flacons de verre Thermomètres ( médicaux et autres) : ils sont fabriqués avec des verres ayant subi un long recuit

24 Monoxyde et dioxyde de carbone CO 2 + H 2 O  H 2 CO 3 (acide faible) CO 2 danger, CO mortel (id O 2 hémoglobine) Hém. + O 2  Hém.O 2 (oxyhémo…) Hém. + CO  Hém.CO 0.5% (vol) CO dans l ’air  50% de l ’hémoglobine complexée Hém.O 2 + CO  Hém.CO + O 2 CO sera obtenu lors d’une combustion incomplète

25 Oxyde de diazote N 2 O protoxyde (anesthésique) + O 2 T éb =-5°C Attention au stockage à basse température N 2 O liq et O 2 gaz d N 2 O /air =M/29=1.5 d O 2 /air =M/29=1.1

26 Monoxyde d ’azote NO : utilisé dans certaines thérapeutiques NO 2  N 2 O 4 N 2 O 3  HNO 2 (acide faible); NO 2 - : nitrites N 2 O 5  HNO 3 (acide fort); NO 3 - : nitrates

27 Oxydes S SO 2, SO 3 ( voir cours sur le soufre) oxydes acides Cl, Br, I, oxydes: Cl 2 O, ClO 2, Cl 2 O 5, Cl 2 O 7 oxydes acides dont la force augmente en fonction du degré d ’oxydation. Gaz rares XeO 3