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 + O2s

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, Al2O3, 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

Наши рекомендации