Видеоурок 2: Химические свойства основных оксидов
Лекция: Характерные химические свойства оксидов: основных, амфотерных, кислотных
Оксиды — бинарные соединения (сложные вещества), состоящие из кислорода со степенью окисления -2 и другого элемента.
По своим химическим способностям образовывать соли все оксиды подразделены на две группы:
- солеобразующие,
- несолеобразующие.
Солеообразующие в свою очередь подразделены на три группы: основные, ксилотные, амфотерные. К несолеобразующим относятся оксид углерода(II) СО, оксид азота(I) N2O, оксид азота(II) NO, оксид кремния(II) SiO.
Основные оксиды — это оксиды, проявляющие основные свойства, образованные щелочными и щелочноземельными металлами в степенях окисления +1,+2, а также переходными металлами в низших степенях окисления.
Данной группе оксидов соответствуют основания: К 2 О – КОН; ВаО – Ва(ОН) 2 ; La 2 O 3 – La(OH) 3 .
Кислотные оксиды — это оксиды, проявляющие кислотные свойства, образованные типичными неметаллами, а также некоторыми переходными металлами в степенях окисления от +4 до +7.
Данной группе оксидов соответствуют кислоты: SO 3 –H 2 SO 4 ; CO 2 – H 2 CO 3 ; SO 2 – H 2 SO 3 и т.д.
Амфотерные оксиды — это оксиды, проявляющие основные и кислотные свойства, образованные переходными металлами в степенях окисления +3,+4. Искл.: ZnO, BeO, SnO, PbO.
Данной группе оксидов соответствуют амфотерные основания: ZnO – Zn(OH) 2 ; Al 2 O 3 – Al(OH) 3 .
Рассмотрим химические свойства оксидов:
Реагент
Основные оксиды
Амфотерные оксиды
Кислотные оксиды
ВодаРеагируют. Пример:CaO + H 2 O → Ca(OH) 2 Не реагируютРеагируют. Пример:SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 КислотаРеагируют. Пример:Fe 2 O 3 + 6HCl → 2FeCl 3 + 3H 2 OРеагируют. Пример:ZnO + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 OНе реагируютОснованиеНе реагируютРеагируют. Пример:ZnO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 Реагируют. Пример:2NaOH + SiO 2 → Na 2 SiO 3 + H 2 OОсновный оксидНе реагируютРеагируют. Пример:ZnO + CaO → CaZnO 2Реагируют. Пример:SiO 2 + CaO → CaSiO 3 Кислотный оксидРеагируют. Пример:CaO + CO 2 → CaCO 3Реагируют. Пример:ZnO + SiO 2 → ZnSiO 3 Не реагируютАмфотерный оксидРеагируют. Пример:Li 2 O + Al 2 O 3 → 2LiAlOРеагируютРеагируют. Пример:Al 2 O 3 + 3SO 3 → Al 2 (SO 4) 3 Из приведенной таблицы можно резюмировать следующее:
Основные оксиды наиболее активных металлов взаимодействуют с водой, образуя сильные основания – щелочи. Основные оксиды менее активных металлов, при обычных условиях с водой не реагируют. С кислотами реагируют всегда и все оксиды данной группы, образуя соли и воду. А с основаниями не реагируют.
Кислотные оксиды в большинстве своем реагируют с водой. Но не все реагируют в обычных условиях. С основаниями реагирует все оксиды данной группы, образуя соли и воду. С кислотами не реагируют.
Основные и кислотные оксиды способны реагировать между собой, с последующим образованием соли.
Амфотерные оксиды обладают основными и кислотными свойствами. Поэтому они реагируют и с кислотами, и с основаниями, образуя соли и воду. Амфотерные оксиды реагируют с кислотными и основными оксидами. Так же взаимодействуют и между собой. Чаще всего, данные химические реакции протекают при нагревании с образованием солей.
Оксиды, их классификация и свойства — это основа такой важной науки, как химия. Их начинают изучать в первый год обучения химии. В таких точных науках, как математика, физика и химия, весь материал связан между собой, именно поэтому неусвоение материала влечет за собой непонимание новых тем. Поэтому очень важно разобраться в теме оксидов и полностью в ней ориентироваться. Об этом мы с вами сегодня и постараемся поговорить более подробно.
Что такое оксиды?
Оксиды, их классификация и свойства — это то, что нужно понять первостепенно. Итак, что же такое оксиды? Вы помните это из школьной программы?
Оксиды (или оксилы) — бинарные соединения, в состав которых входят атомы электроотрицательного элемента (менее электроотрицательный, чем кислород) и кислорода со степенью окисления -2.
Окислы — это невероятно распространенные на нашей планете вещества. Примеры оксидного соединения: вода, ржавчина, некоторые красители, песок и даже углекислый газ.
Образование оксидов
Окислы можно получить самыми различными способами. Образование окислов также изучает такая наука, как химия. Оксиды, их классификация и свойства — вот, что должны знать ученые, чтобы понять, как образовался тот или иной оксид. Например, они могут быть получены путем прямого соединения атома (или атомов) кислорода с химическим элементом — это взаимодействие химических элементов. Однако есть и косвенное образование оксидов, это когда оксиды образуются путем разложения кислот, солей или оснований.
Классификация оксидов
Оксиды и их классификация зависят от того, как они образовались. По своей классификации окислы делятся всего на две группы, первая из которых солеобразующие, а вторая несолеобразующие. Итак, рассмотрим подробнее обе группы.
Солеобразующие оксиды — это довольно большая группа, которая делится на амфотерные, кислотные и основные оксиды. В результате любой химической реакции солеобразующие оксиды образуют соли. Как правило, в состав оксидов солеобразующих входят элементы металлов и неметаллов, которые в результате химической реакции с водой образуют кислоты, но при взаимодействии с основаниями образуют соответствующие кислоты и соли.
Несолеобразующие окислы — это такие окислы, которые в результате химической реакции не образуют соли. Примерами таких окислов могут служить и углерода.
Амфотерные оксиды
Оксиды, их классификация и свойства — очень важные в химии понятия. В состав солеобразующих входят оксиды амфотерные.
Амфотерные оксиды — это такие окислы, которые могут проявлять основные или кислотные свойства, в зависимости от условий химических реакций (проявляют амфотерность). Такие окислы образуются переходными металлами (медь, серебро, золото, железо, рутений, вольфрам, резерфордий, титан, иттрий и многие другие). Амфотерные окислы реагируют с сильными кислотами, а в результате химической реакции они образуют соли этих кислот.
Кислотные оксиды
Или ангидриды — это такие окислы, которые в химических реакциях проявляют а также образуют кислородсодержащие кислоты. Ангидриды всегда образуются типичными неметаллами, а также некоторыми переходными химическими элементами.
Оксиды, их классификация и химические свойства — это важные понятия. Например, у кислотных оксидов химические свойства совершенно отличаются от амфотерных. Например, когда ангидрид взаимодействует с водой, образуется соответствующая кислота (исключение составляет SiO2 — Ангидриды взаимодействуют с щелочами, а в результате таких реакций выделяется вода и сода. При взаимодействии с образуется соль.
Основные оксиды
Основные (от слова «основание») окислы — это оксиды химических элементов металлов со степенями окисления +1 или +2. К ним относятся щелочные, щелочноземельные металлы, а также химический элемент магний. Основные окислы отличаются от других тем, что именно они способны реагировать с кислотами.
Основные окислы взаимодействуют с кислотами, в отличии от кислотных оксидов, а также с щелочами, водой, другими оксидами. В результате этих реакций, как правило, образуются соли.
Свойства оксидов
Если внимательно изучить реакции различных оксидов, можно самостоятельно сделать выводы о том, какими химическими свойствами оксилы наделены. Общее химическое свойство абсолютно всех оксидов заключается в окислительно-восстановительном процессе.
Но тем не менее, все окислы отличаются друг от друга. Классификация и свойства оксидов — это две взаимосвязанные темы.
Несолеобразующие оксиды и их химические свойства
Несолеобразующие окислы — это такая группа оксидов, которая не проявляет ни кислотных, ни основных, ни амфотерных свойств. В результате химических реакций с несолеобразующими оксидами никаких солей не образуется. Раньше такие оксиды называли не несолеобразующими, а безразличными и индиффирентными, но такие названия не соответсвуют свойствам несолеобразующих оксидов. По своим свойствам эти оксилы вполне способны к химическим реакциям. Но несолебразующих оксидов очень мало, они образованы одновалентными и двухвалентными неметаллами.
Из несолеобразующих оксидов в результате химической реакции могут быть получены солеобразующие оксиды.
Номенклатура
Практически все оксиды принято называть так: слово «оксид», после чего следует название химического элемента в родительном падеже. Например, Al2O3 — это оксид алюминия. На химическом языке этот окисл читается так: алюминий 2 о 3. Некоторые химические элементы, такие как медь, могут иметь несколько степеней оксиления, соответственно, оксиды тоже будут разными. Тогда оксид CuO — это оксид меди (два), то есть со степенью оксиления 2, а оксид Cu2O — это оксид меди (три), который имеет степень оксиления 3.
Но существуют и другие наименования оксидов, которые выделяют по числу в соединении атомов кислорода. Монооксидом или моноокисью называют такие оксиды, в которых содержится всего один атом кислорода. Диоксидами называют такие оксилы, в которых содержится два атома кислорода, о чем сообщается приставка «ди». Триоксидами называют такие оксиды, в которых содержится уже три атома кислорода. Такие наименования как монооксид, диоксид и триоксид, уже устарели, но часто встречаются в учебниках, книгах и других пособиях.
Существуют и так называемые тривиальные названия оксидов, то есть те, которые сложились исторически. Например, CO — это окисл или монооксид углерода, но даже химики чаще всего называют это вещество угарным газом.
Итак, оксид — это соединение кислорода с химическим элементом. Основной наукой, которая изучает их образование и взаимодействия, является химия. Оксиды, их классификация и свойства — это несколько важных тем в науке химия, не поняв которую нельзя понять все остальное. Окислы — это и газы, и минералы, и порошки. Некоторые окислы стоит подробно знать не только ученым, но и обычным людям, ведь они даже могут быть опасны для жизни на этой земле. Окислы — это тема очень интересная и достаточно легкая. Соединения оксидов очень часто встречаются в повседневной жизни.
Вы можете приобрести видеоурок (запись вебинара, 1,5 часа) и комплект теории по теме «Оксиды: получение и химические свойства». Стоимость материалов — 500 рублей. Оплата через систему Яндекс.Деньги (Visa, Mastercard, МИР, Maestro) по ссылке .
Внимание! После оплаты необходимо прислать сообщение с пометкой «Оксиды» с указанием адреса электронной почты, на которую можно выслать ссылку для скачивания и просмотра вебинара. В течение суток после оплаты заказа и получения сообщения материалы вебинара поступят на вашу почту. Сообщение можно прислать одним из следующих способов:
- через смс, Viber или whatsapp на номер +7-977-834-56-28;
- через e-mail: [email protected]
Без сообщения мы не сможем идентифицировать платеж и отправить Вам материалы.
Подробно про оксиды, их классификацию и способы получения можно прочитать .
1. Взаимодействие с водой. С водой способны реагировать только основные оксиды, которым соответствуют растворимые гидроксиды (щелочи). Щелочи образуют щелочные металлы (литий, натрий, калий, рубидий и цезий) и щелочно-земельные (кальций, стронций, барий). Оксиды остальных металлов с водой химически не реагируют. Оксид магния реагирует с водой при кипячении.
CaO + H 2 O → Ca(OH) 2
CuO + H 2 O ≠
2. Взаимодействие с кислотными оксидами и кислотами.При взаимодействии основным оксидов с кислотами образуется соль этой кислоты и вода. При взаимодействии основного оксида и кислотного образуется соль:
основный оксид + кислота = соль + вода
основный оксид + кислотный оксид = соль
При взаимодействии основных оксидов с кислотами и их оксидами работает правило:
Хотя бы одному из реагентов должен соответствовать сильный гидроксид (щелочь или сильная кислота).
Иными словами, основные оксиды, которым соответствуют щелочи, реагируют со всеми кислотными оксидами и их кислотами. Основные оксиды, которым соответствуют нерастворимые гидроксиды, реагируют только с сильными кислотами и их оксидами (N 2 O 5 , NO 2 , SO 3 и т.д.).
3. Взаимодействие с амфотерными оксидами и гидроксидами.
При взаимодействии основных оксидов с амфотерными образуются соли:
основный оксид + амфотерный оксид = соль
С амфотерными оксидами при сплавлении взаимодействуют только основные оксиды, которым соответствуют щелочи. При этом образуется соль. Металл в соли берется из более основного оксида, кислотный остаток — из более кислотного. В данном случае амфотерный оксид образует кислотный остаток.
K 2 O + Al 2 O 3 → 2KAlO 2
CuO + Al 2 O 3 ≠ (реакция не идет, т.к. Cu(OH) 2 — нерастворимый гидроксид)
(чтобы определить кислотный остаток, к формуле амфотерного или кислотного оксида добавляем молекулу воды: Al 2 O 3 + H 2 O = H 2 Al 2 O 4 и делим получившиеся индексы пополам, если степень окисления элемента нечетная: HAlO 2 . Получается алюминат-ион AlO 2 — . Заряд иона легко определить по числу присоединенных атомов водорода — если атом водорода 1, то заряд аниона будет -1, если 2 водорода, то -2 и т.д.).
Амфотерные гидроксиды при нагревании разлагаются, поэтому реагировать с основными оксидами фактически не могут.
4. Взаимодействие основных оксидов с восстановителями.
Таким образом, ионы некоторых металлов — окислители (чем правее в ряду напряжений, тем сильнее). При взаимодействии с восстановителями металлы переходят в степень окисления 0.
4.1. Восстановление углем или угарным газом.
Углерод (уголь) восстанавливает из оксидов только металлы, расположенные в ряду активности после алюминия. Реакция протекает только при нагревании.
FeO + C → Fe + CO
Угарный газ также восстанавливает из оксидов только металлы, расположенные после алюминия в электрохимическом ряду:
Fe 2 O 3 + CO → Al 2 O 3 + CO 2
CuO + CO → Cu + CO 2
4.2. Восстановление водородом.
Водород восстанавливает из оксидов только металлы, расположенные в ряду активности правее алюминия. Реакция с водородом протекает только в жестких условиях – под давлением и при нагревании.
CuO + H 2 → Cu + H 2 O
4.3. Восстановление более активными металлами (в расплаве или растворе, в зависимости от металла)
При этом более активные металлы вытесняют менее активные. То есть добавляемый к оксиду металл должен быть расположен левее в ряду активности, чем металл из оксида. Реакции, как правило, протекают при нагревании.
Например, оксид цинка взаимодействует с алюминием:
3ZnO + 2Al → Al 2 O 3 + 3Zn
но не взаимодействует с медью:
ZnO + Cu ≠
Восстановление металлов из оксидов с помощью других металлов — это очень распространенный процесс. Часто для восстановления металлов применяют алюминий и магний. А вот щелочные металлы для этого не очень подходят – они слишком химически активны, что создает сложности при работе с ними.
Например, цезий взрывается на воздухе .
Алюмотермия – это восстановление металлов из оксидов алюминием.
Например: алюминий восстанавливает оксид меди (II) из оксида:
3CuO + 2Al → Al 2 O 3 + 3Cu
Магниетермия – это восстановление металлов из оксидов магнием.
CuO + H 2 → Cu + H 2 O
4.4. Восстановление аммиаком.
Аммиаком можно восстанавливать только оксиды неактивных металлов. Реакция протекает только при высокой температуре.
Например, аммиак восстанавливает оксид меди (II):
3CuO + 2NH 3 → 3Cu + 3H 2 O + N 2
5. Взаимодействие основных оксидов с окислителями.
Под действием окислителей некоторые основные оксиды (в которых металлы могут повышать степень окисления, например Fe 2+ , Cr 2+ , Mn 2+ и др.) могут выступать в качестве восстановителей.
Например, оксид железа (II) можно окислить кислородом до оксида железа (III):
4FeO + O 2 → 2Fe 2 O 3
1.Металл + Неметалл.В данное взаимодействие не вступаютинертные газы. Чем выше электроотрицательность неметалла, тем с большим числомметаллов он будет реагировать. Например, фтор реагирует со всеми металлами, аводород – только с активными. Чем левее в ряду активности металлов находитсяметалл, тем с большим числом неметаллов он может реагировать. Например, золотореагирует только с фтором, литий – со всеми неметаллами.
2.Неметалл + неметалл.При этом более электроотрицательныйнеметалл выступает окислителем, менее ЭО – восстановителем. Неметаллы с близкойэлектроотрицательностью плохо взаимодействуют между собой, например,взаимодействие фосфора с водородом и кремния с водородом практически невозможно, так как равновесие этих реакций смещено в сторону образования простыхвеществ. Не реагируют с неметаллами гелий, неон и аргон, остальные инертныегазы в жестких условиях могут реагировать с фтором.Не взаимодействуют кислородс хлором, бромом и йодом. Со фтором кислород может реагировать при низкихтемпературах.
3.Металл + кислотный оксид.Металл восстанавливает неметалл изоксида. После этого избыток металла может реагировать с получившимсянеметаллом. Например:
2Mg +SiO 2 = 2MgO+Si(при недостатке магния)
2Mg +SiO 2 = 2MgO+Mg 2 Si (при избытке магния)
4. Металл + кислота.Металлы,стоящие в ряду напряжений левее водорода, реагируют с кислотами с выделениемводорода.
Исключениесоставляют кислоты – окислители (серная концентрированная и любая азотная),которые могут реагировать с металлами, стоящими в ряду напряжений правееводорода, в реакциях не выделяется водород, а получается вода и продуктвосстановления кислоты.
Нужнообратить внимание на то, что при взаимодействииметалла с избытком многоосновной кислоты может получиться кислая соль:Mg +2H 3 PO 4 =Mg(H 2 PO 4 ) 2+H 2 .
Еслипродуктом взаимодействия кислоты и металла является нерастворимая соль, тометалл пассивируется, так как поверхность металла защищается нерастворимойсолью от действия кислоты. Например, действие разбавленной серной кислоты насвинец, барий или кальций.
5. Металл + соль. В растворевданную реакцию вступают металл, стоящий в ряду напряжений правее магния,включая сам магний, но левее металла соли. Если металл активнее магния, то онреагирует не с солью, а с водой собразованием щелочи, которая в дальнейшем реагирует с солью. При этом исходнаясоль и получающаяся соль должны быть растворимыми. Нерастворимый продуктпассивирует металл.
Однако,из этого правила бывают исключения:
2FeCl 3 + Cu = CuCl 2 + 2FeCl 2 ;
2FeCl 3 + Fe = 3FeCl 2 .Таккак железо имеет промежуточную степень окисления, то его соль в высшей степениокисления легко восстанавливается до соли в промежуточной степени окисления,окисляя даже менее активные металлы.
В расплавахряд напряжений металлов не действует. Определить, возможна ли реакция междусолью и металлом, можно только с помощью термодинамических расчетов. Например,натрий может вытеснить калий из расплава хлорида калия, так как калий болеелетучий:Na+KCl=NaCl+K(эту реакцию определяет энтропийный фактор). С другой стороны алюминий получаливытеснением из хлорида натрием: 3Na +AlCl 3 = 3NaCl+Al.Этот процесс экзотермический, его определяет энтальпийный фактор.
Возможен вариант, что соль принагревании разлагается, и продукты ее разложения могут реагировать с металлом,например нитрат алюминия и железо. Нитрат алюминия разлагается при нагреваниина оксид алюминия, оксид азота (IV)и кислород, кислород и оксид азота будут окислять железо:
10Fe + 2Al(NO 3) 3= 5Fe 2 O 3 + Al 2 O 3 + 3N 2
6. Металл + основный оксид.Также, как и врасплавах солей, возможность этих реакций определяется термодинамически. Вкачестве восстановителей часто используют алюминий, магний и натрий. Например:8Al+ 3Fe 3 O 4 = 4Al 2 O 3 + 9Feреакция экзотермическая, энтальпийный фактор);2Al + 3Rb 2 O = 6Rb +Al 2 O 3 (рубидийлетучий, энтальпийный фактор).
8. Неметалл + основание.Какправило, реакция идет между неметаллом и щелочью.Не все неметаллы могут реагировать с щелочами: нужно помнить, чтов это взаимодействие вступают галогены (по-разному в зависимости оттемпературы), сера (при нагревании), кремний, фосфор.
KOH +Cl 2 =KClO+KCl+H 2 O (на холоде)
6KOH + 3Cl 2 =KClO 3 + 5KCl+ 3H 2 O (в горячем растворе)
6KOH + 3S = K 2 SO 3 + 2K 2 S+ 3H 2 O
2KOH + Si + H 2 O = K 2 SiO 3 +2H 2
3KOH + 4P + 3H 2 O= PH 3 + 3KPH 2 O 2
1)неметалл – восстановитель (водород, углерод):
СО 2+ С = 2СО;
2NO 2 + 4H 2 = 4H 2 O + N 2 ;
SiO 2 + C = CO 2 + Si.Еслиполучившийся неметалл может реагировать с металлом, использованным в качествевосстановителя, то реакция пойдет дальше (при избытке углерода)SiO 2 + 2C=CO 2 +SiС
2)неметалл – окислитель (кислород, озон, галогены):
2СO +O 2 =2СО 2 .
СO +Cl 2 =СОCl 2 .
2NO +O 2 =2NО 2 .
10. Кислотный оксид + основныйоксид. Реакция идёт, если получающаяся соль в принципесуществует. Например, оксид алюминия может реагировать с серным ангидридом собразованием сульфата алюминия, но не может реагировать с углекислым газом, таккак соответствующей соли не существует.
11. Вода + основный оксид.Реакция возможна, если образуется щелочь, то есть растворимое основание (илимало растворимое, в случае кальция). Если основание нерастворимое или малорастворимое, то идёт обратная реакция разложения основания на оксид и воду.
12. Основный оксид + кислота.Реакция возможна, если образующаяся соль существует. Если получающаяся сольнерастворима, то реакция может пассивироваться из-за перекрытия доступа кислотык поверхности оксида. В случае избытка многоосновной кислоты возможнообразование кислой соли.
13.Кислотный оксид + основание. Как правило, реакция идет между щелочью и кислотнымоксидом. Если кислотный оксид соответствует многоосновной кислоте, можетполучиться кислая соль:CO 2 +KOH=KHCO 3 .
Кислотныеоксиды, соответствующие сильным кислотам, могут реагировать и с нерастворимымиоснованиями.
Иногдас нерастворимыми основаниями реагируют оксиды, соответствующие слабым кислотам,при этом может получиться средняя или основная соль (как правило, получаетсяменее растворимое вещество): 2Mg(OH) 2 +CO 2 = (MgOH) 2CO 3 +H 2 O.
14.Кислотный оксид + соль.Реакция может идти в расплаве и в растворе. В расплавеменее летучий оксид вытесняет из соли более летучий. В растворе оксид,соответствующий более сильной кислоте, вытесняет оксид, соответствующий болееслабой кислоте. Например,Na 2 CO 3 +SiO 2 =Na 2 SiO 3 +CO 2 , в прямом направлении эта реакция идет врасплаве, углекислый газ более летучий, чем оксид кремния; в обратномнаправлении реакция идет в растворе, угольная кислота сильнее кремниевой, ктому же оксид кремния выпадает в осадок.
Возможно соединение кислотного оксида ссобственной солью, например, из хромата можно получить дихромат, и сульфата –дисульфат, из сульфита – дисульфит:
Na 2 SO 3 +SO 2 =Na 2 S 2 O 5
Дляэтого нужно взять кристаллическую соль и чистый оксид, или насыщенный растворсоли и избыток кислотного оксида.
В растворе соли могут реагировать ссобственными кислотными оксидами с образованием кислых солей:Na 2 SO 3 +H 2 O +SO 2 = 2NaHSO 3
15. Вода + кислотный оксид.Реакция возможна, если образуется растворимая или мало растворимая кислота.Если кислота нерастворимая или мало растворимая то идёт обратная реакцияразложения кислоты на оксид и воду. Например, для серной кислоты характернареакция получения из оксида и воды, реакция разложения практически не идёт,кремниевую кислоту нельзя получить из воды и оксида, но она легко разлагаетсяна эти составляющие, а вот угольная и сернистая кислоты могут участвовать как впрямых, так и обратных реакциях.
16. Основание + кислота.Реакция идет,если хотя бы одно из реагирующих веществ растворимо. В зависимости отсоотношения реагентов могут получаться средние, кислые и основные соли.
17. Основание + соль.Реакция идет, если обаисходные вещества растворимы, а в качестве продукта получается хотя бы одиннеэлектролит или слабый электролит (осадок, газ, вода).
18. Соль + кислота.Как правило,реакция идет, если оба исходныевещества растворимы, а в качестве продукта получается хотя бы один неэлектролитили слабый электролит (осадок, газ, вода).
Сильнаякислота может реагировать с нерастворимыми солями слабых кислот (карбонатами,сульфидами, сульфитами, нитритами), при этом выделяется газообразный продукт.
Реакциимежду концентрированными кислотами и кристаллическими солями возможны, если приэтом получается более летучая кислота: например, хлороводород можно получитьдействием концентрированной серной кислоты на кристаллический хлорид натрия,бромоводород и йодоводород – действием ортофосфорной кислоты на соответствующиесоли. Можно действовать кислотой на собственную соль для получения кислой соли,например:BaSO 4 +H 2 SO 4 =Ba(HSO 4 ) 2 .
19. Соль + соль.Как правило,реакция идет, если оба исходныевещества растворимы, а в качестве продукта получается хотя бы один неэлектролитили слабый электролит.
1)соль не существует, потому что необратимо гидролизуется. Этобольшинство карбонатов, сульфитов, сульфидов, силикатов трехвалентных металлов, а так же некоторыесоли двухвалентных металлов и аммония. Соли трехвалентных металловгидролизуются до соответствующего основания и кислоты, а соли двухвалентныхметаллов – до менее растворимых основных солей.
Рассмотримпримеры:
2FeCl 3 + 3Na 2 CO 3 =Fe 2(CO 3) 3+ 6NaCl(1)
Fe 2 (CO 3) 3 + 6H 2 O = 2Fe(OH) 3 + 3H 2 CO 3
H 2CO 3 разлагаетсяна воду и углекислый газ, вода в левой и правой части сокращается и получается:Fe 2(CO 3) 3+ 3H 2 O = 2Fe(OH) 3 + 3CO 2(2)
Еслитеперь объединить (1) и (2) уравнения и сократить карбонат железа, мы получимсуммарное уравнение, отражающее взаимодействие хлорида железа (III) и карбоната натрия: 2FeCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O = 2Fe(OH) 3 + 3CO 2 +6NaCl
CuSO 4 +Na 2 CO 3 =CuCO 3+Na 2 SO 4 (1)
Подчеркнутаясоль не существует из-за необратимого гидролиза:
2CuCO 3+ H 2 O = (CuOH) 2 CO 3 +CO 2 (2)
Еслитеперь объединить (1) и (2) уравнения и сократить карбонат меди, мы получимсуммарное уравнение, отражающее взаимодействие сульфата (II) и карбоната натрия:
2CuSO 4 + 2Na 2 CO 3+ H 2 O = (CuOH) 2 CO 3 + CO 2 + 2Na 2 SO 4
Оксиды — это сложные неорганические соединения, состоящие из двух элементов, один из которых кислород (в степени окисления -2).
Например, Na 2 O, B 2 O 3 , Cl 2 O 7 относятся к оксидам. Все перечисленные вещества содержат кислород и еще один элемент. Вещества Na 2 O 2 , H 2 SO 4 , HCl не относятся к оксидам: в первом степень окисления кислорода равна -1, в составе второго не два, а три элемента, а третье вообще не содержит кислорода.
Если вы не понимаете смысл термина «степень окисления», ничего страшного. Во-первых, можно обратиться к соответствующей статье на этом сайте. Во-вторых, даже без понимания этого термина можно продолжать чтение. Временно можете забыть про упоминание о степени окисления.
Получены оксиды практически всех известных на сегодняшний день элементов, кроме некоторых благородных газов и «экзотических» трансурановых элементов. Более того, многие элементы образуют несколько оксидов (для азота, например, их известно шесть).
Номенклатура оксидов
Мы должны научиться называть оксиды. Это очень просто.
Пример 1. Назовите следующие соединения: Li 2 O, Al 2 O 3 , N 2 O 5 , N 2 O 3 .
Li 2 O — оксид лития,Al 2 O 3 — оксид алюминия,N 2 O 5 — оксид азота (V),N 2 O 3 — оксид азота (III).
Обратите внимание на важный момент: если валентность элемента постоянна, мы НЕ упоминаем ее в названии оксида. Если валентность меняется, следует обязательно указать ее в скобках! Литий и алюминий имеют постоянную валентность, у азота валентность переменная; именно по этой причине названия окислов азота дополнены римскими цифрами, символизирующими валентность.
Задание 1. Назовите оксиды: Na 2 O, P 2 O 3 , BaO, V 2 O 5 , Fe 2 O 3 , GeO 2 , Rb 2 O. Не забывайте, что существуют элементы как с постоянной, так и с переменной валентностью.
Еще один важный момент: вещество F 2 O правильнее называть не «оксид фтора», а «фторид кислорода»!
Физические свойства оксидов
Физические свойства весьма разнообразны. Обусловлено это, в частности, тем, что в оксидах могут проявляться разные типы химической связи. Температуры плавления и кипения варьируются в широких пределах. При нормальных условиях оксиды могут находиться в твердом состоянии (CaO, Fe 2 O 3 , SiO 2 , B 2 O 3), жидком состоянии (N 2 O 3 , H 2 O), в виде газов (N 2 O, SO 2 , NO, CO).
Разнообразна окраска: MgO и Na 2 O белого цвета, CuO — черного, N 2 O 3 — синего, CrO 3 — красного и т. д.
Расплавы оксидов с ионным типом связи хорошо проводят электрический ток, ковалентные оксиды, как правило, имеют низкую электропроводность.
Классификация оксидов
Все существующие в природе оксиды можно разделить на 4 класса: основные, кислотные, амфотерные и несолеобразующие. Иногда первые три класса объединяют в группу солеобразующих оксидов, но для нас это сейчас несущественно. Химические свойства оксидов из разных классов отличаются весьма сильно, поэтому вопрос классификации очень важен для дальнейшего изучения этой темы!
Начнем с несолеобразующих оксидов. Их нужно запомнить: NO, SiO, CO, N 2 O. Просто выучите эти четыре формулы!
Для дальнейшего продвижения мы должны вспомнить, что в природе существуют два типа простых веществ — металлы и неметаллы (иногда выделяют еще группу полуметаллов или металлоидов). Если вы четко понимаете, какие элементы относятся к металлам, продолжайте читать эту статью. Если есть малейшие сомнения, обратитесь к материалу «Металлы и неметаллы» на этом сайте.
Итак, сообщаю вам, что все амфотерные оксиды являются оксидами металлов, но не все оксиды металлов относятся к амфотерным. Я перечислю наиболее важные из них: BeO, ZnO, Al 2 O 3 , Cr 2 O 3 , SnO. Список не является полным, но перечисленные формулы следует обязательно запомнить! В большинстве амфотерных оксидов металл проявляет степень окисления +2 или +3 (но есть исключения).
В следующей части статьи мы продолжим говорить о классификации; обсудим кислотные и основные оксиды.