Получение основных гидроксидов

КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

ОКСИДЫ ГИДРОКСИДЫ СОЛИ

Несолеобразующие -кислотные -средние

(NO N₂O CO ) -основные -кислые

Солеобразующие -амфотерные - основные

-кислотные

-основные

-амфотерные

ОКСИДЫ

Оксиды – сложные вещества,состоящие из атомов двух элементов, один из которых – кислород. Например: CaO, CO₂, Al₂O₃

Номенклатура оксидов

-- по международной номенклатуре сначала называют класс соединения, т.е. оксид, затем элемент и,если необходимо, указывают его валентность.

Например, CaO оксид кальция

B₂O₃ оксид бора

Fe₂O₃ оксид железа (111)

-с помощью числительных указывают число атомов, входящих в состав оксида.

Например, N₂O оксид диазота

MnO₃ триоксид марганца

CO₂ диоксид углерода

!!! Такой способ названия не используется, если в молекуле присутствует только один атом каждого элемента.( Например. СО называют только первым способом, т.е. оксид углерода(11) )

- Таким способом называют только кислотные оксиды. Кислотные оксиды называют ангидридами соответствующих кислот. (ангидрид в переводе с латинского означает: АН частица отрицания, т.е. без и ГИДР – вода, т.е. ангидрид = без воды)

Например, H₂CO₃ – H₂O =CO₂ угольный ангидрид

H₂SO₄ – H₂O = SO₃ серный ангидрид

Непосредственно вывести формулу азотного ангидрида невозможно, т.к. в формуле азотной кислоты только один атом водорода, поэтому HNO₃*2=H_@N₂O₃ – H₂O = N₂O₅ азотный ангидрид.

Получение оксидов

1 Из простых веществ. При обычных условиях процесс идет медленно, при нагреве (горении) – быстро. ( Почему вода не горит? Потому, что вода – сгоревший водород)

2H₂+ O₂ = 2H₂O S + O₂ = SO₂ 2 Cu + O₂ = 2CuO Ag + O₂ –реакция не идет

2 Горение сложных веществ

CH₄ +2O₂ = CO₂ + 2H₂O 2H₂S + 3O₂ =2H₂O + 2 SO₂ P₂O₃ + O₂= P₂O₅

3 Разложением соответствующих гидроксидов

H₂CO₃=CO₂+ H₂O Zn(OH)₂= ZnO + H₂O Cu(OH)₂= CuO + H₂O

4 Разложением соответствующих солей

CaCO₃= CaO + CO₂ 2 Pb(NO₃)₂=4NO₂ +2PbO + O_2s

Свойства оксидов

1Взаимодействие с водой

- кислотные оксиды все, кроме оксида кремния SiO₂, растворяются в воде с образованием кислот.

- основные оксиды по-разному реагируют с водой. Если оксид образован активным металлом (s-‘элементом 1 группы или s-элементом 2 группы, начиная с кальция), то он растворяется в воде с образованием растворимого основания. Основные оксиды, образованные другими металлами, в воде не растворяются.

-амфотерные оксиды в воде не растворяются.

К кислотным оксидам относятся оксиды, образованные неметаллами и d-элементами в степени окисления +4 и выше.

К основным оксидам относятся оксиды, образованные металлами и d-элементами в степени окисления +1 ,+2,+3.

К амфотерным оксидам относятся оксиды dэлементов в промежуточной степени окисления, некоторых p-элементов, но мы будем разбирать наиболее часто используемые и включенные в программу: ZnO, PbO, SnO, BeO, Al₂O_3, Cr₂O₃

CO₂+H₂O =H₂CO₃ Na₂O +H₂O =2NaOH ZnO + H₂O – реакция не идет

_{кислотный кислота основноы основание амфотерный}

_{образован s-элементом}

_{1гр, т.е. активным металлом}

N₂O₅ + H₂O =H₂N₂O₆=2HNO₃ CuO + H₂O- реакция не идет

_{кислотный кислота основной образован d-элементом, т.е. неактивнгым металлом}

2 Взаимодействие оксидов друг с другом.

!!! Аналогичные по свойствам оксиды не реагируют

+ основной – реакция не иде

ОСНОВНОЙ ОКСИД + кислотный = соль

+ амфотерный = соль

+ кислотный – реакция не идет

КИСЛОТНЫЙ ОКСИД + основной = соль

+ амфотерный = соль

+ амфотерный – реакция не идет

АМФОТЕРНЫЙ ОКСИД + кислотный = соль

+ основной = соль

Например,

CaO + SO₂ =?

Для написания реакции надо:

- определить свойства оксидов

CaO этот оксид образхован s-элементом 11 группы, т.е.Ca относится к активным металлам и оксид проявляет основные свойства

SO₂ – этот оксид образован неметаллом, значит проявляет кислотные свойства

- из кислотного оксида вывести формулу соответствующей кислоты

SO₂ + H₂O = H₂SO₃

- дописать уравнение реакции

CaO + SO₂ = CaSO₃

Аналогично сделаем еще несколько примеров

Na₂O + Cl₂O₇ = 2 NaClO₄

Na₂O – основной оксид

CL₂O₇- кислотный оксид, поэтому выводим формулу соответствующей кислоты

Cl₂O₇ + H₂O = H₂Cl₂O₈ =2HClO₄

Al₂O₃ +3 N₂O₃ =2 Al⁺³ (NO₂)₃^-

AL₂O₃ амфотерный оксид и может вести себя по-разному: и как кислотный , и как основной (см. схему) , поэтому определяем свойства второго оксида, с которым он реагирует. N₂O₃ образован типичным неметаллом, поэтому проявляет кислотные свойства, значит выводим соответствующую ему кислоту, а оксид алюминия в данной реакции будет вести себя как основной оксид.

N₂O₃ + H₂O =H₂N₂O₄ = 2HNO₂

ZnO + BaO = Ba⁺²ZnO₂^-2

ZnO – амфотерный оксид и проявляет кислотно-основную двойственность.Свойства в конкретной реакции зависят от свойств второго оксида. BaO – основной оксид, поэтому для написания реакции выводим формулу кислоты из ZnO, который в данной реакции ведет себя как кислотный оксид

ZnO + H₂O = H₂ZnO₂

3 Взаимодейсвие оксидов с гидроксидами.

+ основной гидроксид – реакция не идет

ОСНОВНОЙ ОКСИД + кислотный гидроксид или б/кислородная кислота =

Соль + вода

+ амфотерный гидроксид= соль и вода

+ кислота = реакция не идет

КИСЛДОТНЫЙ ОКСИД + основной гидроксид= соль и вода

+ амфотерный гидроксид=соль и вода

+ амфотерный гидроксид – реакция не идет

АМФОТЕРНЫЙ ОКСИД + кислота = соль и вода

+ основной гидроксид = соль и вода

Например,

K₂O + Ca(OH)₂ – реакция не идет,т.к. основной оксид и основной гидроксид не реагируют

3BaO + 2H₃PO₄= Ba⁺²₃(PO₄)₂^-3 +3 H₂O

Основной Ки слота соль

Fr₂O + Pb(OH)₂ = Fr⁺₂PbO₂^-2+ H₂O

Основной амфотерн=кислот соль

CO₂+ HCl – реакция не идет, т.к. кислотный оксид и кислота не реагируют

N₂O₅ + Sr (OH)₂ = Sr⁺²(NO₃)₂^-+ H₂O

Кисл. Основанипе соль

Для написания формулы соли в продуктах данной реакции неизвестна ткислота, поэтому сначала надо вывести формулу кислоты из оксида:

N₂O₅ + H₂O = H₂N₂O₆= 2HNO₃

Теперь, зная формулу кислоты, выводим формулу соли и заканчиваем уравнение реакции.

Задание для самоподготовки

1 Определить свойства а) оксида марганца(V11)

б) оксида меди (11)

в) оксида калия.

С какими из предложенных соединений эти оксиды будут реагировать?

a) H₂O б) NaOH и) SO₃ г) Al₂O₃ д) HNO₃ е) CaO ж)HCl з) Zn(OH)₂

КИСЛОТЫ

Кислоты- сложные соединения, состоящие из атомов двух и более элементов, один из которых – водород, способный замещаться на металл.

Кислоты могут быть :

- по строению кислотного остатка: а) кислородсодержащие - HNO₃ H₃PO₄ H₂SO₄

б) бескислородные H₂S HCl HCN HI

- по количеству водорода в молекуле кислоты ( основность)

а) одноосновные HCl HNO₃ HCNS

б) двухосновные H₂S H₂CO₃ H₂SO₄

в) трехосновные H₃AsO₃ H₃PO₄

Номенклатура кислот

а) бескислородные кислоты – при названии к русскому названию элемента прибавляют окончание водородная. Например, HCl хлороводородная

H₂S сероводородная

HCN циановодородная ( углерод – по-лат.Ц,азот – по-лат. Н)

Исключением является кислота HCNS. Ранее она называлась родановодородная. И настоящее время у нее другое название тиоциановая кислота(отличается от других бескислородных кислот) Это отличие обусловлено тем, что эту кислоту рассматривают как циановую HCNO, у которой атом кислорода замещен на серу ( корень тио – по лат. Сера)

б) кислородсодержащие кислоты. Для их названия сначала определяют степень окисления элемента, образовавшего кислоту. Если степень окисления высшая ( соответствует номеру группы периодической системы элементов Д.И. Менделеева), то к русскому названию элемента прибавляют окончание –овая или –ная. Если степень окисления средняя (промежуточная), то к русскому названию элемента прибавляют окончание –истая или –овистая.

Например, HCrO₂ Определяем степень окисления хрома: степень окисления кислорода -2, таких атомов 2, -2*2=-4 На водороде и хроме степень окисления +4 Степень окисления водорода постоянная +1, значит ст.ок. хрома +4- 1= +3 Хром находится в шестой группе , значит в данном соединении степень окисления средняя и кислота называется хромистая

HSbO₃ Начинаем с определения степени окисления сурьмы.

+1+Х=-2*3 ( +1 ст.ок. водорода, +Х ст.ок. сурьмы и -2 ст. ок. кислорода. 3 – число атомов кислорода в молекуле кислоты)Решив уравнение с одним неизвестным получаем +5. Сурьма находится в пятой группе, значит степень окисления – высшая и название – сурьмяная.

\Для некоторых элементов характерно образование нескольких кислот с элементов в одинаковой степени окисленгия. Например, HPO₃ и H₃PO₄/ Если определить степень окисления фосфора в этих соединениях, то она будет одинакова +5. Для отличия кислот испольэуют приставки мета- или орто-.Если сравнить состав кислот, то они отличаются на два атома водорода и один атом кислорода, т.е. на молекулу воды, поэтому более богатая водой кислота нгазывается орто-, более бедная мета-.

HPO₃- метафосфорная кислота

H₃PO₄ – ортофосфорная кислота

Например, HBO₂ метаборная кислота, требуется написать формулу ортоборной кислоты.

Зная, что орто форма богаче водой, надо прибавить молекулу воды и получим H₃BO₃

Наоборот, чтобы вывести мета форму, надо воду отнять.Например, H₄SiO₄ ортокремниевая кислота, надо вывести формулу метакремниевой ( - H₂O ) H₂SiO₃

!!! У элементов седьмой группы большое число степеней окисления и большое чколичество -кислот, поэтому используют дополнительные окончания::

HClO Степень окисления хлора самая низкая из полдожительных +1 и окончание –ватистая указывает на это- хлорноватистая кислота

HClO₂ кислота хлористая

HClO₃ – степень окисления хлора приближается к высшей и окончание ватая указывает на это.

Кислота хлорноватая

HClO₄ степень окисления высшая , окончание -ная и кислота хлорная

Кроме кислот неорганической природы, номенклатуру которых разобрали, придется работать и с органическими кислотами, название которых надо запомнить:

CH₃COOH уксусная кислота

H₂C₂O₄ щавелевая кислота

H₂C₄H₄O₆ виннокаменная кислота ( винная)

Свойства кислот

1 Взаимодействие с металлами. Все кислоты растворяют металлы, стоящие в ряду активности до водорода, с образованием соли и свободного водорода.

Концентрированная серная кислота и азотная кислота любой концентрации растворяют практически все металлы, но никогда не выделяют водород!!!!(какие выделяются продукты – см. окислительно-восстановительные реакции)

2HCl + Zn ( до водорода) = ZnCl₂ + H₂

H₂SO₄(разб) +Cu ( после водорода) – реакция не идет

2 Взаимодействие с основными оксидами и основными гидроксидами

2HNO₃ + CaO = Ca(NO₃)₂ +H₂O

H₂SO₄ + 2KOH =K₂SO₄ + 2H₂O

3 Взаимодействие с амотернымиоксидами и гидроксидами

3HCl+ Al(OH)₃= AlCl₃ +3 H₂O

2HNO₃ + PbO =Pb(NO₃)₂ + H₂O

4 Взаимодействие с солями

AgNO₃ + HCl = AgCl + HNO₃

CaCl₂ + H₂SO₄ = CaSO₄ +2HCl

Na₂CO₃ + 2 HNO₃= 2NaNO₃ + CO₂ +H₂O

Задание на самоподготовку

Дайте названия следующим кислотам

а) HVO₃ б) H₂SeO₃ в) H₂Se г) H₂SnO₃ д) HAlO₂

Выведите формулы следующих кислот

Висмутовая кислота

Молибденовая кислота

Свинцовистая кислота ( степень окисления свинца+2)

Мета-мышьяковая кислота

ОСНОВНЫЕ ГИДРОКСИДЫ

Me⁺ⁿ(OH)_n Основные гидроксиды образованы металлом и гидроксогруппой, способной замщаться на кислотный остаток. Основные гидроксиды могут быть растворимыми в воде ( щелочи) и нерастворимыми в воде (основания).

Получение основных гидроксидов