Способи одержання оксидів
1. Безпосередня взаємодія речовин.
C + O2 = CO2 , 2Mg + O2 = 2MgO
2ZnS +3O2 = 2ZnO + 2SO2
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
2. Розкладання складних сполук.
CaCO3 CaO + CO2
Cu(OH)2 CuO + H2O
(CuOH)2CO3 2CuO + H2O + CO2
2H3BO3 B2O3 + 3H2O
(NH4)2Cr2O7 Cr2O3 + N2 + 4H2O
Властивості оксидів. Хімічні властивості оксидів визначаються тільки природою елемента. Властивості оксигену у всіх оксидах залишаються незмінними.
За своїми властивостями оксиди поділяються на основні, кислотні й амфотерні.
Основні оксиди –це оксиди неметалів невисокого ступеню окиснення, наприклад: Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, CaO, SbO, BaO, FeO, MnO.
Вони утворюють з водою гідроксиди:
Na2O + H2O = 2NaOH K2O + H2O = 2KOH
CaO + H2O = Ca(OH)2 BaO + H2O = Ba(OH)2
з кислотними оксидами – солі :
CaO + CO2 = CaCO3 K2O + SO3 = K2 SO4
Na2O + SO2 = Na2SO3 BaO + SO3 = BaSO4
з кислотою – сіль і воду:
CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O K2O + 2HNO3 = 2KNO3 + H2O
Na2O + H2SO4 = Na2SO4 +H2O BaO + Н2SO4 = BaSO4 + H2O
Кислотні оксиди – це оксиди неметалів і окcиди металів з вищого ступеня окислення, наприклад, CO2, SO2, SO3, P2O3, P2O5, N2O3, N2O5, B2O3, CrO3, Mn2O7, Cl2O7
Вони утворюють з водою - відповідні кислоти:
CO2 + H2O = H2CO3, SO3 + H2O = H2SO4, P2O5 + H2O = 2HPO3,
Mn2O7+ H2O = 2HMnO4, Cl2O7 + H2O = 2HClO4
з основними оксидами - солі:
CaO + Na2O = Na2CO3 SO2 + Na2O = Na2SO3
SO3 + CaO = CaSO4 Na2O5 + CaO = Ca(NO3)2
з основами - сіль і воду :
CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O
SO3 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O N2O5 + 2NaOH = 2NaNO3 + H2O.
Амфотерні оксиди –оксиди металів, що утворюють солі при взаємодії як з кислотами (кислотними оксидами), так і з основами (основними оксидами). Їм притаманні властивості основних і кислотних оксидів, наприклад:
ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O ZnO + 2NaOH = Na2ZnO2 + H2O
При цьому утворюються сіль і вода.
Г і д р о к с и д и
Гідроксидами називають сполуки, що складаються, як правило, з атома металу та іонів ОН- . Наприклад, NaOH, KOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2. ОН – це гідроксид-іон, заряд якого дорівнює -1. Число гідроксид-іонів в основі визначається ступенем окиснення металу. В загальному вигляді формула основи записується так: Ме(ОН)х , де Ме – метал, х – індекс, що вказує, скільки іонів ОН- міститься в основі ( х = 1, 2, 3 ...).
Основи класифікуються за розчинністю їх у воді й за силою, як електроліти. За розчинністю основи поділяються на: розчинні, або луги, нерозчинні та малорозчинні. Найважливіші луги – це гідроксид натрію NaOH, гідроксид калію KOH і гідроксид кальцію Ca(OH)2. За силою, як електроліти, основи поділяють на сильні, слабкі і середньої сили залежно від ступеню дисоціації.
Номенклатура основ. Назва основи складається зі слова"гідроксид плюс назва металу". Наприклад: КОН - гідроксид калію;
NaOH - гідроксид натрію; Ba(OH)2 - гідроксид барію;
La(OH)3 - гідроксид лантану; Tr(OH)4 - гідроксид торію.
Якщо метал утворює кілька гідроксидів, вказують ступінь його Окислення римською цифрою в дужках, наприклад:
Fe(OH)2 - гідроксид феруму (ІІ); Fe(OH)3 - гідроксид феруму (ІІІ);
Bi(OH)3 - гідроксид вісмуту (ІІІ).
Кількість гідроксильних груп в молекулі основи визначає її кислотність:
NaOH, KOH, NH4OH – однокислотні основи;
Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2 – двокислотні основи;
La(OH)3, Bi(OH)3, Al(OH)3 – трикислотні основи;
Tі(OH)4 – чотирикислотна основа.
Властивості основ.Основи взаємодіють з кислотами, утворюючи сіль та воду, наприклад:
NaOH + HNO3 = NaNO3+ H2O
Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + +2H2O
Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O.
Основи забарвлюють лакмусовий папір в синій колір, фенолфталеїн – в малиновий, на дотик вони мильні.
Амфотерні гідроксиди.
Амфотерні гідроксиди взаємодіють як з кислотами, так і основами, утворюючи солі, наприклад:
Zn(OH)2 + 2НCl = ZnCl2 + 2H2O
Zn(OH)2 або H2ZnO2 + 2NaOH = Na2ZnO2 + 2H2O
К и с л о т и
Кислотами називаються сполуки, до складу яких входять атоми гідрогену, здатні заміщатися атомами металу. При цьому утворюються солі і виділяється вільний водень, наприклад:
H2SO4 + 2Na = Na2SO4 + H2 6HCl + 2Al = 2AlCl3 + 3H2
H2SO4 + Zn = ZnSO4 + H2 2HCl + Fe = FeCl2 + H2
Класифікація кислот. За хімічним складом розрізняють кислоти
Безкисневі і кисневмісні.
Безкисневі кислоти: HF, HCl, HBr, HI, HSCN, H2S та інші.
Кисневмісні кислоти – це гідрати (продукти сполук з водою) оксидів неметалів, а також деяких металів у вищих ступенях окиснення (+5, +6, +7), наприклад:
CO2 + H2O = H2CO3 СrO3 + H2O = H2СrO4
SO3 + H2O = H2SO4 Mn2O7 + H2O = 2HMnO4
Кількість атомів гідрогену кислоти, здатних заміщуватися атомами металу з утворенням солі, визначають основність кислоти.
Одноосновні кислоти – HCl, HBr, HI, HF, HNO3, CH3COOH, HMnO4;
двоосновні – H2S, H2CO3, H2SiO3, H2SO3, H2SO4, H2MnO4 , H2СrO4;
триосновні – H3PO4, H3AsO4, H3BO3, H3SbO4 .
Негативно заряджені групи атомів чи поодинокі атоми (негативні іони), які залишаються після відокремлення від молекули кислоти одного чи кількох атомів гідрогену, називаються кислотними залишками. Негативний заряд кислотного залишку визначається кількістю відокремлених атомів гідрогену.
Властивості кислот:
1) вони взаємодіють з багатьма металами:
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑ Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
Cu + 4HNO3(розбав.) = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
2) при взаємодії з основними та амфотерними оксидами утворюються сіль і вода:
CaO + H2SO4 = CaSO4 + H2O ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O
3) при взаємодії з основами утворюються сіль і вода:
Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O Zn(OH)2 + 2HСl = ZnCl2 + 2H2O
C о л і
Сіллю називається продукт заміщення атомів гідрогену в кислоті на атом металу чи іон NH4+ або гідроксильної групи гідроксиду на кислотні залишки.