Osobine oksida
Oksidi su složene hemijske supstance koje su hemijska jedinjenja jednostavni elementi sa kiseonikom. Oni su formiranje soli I ne formiranje soli. U ovom slučaju postoje 3 vrste agensa za stvaranje soli: main(od riječi "fundacija"), kiselo I amfoterično.
Primjeri oksida koji ne stvaraju soli su: NO (dušikov oksid) - je bezbojni plin bez mirisa. Nastaje tokom oluje sa grmljavinom u atmosferi. CO (ugljen-monoksid) je gas bez mirisa koji nastaje sagorevanjem uglja. Obično se naziva ugljen monoksid. Postoje i drugi oksidi koji ne stvaraju soli. Sada pogledajmo pobliže svaku vrstu oksida koji stvaraju soli.
Osnovni oksidi
Osnovni oksidi- To su složene hemijske supstance srodne oksidima koje formiraju soli hemijskom reakcijom sa kiselinama ili kiselim oksidima i ne reaguju sa bazama ili bazičnim oksidima. Na primjer, glavni uključuju sljedeće:
K 2 O (kalijev oksid), CaO (kalcijum oksid), FeO (željezni oksid).
Hajde da razmotrimo Hemijska svojstva oksidi sa primjerima
1. Interakcija sa vodom:
- interakcija s vodom za stvaranje baze (ili alkalije)
CaO+H 2 O → Ca(OH) 2 (poznata reakcija gašenja kreča, koja oslobađa velike količine toplina!)
2. Interakcija sa kiselinama:
- interakcija sa kiselinom za stvaranje soli i vode (rastvor soli u vodi)
CaO+H 2 SO 4 → CaSO 4 + H 2 O (Kristali ove supstance CaSO 4 su svima poznati pod nazivom „gips“).
3. Interakcija sa kiselim oksidima: stvaranje soli
CaO+CO 2 → CaCO 3 (Svi znaju ovu supstancu - obična kreda!)
Kiseli oksidi
Kiseli oksidi- to su složene hemijske supstance srodne oksidima koje formiraju soli pri hemijskoj interakciji sa bazama ili bazičnim oksidima i ne stupaju u interakciju sa kiselim oksidima.
Primjeri kiselih oksida mogu biti:
CO 2 (svi znaju ugljen-dioksid), P 2 O 5 - fosforov oksid (nastao sagorijevanjem bijelog fosfora u zraku), SO 3 - sumporov trioksid - ova supstanca se koristi za proizvodnju sumporne kiseline.
Hemijska reakcija sa vodom
CO 2 +H 2 O → H 2 CO 3 - ova supstanca je ugljična kiselina - jedna od slabih kiselina, dodaje se u gaziranu vodu kako bi se stvorili plinoviti "mjehurići". S povećanjem temperature, topljivost plina u vodi opada, a njegov višak izlazi u obliku mjehurića.
Reakcije sa alkalijama (bazama):
CO 2 +2NaOH→ Na 2 CO 3 +H 2 O- nastala supstanca (sol) se široko koristi u domaćinstvu. Njegovo ime - soda soda ili soda za pranje - je odlično. deterdžent za zagorene tiganje, masnoću, zagorene tragove. Ne preporučujem rad golim rukama!
Reakcija sa bazičnim oksidima:
CO 2 +MgO→ MgCO 3 - rezultirajuća sol je magnezijum karbonat - također se naziva i "gorka sol".
Amfoterni oksidi
Amfoterni oksidi- to su složene hemijske supstance, takođe srodne oksidima, koje formiraju soli tokom hemijske interakcije sa kiselinama (ili kiseli oksidi) i osnove (ili bazični oksidi). Većina česta upotreba riječ "amfoterično" u našem slučaju se odnosi na metalni oksidi.
Primjer amfoterni oksidi može biti:
ZnO - cink oksid (bijeli prah, koji se često koristi u medicini za pravljenje maski i krema), Al 2 O 3 - aluminij oksid (također se naziva i "aluminij").
Hemijska svojstva amfoternih oksida jedinstvena su po tome što mogu ući u hemijske reakcije i sa bazama i sa kiselinama. Na primjer:
Reakcija sa kiselim oksidom:
ZnO+H 2 CO 3 → ZnCO 3 + H 2 O - Dobijena supstanca je rastvor soli „cink karbonata“ u vodi.
Reakcija sa bazama:
ZnO+2NaOH→ Na 2 ZnO 2 +H 2 O - nastala supstanca je dvostruka so natrijuma i cinka.
Dobivanje oksida
Dobivanje oksida proizvesti Različiti putevi. To se može dogoditi fizičkim i hemijskim putem. Najviše na jednostavan način je hemijska reakcija jednostavni elementi sa kiseonikom. Na primjer, rezultat procesa sagorijevanja ili jedan od proizvoda ove kemijske reakcije su oksidi. Na primjer, ako se užarena željezna šipka, a ne samo željezo (možete uzeti cink Zn, kalaj Sn, olovo Pb, bakar Cu, općenito, sve što vam je pri ruci) stavi u tikvicu s kisikom, tada će desiti hemijska reakcija oksidacija gvožđa, koja je praćena blistavim bljeskom i varnicama. Produkt reakcije će biti crni željezni oksid u prahu FeO:
2Fe+O 2 → 2FeO
Hemijske reakcije s drugim metalima i nemetalima su potpuno slične. Cink sagorijeva u kisiku i stvara cink oksid
2Zn+O 2 → 2ZnO
Sagorijevanje uglja je praćeno stvaranjem dva oksida odjednom: ugljen monoksid i ugljični dioksid
2C+O 2 → 2CO - stvaranje ugljen monoksida.
C+O 2 → CO 2 - stvaranje ugljičnog dioksida. Ovaj plin nastaje ako ima kisika u više od dovoljna količina, odnosno, u svakom slučaju, prvo dolazi do reakcije s stvaranjem ugljičnog monoksida, a zatim se ugljični monoksid oksidira, pretvarajući se u ugljični dioksid.
Dobivanje oksida može se uraditi i na drugi način - putem hemijske reakcije razlaganja. Na primjer, da bi se dobio željezni oksid ili aluminijev oksid, potrebno je kalcinirati odgovarajuće baze ovih metala na vatri:
Fe(OH) 2 → FeO+H 2 O
Čvrsti aluminijum oksid - mineralni korund 
Gvožđe(III) oksid. Površina planete Mars je crvenkasto-narandžaste boje zbog prisustva željeznog (III) oksida u tlu. Čvrsti aluminijum oksid - korund 
2Al(OH) 3 → Al 2 O 3 +3H 2 O,
kao i tokom razgradnje pojedinih kiselina:
H 2 CO 3 → H 2 O+CO 2 - razgradnja ugljene kiseline
H 2 SO 3 → H 2 O+SO 2 - razgradnja sumporne kiseline
Dobivanje oksida mogu se napraviti od soli metala uz jako zagrijavanje:
CaCO 3 → CaO+CO 2 - kalcinacija krede proizvodi kalcijum oksid (ili živo kreč) i ugljen dioksid.
2Cu(NO 3) 2 → 2CuO + 4NO 2 + O 2 - u ovoj reakciji razlaganja dobijaju se dva oksida odjednom: bakar CuO (crni) i azot NO 2 (zove se i smeđi gas zbog njegove zaista smeđe boje).
Drugi način na koji se oksidi mogu proizvesti je putem redoks reakcija.
Cu + 4HNO 3 (konc.) → Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
S + 2H 2 SO 4 (konc.) → 3SO 2 + 2H 2 O
Oksidi hlora
ClO2 molekul 
Cl 2 O 7 molekula 
Dušikov oksid N2O 
Azotni anhidrid N 2 O 3 
Anhidrid azota N 2 O 5 
Smeđi gas NO 2 Poznato je sljedeće hlor oksidi: Cl 2 O, ClO 2, Cl 2 O 6, Cl 2 O 7. Svi su, osim Cl 2 O 7, žute ili narandžaste boje i nisu postojani, posebno ClO 2, Cl 2 O 6. Sve hlor oksidi su eksplozivni i vrlo su jaki oksidanti.
Reagujući s vodom, formiraju odgovarajuće kiseline koje sadrže kisik i klor:
Dakle, Cl 2 O - kiseli hlor oksid hipohlorne kiseline.
Cl 2 O + H 2 O → 2HClO - Hipohlorna kiselina
ClO2 - kiseli hlor oksid hipohlorna i hipohlorna kiselina, jer tokom hemijske reakcije sa vodom formira dve od ovih kiselina odjednom:
ClO 2 + H 2 O→ HClO 2 + HClO 3
Cl 2 O 6 - takođe kiseli hlor oksid perhlorne i perhlorne kiseline:
Cl 2 O 6 + H 2 O → HClO 3 + HClO 4
I na kraju, Cl 2 O 7 - bezbojna tečnost - kiseli hlor oksid perhlorna kiselina:
Cl 2 O 7 + H 2 O → 2HClO 4
Oksidi dušika
Dušik je gas koji sa kiseonikom formira 5 različitih jedinjenja - 5 dušikovi oksidi. naime:
N2O- dušikov oksid. Njegovo drugo ime je u medicini poznato kao gas za smeh ili dušikov oksid- Bezbojan je, slatkast i prijatan na gas.
- NE - dušikov monoksid- gas bez boje, mirisa i ukusa.
- N 2 O 3 - azotni anhidrid- bezbojna kristalna supstanca
- NE 2 - dušikov dioksid. Njegovo drugo ime je smeđi gas- gas zaista ima smeđe-braon boje
- N 2 O 5 - azotni anhidrid- plava tečnost koja ključa na temperaturi od 3,5 0 C
Od svih navedenih azotnih jedinjenja, NO - azot monoksid i NO 2 - azot dioksid su od najvećeg interesa u industriji. Azot monoksid(NE) i dušikov oksid N 2 O ne reaguje sa vodom ili alkalijama. (N 2 O 3) pri reakciji sa vodom stvara slabu i nestabilnu azotnu kiselinu HNO 2, koja na zraku postepeno prelazi u stabilniju Hemijska supstanca azotna kiselina Pogledajmo neke hemijska svojstva dušikovih oksida:
Reakcija sa vodom:
2NO 2 + H 2 O → HNO 3 + HNO 2 - 2 kiseline nastaju odjednom: Azotna kiselina HNO 3 i dušična kiselina.
Reakcija sa alkalijama:
2NO 2 + 2NaOH → NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O - formiraju se dvije soli: natrijum nitrat NaNO 3 (ili natrijum nitrat) i natrijum nitrit (sol azotaste kiseline).
Reakcija sa solima:
2NO 2 + Na 2 CO 3 → NaNO 3 + NaNO 2 + CO 2 - formiraju se dvije soli: natrijum nitrat i natrijum nitrit, a oslobađa se ugljični dioksid.
Dušikov dioksid (NO 2) se dobija iz azot monoksida (NO) hemijskom reakcijom koja se kombinuje sa kiseonikom:
2NO + O 2 → 2NO 2
Oksidi gvožđa
Iron forme dva oksid:FeO- gvožđe oksid(2-valentni) - crni prah, koji se dobija redukcijom gvožđe oksid(3-valentni) ugljični monoksid sljedećom kemijskom reakcijom:
Fe 2 O 3 +CO→ 2FeO+CO 2
Ovo je bazični oksid koji lako reagira s kiselinama. Ima svojstva redukcije i brzo oksidira u gvožđe oksid(3-valentni).
4FeO +O 2 → 2Fe 2 O 3
Gvozdeni oksid(3-valentni) - crveno-smeđi prah (hematit), koji ima amfoterna svojstva (može komunicirati i sa kiselinama i sa alkalijama). Ali kisela svojstva ovog oksida su toliko slabo izražena da se najčešće koristi kao bazični oksid.
Postoje i tzv miješani željezni oksid Fe 3 O 4 . Nastaje kada željezo gori i dobro provodi struja i ima magnetna svojstva (naziva se magnetna željezna ruda ili magnetit). Ako željezo izgori, tada se kao rezultat reakcije sagorijevanja formira kamenac koji se sastoji od dva oksida: gvožđe oksid(III) i (II) valencija.
Sumpor oksid
Sumpor dioksid SO 2 Sumpor oksid SO 2 - ili sumpor dioksid odnosi se na kiseli oksidi, ali ne stvara kiselinu, iako se savršeno otapa u vodi - 40 litara sumpor-oksida u 1 litru vode (radi lakše pripreme hemijske jednačine Ova otopina se naziva sumporna kiselina).
U normalnim okolnostima, to je bezbojni plin sa oštrim i zagušljivim mirisom izgorjelog sumpora. Na temperaturi od samo -10 0 C može se prevesti u tečno stanje.
U prisustvu katalizatora - vanadijev oksid (V 2 O 5) sumpor oksid vezuje kiseonik i pretvara se u sumpor trioksid
2SO 2 +O 2 → 2SO 3
Rastvoren u vodi sumpor dioksid- sumporov oksid SO2 - oksidira vrlo sporo, zbog čega se sam rastvor pretvara u sumpornu kiselinu
Ako sumpor dioksid propuštati lužinu, na primjer, natrijum hidroksid, kroz otopinu, tada nastaje natrijev sulfit (ili hidrosulfit - ovisno o tome koliko alkalija i sumpordioksida uzmete)
NaOH + SO 2 → NaHSO 3 - sumpor dioksid uzeti u višku
2NaOH + SO 2 → Na 2 SO 3 + H 2 O
Ako sumpor dioksid ne reaguje sa vodom, zašto onda njegov vodeni rastvor daje kiselu reakciju?! Da, ne reagira, ali sam oksidira u vodi, dodajući sebi kisik. I ispostavilo se da se slobodni atomi vodika nakupljaju u vodi, koji daju kiselu reakciju (možete provjeriti nekim indikatorom!)
oksidi – složene supstance, koji se sastoji od dva elementa, od kojih je jedan kiseonik. U nazivima oksida prvo se navodi riječ oksid, a zatim naziv drugog elementa od kojeg je formiran. Koje karakteristike imaju kiseli oksidi i po čemu se razlikuju od drugih vrsta oksida?
Klasifikacija oksida
Oksidi se dijele na soli koji stvaraju i ne stvaraju soli. Već iz naziva je jasno da oni koji ne stvaraju soli ne stvaraju soli. Postoji nekoliko takvih oksida: voda H 2 O, kiseonik fluorid OF 2 (ako se konvencionalno smatra oksidom), ugljen monoksid ili ugljen monoksid (II), ugljen monoksid CO; azotni oksidi (I) i (II): N 2 O (diazot-oksid, gas za smejanje) i NO (azot-monoksid).
Oksidi koji tvore soli stvaraju soli kada reagiraju s kiselinama ili alkalijama. Kao hidroksidi odgovaraju bazama, amfoternim bazama i kiselinama koje sadrže kiseonik. U skladu s tim, nazivaju se osnovnim oksidima (npr. CaO), amfoternim oksidima (Al 2 O 3) i kiselim oksidima ili kiselim anhidridima (CO 2).
Rice. 1. Vrste oksida.
Često se studenti suočavaju s pitanjem kako razlikovati bazični oksid od kiselog. Prije svega, morate obratiti pažnju na drugi element pored kisika. Kiseli oksidi - sadrže nemetalni ili prelazni metal (CO 2, SO 3, P 2 O 5) bazični oksidi - sadrže metal (Na 2 O, FeO, CuO).
Osnovna svojstva kiselinskih oksida
Kiseli oksidi (anhidridi) su supstance koje pokazuju kisela svojstva i formiraju kiseline koje sadrže kiseonik. Dakle, kiseli oksidi odgovaraju kiselinama. Na primjer, kiseli oksidi SO 2 i SO 3 odgovaraju kiselinama H 2 SO 3 i H 2 SO 4 .
Rice. 2. Kiseli oksidi sa odgovarajućim kiselinama.
Kiseli oksidi formirani od nemetala i metala sa promenljivom valentnošću u najvišem oksidacionom stanju (na primer, SO 3, Mn 2 O 7) reaguju sa bazičnim oksidima i alkalijama, formirajući soli:
SO 3 (kiseli oksid) + CaO (bazni oksid) = CaSO 4 (sol);
Tipične reakcije su interakcija kiselih oksida s bazama, što rezultira stvaranjem soli i vode:
Mn 2 O 7 (kiseli oksid) + 2KOH (alkalijski) = 2KMnO 4 (sol) + H 2 O (voda)
Svi kiseli oksidi, osim silicijum dioksida SiO 2 (silicijum anhidrid, silicijum dioksid), reaguju sa vodom, formirajući kiseline:
SO 3 (kiseli oksid) + H 2 O (voda) = H 2 SO 4 (kiselina)
Kiseli oksidi nastaju interakcijom sa kiseonikom jednostavnih i složenih supstanci (S+O 2 =SO 2), ili razgradnjom kao rezultat zagrevanja složenih supstanci koje sadrže kiseonik - kiseline, nerastvorljive baze, soli (H 2 SiO 3 = SiO 2 +H 2 O).
Spisak kiselih oksida:
| Naziv kiselinskog oksida | Formula kiselog oksida | Svojstva kiselinskog oksida |
| Sumpor(IV) oksid | SO 2 | bezbojni otrovni gas oštar miris |
| Sumpor(VI) oksid | SO 3 | vrlo isparljiva, bezbojna, otrovna tekućina |
| Ugljen monoksid (IV) | CO2 | gas bez boje i mirisa |
| Silicijum(IV) oksid | SiO2 | bezbojni kristali sa snagom |
| Fosfor(V) oksid | P2O5 | bijeli zapaljivi prah sa neprijatan miris |
| dušikov oksid (V) | N2O5 | tvar koja se sastoji od bezbojnih hlapljivih kristala |
| Klor(VII) oksid | Cl2O7 | bezbojna uljasta toksična tečnost |
| Mangan(VII) oksid | Mn2O7 | tečnost sa metalnim sjajem, koja je jako oksidaciono sredstvo. |
Prije nego što počnemo govoriti o kemijskim svojstvima oksida, moramo se sjetiti da su svi oksidi podijeljeni u 4 tipa, a to su bazični, kiseli, amfoterni i ne-soli. Da biste odredili vrstu bilo kojeg oksida, prije svega morate razumjeti da li je metalni ili nemetalni oksid ispred vas, a zatim koristiti algoritam (morate ga naučiti!) prikazan u sljedećoj tabeli. :
| Nemetalni oksid | Metalni oksid |
| 1) Oksidacijsko stanje nemetala +1 ili +2 Zaključak: oksid koji ne stvara soli Izuzetak: Cl 2 O nije oksid koji ne stvara soli |
1) Oksidacijsko stanje metala +1 ili +2 Zaključak: metalni oksid je bazičan Izuzetak: BeO, ZnO i PbO nisu osnovni oksidi |
| 2) Oksidacijsko stanje je veće ili jednako +3 Zaključak: kiseli oksid Izuzetak: Cl 2 O je kiseli oksid, uprkos oksidacionom stanju hlora +1 |
2) Oksidacijsko stanje metala +3 ili +4 Zaključak: amfoterni oksid Izuzetak: BeO, ZnO i PbO su amfoterni, uprkos +2 oksidacionom stanju metala 3) Oksidacijsko stanje metala +5, +6, +7 Zaključak: kiseli oksid |
Pored gore navedenih tipova oksida, uvest ćemo i još dva podtipa osnovnih oksida, na osnovu njihove hemijske aktivnosti, tj. aktivni bazični oksidi I niskoaktivni bazični oksidi.
- TO aktivni bazični oksidi Uključujemo okside alkalnih i zemnoalkalnih metala (svi elementi grupa IA i IIA, osim vodonika H, berilijuma Be i magnezijuma Mg). Na primjer, Na 2 O, CaO, Rb 2 O, SrO, itd.
- TO niskoaktivni bazični oksidi uključićemo sve glavne okside koji nisu uključeni u listu aktivni bazični oksidi. Na primjer, FeO, CuO, CrO, itd.
Logično je pretpostaviti da aktivni bazični oksidi često ulaze u reakcije koje niskoaktivni ne.
Treba napomenuti da uprkos činjenici da je voda zapravo oksid nemetala (H 2 O), njena svojstva se obično razmatraju odvojeno od svojstava drugih oksida. To je zbog njene specifično velike rasprostranjenosti u svijetu oko nas, te stoga u većini slučajeva voda nije reagens, već medij u kojem se mogu odvijati bezbrojne kemijske reakcije. Međutim, često direktno sudjeluje u raznim transformacijama, posebno s njim reagiraju neke grupe oksida.
Koji oksidi reagiraju s vodom?
Od svih oksida sa vodom reagovati
samo:
1) svi aktivni bazni oksidi (oksidi alkalnih metala i alkalnih metala);
2) svi kiseli oksidi, osim silicijum dioksida (SiO 2);
one. Iz navedenog proizilazi da sa vodom tačno ne reaguj:
1) svi niskoaktivni bazični oksidi;
2) svi amfoterni oksidi;
3) oksidi koji ne stvaraju soli (NO, N 2 O, CO, SiO).
Mogućnost određivanja koji oksidi mogu reagirati s vodom čak i bez mogućnosti pisanja odgovarajućih jednadžbi reakcija već vam omogućava da dobijete bodove za neka pitanja u testnom dijelu Jedinstvenog državnog ispita.
Sada shvatimo kako određeni oksidi reagiraju s vodom, tj. Naučimo pisati odgovarajuće jednačine reakcija.
Aktivni bazični oksidi Reagujući sa vodom, formiraju odgovarajuće hidrokside. Podsjetimo da je odgovarajući metalni oksid hidroksid koji sadrži metal u istom oksidacijskom stanju kao i oksid. Tako, na primjer, kada aktivni bazični oksidi K +1 2 O i Ba +2 O reagiraju s vodom, nastaju njihovi odgovarajući hidroksidi K +1 OH i Ba +2 (OH) 2:
K2O + H2O = 2KOH– kalijum hidroksid
BaO + H 2 O = Ba(OH) 2– barijum hidroksid
Svi hidroksidi koji odgovaraju aktivnim bazičnim oksidima (oksidi alkalnih i alkalnih metala) pripadaju alkalijama. Alkalije su svi metalni hidroksidi koji su visoko rastvorljivi u vodi, kao i slabo rastvorljivi kalcijum hidroksid Ca(OH) 2 (izuzetno).
Interakcija kiselih oksida s vodom, kao i reakcija aktivnih bazičnih oksida s vodom, dovodi do stvaranja odgovarajućih hidroksida. Samo u slučaju kiselih oksida oni ne odgovaraju bazičnim, već kiselim hidroksidima, koji se češće nazivaju kiseline koje sadrže kiseonik. Podsjetimo da je odgovarajući kiseli oksid kiselina koja sadrži kisik i koja sadrži element koji stvara kiselinu u istom oksidacijskom stanju kao i oksid.
Dakle, ako, na primjer, želimo zapisati jednadžbu za interakciju kiselog oksida SO 3 s vodom, prije svega moramo se sjetiti osnovnih proučavanih u okviru školski program, kiseline koje sadrže sumpor. To su vodonik sulfid H 2 S, sumporna H 2 SO 3 i sumporna H 2 SO 4 kiseline. Vodonik sulfidna kiselina H 2 S, kao što je lako uočiti, ne sadrži kiseonik, pa se njeno stvaranje tokom interakcije SO 3 sa vodom može odmah isključiti. Od kiselina H 2 SO 3 i H 2 SO 4 samo sumporna kiselina H 2 SO 4 sadrži sumpor u oksidacionom stanju +6, kao u SO 3 oksidu. Dakle, upravo to će nastati u reakciji SO 3 sa vodom:
H 2 O + SO 3 = H 2 SO 4
Slično, oksid N 2 O 5, koji sadrži azot u oksidacionom stanju +5, reagujući sa vodom, formira azotnu kiselinu HNO 3, ali ni u kom slučaju nitrozni HNO 2, jer je u azotnoj kiselini oksidaciono stanje azota isto kao i u N 2 O 5 , jednak je +5, au azotu - +3:
N +5 2 O 5 + H 2 O = 2HN +5 O 3
Međusobna interakcija oksida
Prije svega, morate jasno razumjeti činjenicu da se među oksidima koji stvaraju soli (kiselim, bazičnim, amfoternim) reakcije gotovo nikada ne događaju između oksida iste klase, tj. U velikoj većini slučajeva interakcija je nemoguća:
1) bazični oksid + bazični oksid ≠
2) kiseli oksid + kiseli oksid ≠
3) amfoterni oksid + amfoterni oksid ≠
Dok interakcija između oksida koji pripadaju različite vrste, tj. skoro uvijek curi reakcije između:
1) bazični oksid i kiseli oksid;
2) amfoterni oksid i kiseli oksid;
3) amfoterni oksid i bazni oksid.
Kao rezultat svih takvih interakcija, proizvod je uvijek prosječna (normalna) sol.
Razmotrimo sve ove parove interakcija detaljnije.
Kao rezultat interakcije:
Me x O y + kiseli oksid, gdje je Me x O y – metalni oksid (bazni ili amfoterni)
formira se sol koja se sastoji od metalnog kationa Me (iz početnog Me x O y) i kiselinskog ostatka kiseline koji odgovara kiselinskom oksidu.
Kao primjer, pokušajmo da zapišemo jednadžbe interakcije za sljedeće parove reagensa:
Na 2 O + P 2 O 5 I Al 2 O 3 + SO 3
U prvom paru reagensa vidimo bazični oksid (Na 2 O) i kiseli oksid (P 2 O 5). U drugom - amfoterni oksid (Al 2 O 3) i kiseli oksid (SO 3).
Kao što je već spomenuto, kao rezultat interakcije bazičnog/amfoternog oksida s kiselim, nastaje sol koja se sastoji od metalnog kationa (iz originalnog bazičnog/amfoternog oksida) i kiselog ostatka kiseline koji odgovara originalni kiseli oksid.
Dakle, interakcija Na 2 O i P 2 O 5 treba da formira so koja se sastoji od Na + kationa (iz Na 2 O) i kiselog ostatka PO 4 3-, budući da oksid P +5 2 O 5 odgovara kiselini H 3 P +5 O4. One. Kao rezultat ove interakcije nastaje natrijum fosfat:
3Na 2 O + P 2 O 5 = 2Na 3 PO 4- natrijum fosfat
Zauzvrat, interakcija Al 2 O 3 i SO 3 bi trebala formirati sol koja se sastoji od Al 3+ kationa (iz Al 2 O 3) i kiselog ostatka SO 4 2-, budući da oksid S +6 O 3 odgovara kiselini H 2 S +6 O4. Tako se kao rezultat ove reakcije dobiva aluminij sulfat:
Al 2 O 3 + 3SO 3 = Al 2 (SO 4) 3- aluminijum sulfat
Specifičnija je interakcija između amfoternih i bazičnih oksida. Ove reakcije se izvode na visoke temperature, a njihova pojava je moguća zbog činjenice da amfoterni oksid zapravo preuzima ulogu kiselog. Kao rezultat ove interakcije nastaje sol specifičnog sastava, koja se sastoji od metalnog kationa koji formira izvorni bazični oksid i „kiselinskog ostatka“/aniona, koji uključuje metal iz amfoternog oksida. Formula takvog "kiselinskog ostatka"/anjona je opšti pogled može se zapisati kao MeO 2 x -, gdje je Me metal iz amfoternog oksida, a x = 2 u slučaju amfoternih oksida sa opšta formula tip Me +2 O (ZnO, BeO, PbO) i x = 1 – za amfoterne okside sa opštom formulom oblika Me +3 2 O 3 (na primer, Al 2 O 3, Cr 2 O 3 i Fe 2 O 3).
Pokušajmo zapisati jednačine interakcije kao primjer
ZnO + Na 2 O I Al 2 O 3 + BaO
U prvom slučaju, ZnO je amfoterni oksid opšte formule Me +2 O, a Na 2 O je tipičan bazični oksid. Prema navedenom, kao rezultat njihove interakcije, treba da nastane so, koja se sastoji od metalnog kationa koji formira bazični oksid, tj. u našem slučaju, Na + (iz Na 2 O) i „kiselinski ostatak”/anion sa formulom ZnO 2 2-, budući da amfoterni oksid ima opštu formulu oblika Me + 2 O. Dakle, formula rezultirajuća sol, pod uvjetom da je jedna od njenih strukturnih jedinica („molekula“) električna neutralnost, izgledat će kao Na 2 ZnO 2:
ZnO + Na 2 O = t o=> Na 2 ZnO 2
U slučaju interakcijskog para reagensa Al 2 O 3 i BaO, prva supstanca je amfoterni oksid opće formule Me + 3 2 O 3, a druga je tipični bazični oksid. U tom slučaju nastaje sol koja sadrži metalni kation iz glavnog oksida, tj. Ba 2+ (iz BaO) i “kiselinski ostatak”/anion AlO 2 - . One. formula rezultirajuće soli, pod uslovom električne neutralnosti jedne od njenih strukturnih jedinica („molekula“), imaće oblik Ba(AlO 2) 2, a sama jednačina interakcije će biti zapisana kao:
Al 2 O 3 + BaO = t o=> Ba(AlO 2) 2
Kao što smo gore napisali, reakcija se gotovo uvijek javlja:
Me x O y + kiselinski oksid,
gdje je Me x O y ili bazični ili amfoterni metalni oksid.
Međutim, postoje dva "finija" kisela oksida koje treba zapamtiti - ugljični dioksid (CO 2) i sumpor dioksid (SO 2). Njihova „izbirljivost“ leži u činjenici da uprkos njihovim očiglednim kiselim svojstvima, aktivnost CO 2 i SO 2 nije dovoljna da bi stupili u interakciju sa nisko aktivnim baznim i amfoternim oksidima. Od metalnih oksida, oni reaguju samo sa aktivni bazični oksidi(oksidi alkalnih metala i alkalnih metala). Na primjer, Na 2 O i BaO, kao aktivni bazični oksidi, mogu reagirati s njima:
CO 2 + Na 2 O = Na 2 CO 3
SO 2 + BaO = BaSO 3
Dok oksidi CuO i Al 2 O 3, koji nisu u vezi sa aktivnim bazičnim oksidima, ne reaguju sa CO 2 i SO 2:
CO 2 + CuO ≠
CO 2 + Al 2 O 3 ≠
SO 2 + CuO ≠
SO 2 + Al 2 O 3 ≠
Interakcija oksida sa kiselinama
Bazni i amfoterni oksidi reagiraju s kiselinama. U tom slučaju nastaju soli i voda:
FeO + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2 O
Oksidi koji ne stvaraju soli uopće ne reagiraju s kiselinama, a kiseli oksidi u većini slučajeva ne reagiraju s kiselinama.
Kada kiseli oksid reaguje sa kiselinom?
Odlučivanje dio Jedinstvenog državnog ispita s opcijama odgovora, trebali biste pretpostaviti da kiseli oksidi ne reagiraju ni s kiselim oksidima ni s kiselinama, osim u sljedećim slučajevima:
1) silicijum dioksid, kao kiseli oksid, reaguje sa fluorovodoničnom kiselinom, rastvarajući se u njoj. Posebno, zahvaljujući ovoj reakciji, staklo se može otopiti u fluorovodoničnoj kiselini. U slučaju viška HF, jednačina reakcije ima oblik:
SiO 2 + 6HF = H 2 + 2H 2 O,
iu slučaju HF deficita:
SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O
2) SO 2, kao kiseli oksid, lako reaguje sa hidrosulfidnom kiselinom H 2 S kao koproporcionalnost:
S +4 O 2 + 2H 2 S -2 = 3S 0 + 2H 2 O
3) Fosfor (III) oksid P 2 O 3 može reagirati sa oksidirajućim kiselinama, koje uključuju koncentriranu sumpornu kiselinu i dušičnu kiselinu bilo koje koncentracije. U ovom slučaju, oksidacijsko stanje fosfora raste sa +3 na +5:
| P2O3 | + | 2H2SO4 | + | H2O | =t o=> | 2SO 2 | + | 2H3PO4 |
| (konc.) |
| 3 P2O3 | + | 4HNO3 | + | 7 H2O | =t o=> | 4NO | + | 6 H3PO4 |
| (detaljno) |
| 2HNO3 | + | 3SO 2 | + | 2H2O | =t o=> | 3H2SO4 | + | 2NO |
| (detaljno) |
Interakcija oksida sa hidroksidima metala
Kiseli oksidi reagiraju s metalnim hidroksidima, bazičnim i amfoternim. Time nastaje sol koja se sastoji od metalnog kationa (iz originalnog metalnog hidroksida) i kiselinskog ostatka koji odgovara kiselinskom oksidu.
SO 3 + 2NaOH = Na 2 SO 4 + H 2 O
Kiseli oksidi, koji odgovaraju polibaznim kiselinama, mogu formirati i normalne i kisele soli sa alkalijama:
CO 2 + 2NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O
CO 2 + NaOH = NaHCO 3
P 2 O 5 + 6KOH = 2K 3 PO 4 + 3H 2 O
P 2 O 5 + 4KOH = 2K 2 HPO 4 + H 2 O
P 2 O 5 + 2KOH + H 2 O = 2KH 2 PO 4
“Finični” oksidi CO 2 i SO 2, čija aktivnost, kao što je već spomenuto, nije dovoljna za njihovu reakciju sa nisko aktivnim bazičnim i amfoternim oksidima, ipak reagiraju s uglavnom njihovi odgovarajući metalni hidroksidi. Preciznije, ugljični dioksid i sumpor dioksid reagiraju s nerastvorljivim hidroksidima u obliku njihove suspenzije u vodi. U ovom slučaju samo osnovno O prirodne soli koje se nazivaju hidroksikarbonati i hidroksosulfiti, a stvaranje međuproizvodnih (normalnih) soli je nemoguće:
2Zn(OH) 2 + CO 2 = (ZnOH) 2 CO 3 + H 2 O(u rješenju)
2Cu(OH) 2 + CO 2 = (CuOH) 2 CO 3 + H 2 O(u rješenju)
Međutim, ugljični dioksid i sumpor dioksid uopće ne reagiraju s hidroksidima metala u oksidacijskom stanju +3, na primjer, kao što su Al(OH) 3, Cr(OH) 3, itd.
Također treba napomenuti da je silicijum dioksid (SiO 2) posebno inertan, najčešće se nalazi u prirodi u obliku običnog pijeska. Ovaj oksid je kiseo, ali među hidroksidima metala može reagirati samo s koncentriranim (50-60%) otopinama alkalija, kao i sa čistim (čvrstim) alkalijama tokom fuzije. U tom slučaju nastaju silikati:
2NaOH + SiO 2 = t o=> Na 2 SiO 3 + H 2 O
Amfoterni oksidi iz hidroksida metala reagiraju samo sa alkalijama (hidroksidi alkalnih i zemnoalkalnih metala). U ovom slučaju, kada se reakcija provodi u vodenim otopinama, nastaju topljive kompleksne soli:
ZnO + 2NaOH + H 2 O = Na 2- natrijum tetrahidroksozinkat
BeO + 2NaOH + H 2 O = Na 2- natrijum tetrahidroksoberilat
Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O = 2Na- natrijum tetrahidroksialuminat
Cr 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O = 2Na 3- natrijum heksahidroksokromat (III)
A kada se ti isti amfoterni oksidi spoje sa alkalijama, dobijaju se soli koje se sastoje od katjona alkalnog ili zemnoalkalnog metala i anjona tipa MeO 2 x -, pri čemu x= 2 u slučaju amfoternog oksida tipa Me +2 O i x= 1 za amfoterni oksid oblika Me 2 +2 O 3:
ZnO + 2NaOH = t o=> Na 2 ZnO 2 + H 2 O
BeO + 2NaOH = t o=> Na 2 BeO 2 + H 2 O
Al 2 O 3 + 2NaOH = t o=> 2NaAlO 2 + H 2 O
Cr 2 O 3 + 2NaOH = t o=> 2NaCrO 2 + H 2 O
Fe 2 O 3 + 2NaOH = t o=> 2NaFeO 2 + H 2 O
Treba napomenuti da se soli dobivene spajanjem amfoternih oksida s čvrstim alkalijama mogu lako dobiti iz otopina odgovarajućih kompleksnih soli isparavanjem i naknadnim kalcinacijom:
Na 2 = t o=> Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O
Na = t o=> NaAlO 2 + 2H 2 O
Interakcija oksida sa srednjim solima
Najčešće srednje soli ne reagiraju s oksidima.
Međutim, trebali biste naučiti sljedeće izuzetke od ovog pravila, koji se često susreću na ispitu.
Jedan od ovih izuzetaka je da amfoterni oksidi, kao i silicijum dioksid (SiO 2), kada su fuzionisani sa sulfitima i karbonatima, istiskuju gasove sumpor-dioksida (SO 2) i ugljen-dioksida (CO 2) iz potonjeg, respektivno. Na primjer:
Al 2 O 3 + Na 2 CO 3 = t o=> 2NaAlO 2 + CO 2
SiO 2 + K 2 SO 3 = t o=> K 2 SiO 3 + SO 2
Također, reakcije oksida sa solima mogu uvjetno uključivati interakciju sumpor-dioksida i ugljičnog dioksida s vodenim otopinama ili suspenzijama odgovarajućih soli - sulfita i karbonata, što dovodi do stvaranja kiselih soli:
Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O = 2NaHCO 3
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2
Također i sumpor dioksid kada se propušta vodeni rastvori ili suspenzija karbonata istiskuje ugljični dioksid iz njih zbog činjenice da je sumporna kiselina jača i stabilnija kiselina od ugljične kiseline:
K 2 CO 3 + SO 2 = K 2 SO 3 + CO 2
ORR koji uključuje okside
Redukcija oksida metala i nemetala
Baš kao što metali mogu reagirati s otopinama soli manje aktivnih metala, istiskujući potonje u slobodnom obliku, metalni oksidi kada se zagrijavaju također mogu reagirati s aktivnijim metalima.
Podsjetimo da se aktivnost metala može uporediti ili korištenjem niza aktivnosti metala, ili, ako jedan ili dva metala nisu u nizu aktivnosti, njihovim položajem jedan u odnosu na drugi u periodnom sistemu: donji i prema ostavio metal, to je aktivniji. Takođe je korisno zapamtiti da će svaki metal iz porodice AHM i ALP uvijek biti aktivniji od metala koji nije predstavnik ALM ili ALP.
Konkretno, metoda aluminotermije, koja se koristi u industriji za dobivanje metala koji se teško reduciraju kao što su krom i vanadij, temelji se na interakciji metala s oksidom manje aktivnog metala:
Cr 2 O 3 + 2Al = t o=> Al 2 O 3 + 2Cr
Tokom procesa aluminotermije stvara se ogromna količina topline, a temperatura reakcione smjese može doseći i više od 2000 o C.
Također, oksidi gotovo svih metala koji se nalaze u nizu aktivnosti desno od aluminija mogu se zagrijati u slobodne metale vodonikom (H 2), ugljikom (C) i ugljičnim monoksidom (CO). Na primjer:
Fe 2 O 3 + 3CO = t o=> 2Fe + 3CO 2
CuO+C= t o=> Cu + CO
FeO + H2 = t o=> Fe + H 2 O
Treba napomenuti da ako metal može imati nekoliko oksidacijskih stanja, ako postoji nedostatak upotrijebljenog redukcijskog sredstva, također je moguće nepotpuni oporavak oksidi Na primjer:
Fe 2 O 3 + CO =t o=> 2FeO + CO 2
4CuO + C = t o=> 2Cu 2 O + CO 2
Oksidi aktivnih metala (alkalni, zemnoalkalni, magnezijum i aluminijum) sa vodonikom i ugljen monoksidom ne reaguj.
Međutim, oksidi aktivnih metala reagiraju s ugljikom, ali drugačije od oksida manje aktivnih metala.
U okviru programa Jedinstvenog državnog ispita, da ne bi došlo do zabune, treba pretpostaviti da kao rezultat reakcije oksida aktivnih metala (do Al) sa ugljikom dolazi do stvaranja slobodnog alkalnog metala, alkalnog metal, Mg i Al je nemoguće. U takvim slučajevima nastaju metalni karbid i ugljični monoksid. Na primjer:
2Al 2 O 3 + 9C = t o=> Al 4 C 3 + 6CO
CaO + 3C = t o=> CaC 2 + CO
Oksidi nemetala se često mogu reducirati metalima u slobodne nemetale. Na primjer, kada se zagrijavaju, oksidi ugljika i silicija reagiraju s alkalijskim, zemnoalkalnim metalima i magnezijem:
CO2 + 2Mg = t o=> 2MgO + C
SiO2 + 2Mg = t o=>Si + 2MgO
Uz višak magnezija, potonja interakcija također može dovesti do stvaranja magnezijum silicid Mg 2 Si:
SiO2 + 4Mg = t o=> Mg 2 Si + 2 MgO
Dušikovi oksidi mogu se relativno lako reducirati čak i sa manje aktivnim metalima, kao što su cink ili bakar:
Zn + 2NO = t o=> ZnO + N 2
NO 2 + 2Cu = t o=> 2CuO + N 2
Interakcija oksida s kisikom
Da biste mogli odgovoriti na pitanje da li bilo koji oksid reagira s kisikom (O 2) u zadacima pravog Jedinstvenog državnog ispita, prvo morate zapamtiti da oksidi koji mogu reagirati s kisikom (od onih na koje možete naići na samom ispitu) mogu formirati samo hemijske elemente sa liste:
Oksidi bilo kojih drugih hemijskih elemenata koji se nalaze u stvarnom Jedinstvenom državnom ispitu reaguju sa kiseonikom neću (!).
Za vizualnije i praktičnije pamćenje liste gore navedenih elemenata, po mom mišljenju, sljedeća ilustracija je zgodna:
Svi hemijski elementi sposobni da tvore okside koji reaguju sa kiseonikom (od onih koji se susreću na ispitu)
Prije svega, među navedenim elementima treba uzeti u obzir dušik N, jer odnos njegovih oksida i kiseonika značajno se razlikuje od oksida drugih elemenata u gornjoj listi.
Treba jasno imati na umu da dušik može formirati ukupno pet oksida, i to:
Od svih dušikovih oksida koji mogu reagirati s kisikom samo NO. Ova reakcija se javlja vrlo lako kada se NO pomiješa sa oba čisti kiseonik i sa vazduhom. Istovremeno, to se primećuje brze promjene boja gasa od bezbojnog (NO) do smeđe (NO 2):
| 2NO | + | O2 | = | 2NO 2 |
| bezbojan | braon |
Da bismo odgovorili na pitanje - da li bilo koji oksid nekog drugog od gore navedenih hemijskih elemenata reaguje sa kiseonikom (tj. SA,Si, P, S, Cu, Mn, Fe, Cr) — Prije svega, morate ih zapamtiti osnovni oksidacijsko stanje (CO). Evo ih :
Zatim, morate zapamtiti činjenicu da će od mogućih oksida gore navedenih kemijskih elemenata, samo oni koji sadrže element u minimalnom oksidacijskom stanju među gore navedenim reagirati s kisikom. U ovom slučaju, oksidacijsko stanje elementa raste na najbližu moguću pozitivnu vrijednost:
| element |
Odnos njegovih oksidana kiseonik |
| WITH | Minimum među glavnim pozitivnim oksidacijskim stanjima ugljika jednak je +2
, a najbliži pozitivan je +4
. Dakle, samo CO reagira s kisikom iz oksida C +2 O i C +4 O 2. U ovom slučaju dolazi do reakcije: 2C +2 O + O 2 = t o=> 2C +4 O 2 CO 2 + O 2 ≠- reakcija je u principu nemoguća, jer +4 – najviši stepen oksidacija ugljika. |
| Si | Minimum među glavnim pozitivnim oksidacionim stanjima silicijuma je +2, a najbliži pozitivnim stanjima silicijuma je +4. Dakle, samo SiO reagira s kisikom iz oksida Si +2 O i Si +4 O 2. Zbog nekih karakteristika oksida SiO i SiO 2 moguća je oksidacija samo dijela atoma silicija u oksidu Si + 2 O. kao rezultat njegove interakcije s kisikom nastaje miješani oksid koji sadrži i silicijum u +2 oksidacionom stanju i silicijum u +4 oksidacionom stanju, naime Si 2 O 3 (Si +2 O·Si +4 O 2): 4Si +2 O + O 2 = t o=> 2Si +2 ,+4 2 O 3 (Si +2 O·Si +4 O 2) SiO 2 + O 2 ≠- reakcija je u principu nemoguća, jer +4 – najveće oksidaciono stanje silicijuma. |
| P | Minimum među glavnim pozitivnim oksidacionim stanjima fosfora je +3, a najbliži pozitivnim stanjima fosfora je +5. Dakle, samo P 2 O 3 reaguje sa kiseonikom iz oksida P +3 2 O 3 i P +5 2 O 5. U ovom slučaju dolazi do reakcije dodatne oksidacije fosfora kisikom iz oksidacijskog stanja +3 do oksidacijskog stanja +5: P +3 2 O 3 + O 2 = t o=> P +5 2 O 5 P +5 2 O 5 + O 2 ≠- reakcija je u principu nemoguća, jer +5 – najveće oksidaciono stanje fosfora. |
| S | Minimum među glavnim pozitivnim oksidacionim stanjima sumpora je +4, a najbliže pozitivno oksidaciono stanje sumpora je +6. Dakle, samo SO 2 reaguje sa kiseonikom iz oksida S +4 O 2 i S +6 O 3 . U ovom slučaju dolazi do reakcije: 2S +4 O 2 + O 2 = t o=> 2S +6 O 3 2S +6 O 3 + O 2 ≠- reakcija je u principu nemoguća, jer +6 – najviši stepen oksidacije sumpora. |
| Cu | Minimum među pozitivnim oksidacionim stanjima bakra je +1, a njemu najbliža vrednost je pozitivna (i jedina) +2. Dakle, samo Cu 2 O reagira s kisikom iz oksida Cu +1 2 O, Cu +2 O. U ovom slučaju dolazi do reakcije: 2Cu +1 2 O + O 2 = t o=> 4Cu +2 O CuO + O 2 ≠- reakcija je u principu nemoguća, jer +2 – najveće oksidaciono stanje bakra. |
| Cr | Minimum među glavnim pozitivnim oksidacionim stanjima hroma je +2, a najbliži pozitivni je +3. Dakle, samo CrO reaguje sa kiseonikom iz oksida Cr +2 O, Cr +3 2 O 3 i Cr +6 O 3, dok ga kiseonik oksiduje do sledećeg (mogućeg) pozitivnog oksidacionog stanja, tj. +3: 4Cr +2 O + O 2 = t o=> 2Cr +3 2 O 3 Cr +3 2 O 3 + O 2 ≠- reakcija se ne odvija, uprkos činjenici da hrom oksid postoji iu oksidacionom stanju većem od +3 (Cr +6 O 3). Nemogućnost odvijanja ove reakcije je zbog činjenice da zagrijavanje potrebno za njenu hipotetičku provedbu znatno premašuje temperaturu raspadanja CrO 3 oksida. Cr +6 O 3 + O 2 ≠ — ova reakcija se u principu ne može odvijati, jer +6 je najviše stanje oksidacije hroma. |
| Mn | Minimum među glavnim pozitivnim oksidacionim stanjima mangana je +2, a najbliži pozitivni je +4. Dakle, od mogućih oksida Mn +2 O, Mn +4 O 2, Mn +6 O 3 i Mn +7 2 O 7, samo MnO reagira s kisikom, dok ga kisik oksidira u sljedeće (moguće) pozitivno oksidacijsko stanje , t .e. +4: 2Mn +2 O + O 2 = t o=> 2Mn +4 O 2 dok: Mn +4 O 2 + O 2 ≠ I Mn +6 O 3 + O 2 ≠- reakcije se ne dešavaju, uprkos činjenici da postoji mangan oksid Mn 2 O 7 koji sadrži Mn u oksidacionom stanju većem od +4 i +6. To je zbog činjenice da je potrebna za daljnju hipotetičku oksidaciju Mn oksida +4 O2 i Mn +6 Zagrijavanje O 3 znatno premašuje temperaturu raspadanja nastalih oksida MnO 3 i Mn 2 O 7. Mn +7 2 O 7 + O 2 ≠- ova reakcija je u principu nemoguća, jer +7 – najviše oksidaciono stanje mangana. |
| Fe | Minimum među glavnim pozitivnim oksidacionim stanjima gvožđa je jednak +2
, a najbliži među mogućim je +3
. Uprkos činjenici da za željezo postoji oksidacijsko stanje od +6, kiseli oksid FeO 3, međutim, kao i odgovarajuća "željezna" kiselina ne postoji. Dakle, od oksida gvožđa samo oni oksidi koji sadrže Fe u +2 oksidacionom stanju mogu da reaguju sa kiseonikom. To je ili Fe oksid +2 O, ili miješani željezni oksid Fe +2 ,+3 3 O 4 (željezna ljuska):
miješani oksid Fe +2,+3 3 O 4 se može oksidirati u Fe +3 2 O 3:
Fe +3 2 O 3 + O 2 ≠ - ova reakcija je u principu nemoguća, jer Ne postoje oksidi koji sadrže željezo u oksidacionom stanju većem od +3. |
Danas počinjemo da se upoznajemo sa najvažnijim časovima neorganska jedinjenja. Anorganske tvari dijele se prema svom sastavu, kao što već znate, na jednostavne i složene.
|
OXIDE |
ACID |
BASE |
SALT |
|
E x O y |
NnA A – kiseli ostatak |
ja(OH)b OH – hidroksilna grupa |
Me n A b |
Složene neorganske tvari dijele se u četiri klase: oksidi, kiseline, baze, soli. Počinjemo s klasom oksida.
OXIDES
Oksidi
- to su složene supstance koje se sastoje od dva hemijska elementa, od kojih je jedan kiseonik, sa valentnošću 2. Samo jedan hemijski element - fluor, kada se spoji sa kiseonikom, ne formira oksid, već kiseonik fluorid OF 2.
Oni se jednostavno zovu “oksid + naziv elementa” (vidi tabelu). Ako je valencija hemijski element varijabla, a zatim označena rimskim brojem u zagradi iza naziva hemijskog elementa.
|
Formula |
Ime |
Formula |
Ime |
|
ugljen(II) monoksid |
Fe2O3 |
gvožđe(III) oksid |
|
|
dušikov oksid (II) |
CrO3 |
hrom(VI) oksid |
|
|
Al2O3 |
aluminijum oksid |
cink oksid |
|
|
N2O5 |
dušikov oksid (V) |
Mn2O7 |
mangan(VII) oksid |
Klasifikacija oksida
Svi oksidi se mogu podijeliti u dvije grupe: koji stvaraju soli (bazni, kiseli, amfoterni) i koji ne stvaraju soli ili indiferentni.
|
Metalni oksidi Krzno x O y |
Oksidi nemetala neMe x O y |
|||
|
Basic |
Kisela |
Amfoterično |
Kisela |
Ravnodušni |
|
I, II Meh |
V-VII Ja |
ZnO,BeO,Al 2 O 3, Fe 2 O 3 , Cr 2 O 3 |
> II neMe |
I, II neMe CO, NE, N2O |
1). Osnovni oksidi su oksidi koji odgovaraju bazama. Glavni oksidi uključuju oksidi metali 1 i 2 grupe, kao i metali bočne podgrupe sa valentnošću I I II (osim ZnO - cink oksida i BeO – berilijev oksid):
2). Kiseli oksidi- To su oksidi, koji odgovaraju kiselinama. Oksidi kiseline uključuju oksidi nemetala (osim onih koji ne stvaraju soli - indiferentni), kao i metalni oksidi bočne podgrupe sa valentnošću od V prije VII (Na primjer, CrO 3 - hrom (VI) oksid, Mn 2 O 7 - mangan (VII) oksid):
3). Amfoterni oksidi- To su oksidi, koji odgovaraju bazama i kiselinama. To uključuje metalni oksidi glavne i sekundarne podgrupe sa valentnošću III , Ponekad IV , kao i cink i berilijum (npr. BeO, ZnO, Al 2 O 3, Cr 2 O 3).
4). Oksidi koji ne stvaraju soli– to su oksidi indiferentni prema kiselinama i bazama. To uključuje oksidi nemetala sa valentnošću I I II (Na primjer, N 2 O, NO, CO).
Zaključak: priroda svojstava oksida prvenstveno zavisi od valencije elementa.
Na primjer, krom oksidi:
CrO(II- glavni);
Cr 2 O 3 (III- amfoterni);
CrO3(VII- kiselo).
Klasifikacija oksida
(prema rastvorljivosti u vodi)
|
Kiseli oksidi |
Osnovni oksidi |
Amfoterni oksidi |
|
Rastvorljivo u vodi. Izuzetak – SiO 2 (nije rastvorljivo u vodi) |
U vodi se otapaju samo oksidi alkalnih i zemnoalkalnih metala (ovo su metali I "A" i II "A" grupe, izuzetak Be, Mg) |
Ne stupaju u interakciju sa vodom. Nerastvorljivo u vodi |
Dovršite zadatke:
1. Zapišite ga zasebno hemijske formule kiseli i bazični oksidi koji stvaraju soli.
NaOH, AlCl 3, K 2 O, H 2 SO 4, SO 3, P 2 O 5, HNO 3, CaO, CO.
2. Date supstance : CaO, NaOH, CO 2, H 2 SO 3, CaCl 2, FeCl 3, Zn(OH) 2, N 2 O 5, Al 2 O 3, Ca(OH) 2, CO 2, N 2 O, FeO,
SO 3, Na 2 SO 4, ZnO, CaCO 3, Mn 2 O 7, CuO, KOH, CO, Fe(OH) 3
Dobivanje oksida
Simulator "Interakcija kiseonika sa jednostavnim supstancama"
|
1. Sagorijevanje tvari (oksidacija kisikom) |
a) jednostavne supstance Sprava za obuku |
2Mg +O 2 =2MgO |
|
b) složene supstance |
2H 2 S+3O 2 =2H 2 O+2SO 2 |
|
|
2. Razgradnja složenih supstanci (koristite tabelu kiselina, pogledajte dodatke) |
a) soli SALTt= BAZNI OKSID+KISELI OKSID |
CaCO 3 = CaO + CO 2 |
|
b) Nerastvorljive baze ja(OH)bt= Me x O y+ H 2 O |
Cu(OH)2t=CuO+H2O |
|
|
c) kiseline koje sadrže kiseonik NnA=ACID OXIDE + H 2 O |
H 2 SO 3 =H 2 O+SO 2 |
Fizička svojstva oksida
At sobnoj temperaturi većina oksida su čvrste materije (CaO, Fe 2 O 3 itd.), neki su tečni (H 2 O, Cl 2 O 7 itd.) i gasovi (NO, SO 2 itd.).
Hemijska svojstva oksida
|
HEMIJSKA SVOJSTVA BAZIČNIH OKSIDA 1. Osnovni oksid + Kiseli oksid = So (r. spojevi) CaO + SO 2 = CaSO 3 2. Bazni oksid + kiselina = so + H 2 O (izmjenski rastvor) 3 K 2 O + 2 H 3 PO 4 = 2 K 3 PO 4 + 3 H 2 O 3. Osnovni oksid + voda = alkalija (spoji) Na 2 O + H 2 O = 2 NaOH |
|
HEMIJSKA SVOJSTVA KISELNIH OKSIDA 1. Kiseli oksid + voda = kiselina (r. spojevi) CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3, SiO 2 – ne reaguje 2. Kiseli oksid + baza = sol + H 2 O (razmjenski kurs) P 2 O 5 + 6 KOH = 2 K 3 PO 4 + 3 H 2 O 3. Osnovni oksid + Kiseli oksid = So (r. spojevi) CaO + SO 2 = CaSO 3 4. Manje hlapljivi istiskuju više isparljive iz svojih soli CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2 |
|
HEMIJSKA SVOJSTVA AMFOTERNIH OKSIDA U interakciji su i sa kiselinama i sa alkalijama. ZnO + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2 O ZnO + 2 NaOH + H 2 O = Na 2 [Zn (OH) 4] (u rastvoru) ZnO + 2 NaOH = Na 2 ZnO 2 + H 2 O (kada je spojen) |
Primjena oksida
Neki oksidi su nerastvorljivi u vodi, ali mnogi reaguju s vodom i formiraju jedinjenja:
SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4
CaO + H 2 O = Ca( OH) 2
Rezultat je često vrlo potreban i korisnih jedinjenja. Na primjer, H 2 SO 4 – sumporna kiselina, Ca(OH) 2 – gašeno vapno itd.
Ako su oksidi netopivi u vodi, onda ljudi vješto koriste ovo svojstvo. Na primjer, cink oksid ZnO je bijela tvar, stoga se koristi za pripremu bijele uljane boje (cink bijelo). Budući da je ZnO praktički netopiv u vodi, bilo koja površina može se farbati cink bijelom bojom, uključujući i one koje su izložene padavinama. Netopljivost i netoksičnost omogućavaju da se ovaj oksid koristi u proizvodnji kozmetičkih krema i pudera. Farmaceuti ga prave u adstringentni i prašak za sušenje za vanjsku upotrebu.
Isto vrijedne nekretnine posjeduje titanijum oksid (IV) – TiO 2. Ima i zgodnog Bijela boja i koristi se za proizvodnju titanijum bijele boje. TiO 2 je nerastvorljiv ne samo u vodi, već i u kiselinama, pa su premazi napravljeni od ovog oksida posebno stabilni. Ovaj oksid se dodaje u plastiku kako bi joj dao bijelu boju. Ulazi u sastav emajla za metalno i keramičko posuđe.
Krom (III) oksid - Cr 2 O 3 - vrlo jaki tamnozeleni kristali, nerastvorljivi u vodi. Cr 2 O 3 se koristi kao pigment (boja) u proizvodnji ukrasnog zelenog stakla i keramike. Poznata GOI pasta (skraćeno od naziva “Državni optički institut”) koristi se za brušenje i poliranje optike, metala. proizvoda, u nakitu.
Zbog nerastvorljivosti i čvrstoće hrom (III) oksida, koristi se i u štamparskim bojama (npr. za bojenje novčanica). Općenito, oksidi mnogih metala se koriste kao pigmenti za širok spektar boja, iako je to daleko od njihove jedine primjene.
Zadaci za konsolidaciju
1. Napišite odvojeno hemijske formule kiselih i bazičnih oksida koji stvaraju soli.
NaOH, AlCl 3, K 2 O, H 2 SO 4, SO 3, P 2 O 5, HNO 3, CaO, CO.
2. Date supstance : CaO, NaOH, CO 2, H 2 SO 3, CaCl 2, FeCl 3, Zn(OH) 2, N 2 O 5, Al 2 O 3, Ca(OH) 2, CO 2, N 2 O, FeO, SO 3, Na 2 SO 4, ZnO, CaCO 3, Mn 2 O 7, CuO, KOH, CO, Fe(OH) 3
Odaberite sa liste: bazični oksidi, kiseli oksidi, indiferentni oksidi, amfoterni oksidi i dajte im imena.
3. Popunite CSR, navedite vrstu reakcije, navedite produkte reakcije
Na 2 O + H 2 O =
N 2 O 5 + H 2 O =
CaO + HNO3 =
NaOH + P2O5 =
K 2 O + CO 2 =
Cu(OH) 2 = ? + ?
4. Izvršite transformacije prema shemi:
1) K → K 2 O → KOH → K 2 SO 4
2) S→SO 2 →H 2 SO 3 →Na 2 SO 3
3) P→P 2 O 5 →H 3 PO 4 →K 3 PO 4
Oksidi.
To su složene supstance koje se sastoje od DVA elementa, od kojih je jedan kiseonik. Na primjer:
CuO – bakar(II) oksid
AI 2 O 3 – aluminijum oksid
SO 3 – sumporov oksid (VI)
Oksidi se dijele (klasificiraju) u 4 grupe:
Na 2 O– Natrijum oksid
CaO – kalcijum oksid
Fe 2 O 3 – gvožđe (III) oksid
2). Kisela– Ovo su oksidi nemetali. A ponekad i metali ako je oksidacijsko stanje metala > 4. Na primjer:
CO 2 – Ugljen monoksid (IV)
P 2 O 5 – Fosfor (V) oksid
SO 3 – sumporov oksid (VI)
3). Amfoterično– To su oksidi koji imaju svojstva i bazičnih i kiselih oksida. Morate znati pet najčešćih amfoternih oksida:
BeO–berilijev oksid
ZnO–cink oksid
AI 2 O 3 – Aluminijum oksid
Cr 2 O 3 – Krom (III) oksid
Fe 2 O 3 – Gvožđe (III) oksid
4). Ne stvara soli (indiferentan)– To su oksidi koji ne pokazuju svojstva ni bazičnih ni kiselih oksida. Treba zapamtiti tri oksida:
CO – ugljen monoksid (II) ugljen monoksid
NO – dušikov oksid (II)
N 2 O – azot oksid (I) gas za smejanje, azot oksid
Metode za proizvodnju oksida.
1). Sagorevanje, tj. interakcija s kisikom jednostavne tvari:
4Na + O 2 = 2Na 2 O
4P + 5O 2 = 2P 2 O 5
2). Sagorevanje, tj. interakcija s kisikom složene tvari (sastoji se od dva elementa) tako se formira dva oksida.
2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2
4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2
3). Raspadanje tri slabe kiseline. Drugi se ne raspadaju. U tom slučaju nastaju kiseli oksid i voda.
H 2 CO 3 = H 2 O + CO 2
H 2 SO 3 = H 2 O + SO 2
H 2 SiO 3 = H 2 O + SiO 2
4). Raspadanje nerastvorljiv osnove. Nastaju osnovni oksid i voda.
Mg(OH) 2 = MgO + H 2 O
2Al(OH) 3 = Al 2 O 3 + 3H 2 O
5). Raspadanje nerastvorljiv soli Nastaju bazični oksid i kiseli oksid.
CaCO 3 = CaO + CO 2
MgSO 3 = MgO + SO 2
Hemijska svojstva.
I. Osnovni oksidi.
alkalija.
Na 2 O + H 2 O = 2NaOH
CaO + H 2 O = Ca(OH) 2
SuO + H 2 O = reakcija ne dolazi, jer moguća baza koja sadrži bakar - nerastvorljiva
2). Interakcija sa kiselinama, što rezultira stvaranjem soli i vode. (Bazni oksid i kiseline UVIJEK reagiraju)
K2O + 2HCI = 2KCl + H2O
CaO + 2HNO 3 = Ca(NO 3) 2 + H 2 O
3). Interakcija s kiselim oksidima, što rezultira stvaranjem soli.
Li 2 O + CO 2 = Li 2 CO 3
3MgO + P 2 O 5 = Mg 3 (PO 4) 2
4). Interakcija sa vodonikom proizvodi metal i vodu.
CuO + H 2 = Cu + H 2 O
Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3H 2 O
II.Kiseli oksidi.
1). Trebalo bi doći do interakcije s vodom kiselina.(SamoSiO 2 ne stupa u interakciju sa vodom)
CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3
P 2 O 5 + 3H 2 O = 2H 3 PO 4
2). Interakcija sa rastvorljivim bazama (alkalijama). Ovo proizvodi sol i vodu.
SO 3 + 2KOH = K 2 SO 4 + H 2 O
N 2 O 5 + 2KOH = 2KNO 3 + H 2 O
3). Interakcija sa bazičnim oksidima. U tom slučaju nastaje samo sol.
N 2 O 5 + K 2 O = 2KNO 3
Al 2 O 3 + 3SO 3 = Al 2 (SO 4) 3
Osnovne vježbe.
1). Dopunite jednadžbu reakcije. Odredite njen tip.
K 2 O + P 2 O 5 =
Rješenje.
Da biste zapisali šta je nastalo kao rezultat, potrebno je utvrditi koje su supstance reagovale - ovde je to kalijum oksid (bazni) i fosforov oksid (kiseli) prema svojstvima - rezultat bi trebao biti SOL (vidi svojstvo br. 3 ) a sol se sastoji od atoma metala (u našem slučaju kalija) i kiselog ostatka koji uključuje fosfor (tj. PO 4 -3 - fosfat) Stoga
3K 2 O + P 2 O 5 = 2K 3 RO 4
vrsta reakcije - spoj (budući da dvije supstance reaguju, a jedna se formira)
2). Izvršiti transformacije (lanac).
Ca → CaO → Ca(OH) 2 → CaCO 3 → CaO
Rješenje
Da biste dovršili ovu vježbu, morate zapamtiti da je svaka strelica jedna jednačina (jedna kemijska reakcija). Označimo svaku strelicu. Stoga je potrebno zapisati 4 jednačine. Supstanca napisana lijevo od strelice (početna tvar) reagira, a supstanca napisana desno nastaje kao rezultat reakcije (proizvod reakcije). Hajde da dešifrujemo prvi deo snimka:
Ca + …..→ CaO Napominjemo da prosta supstanca reaguje i nastaje oksid. Poznavajući metode za proizvodnju oksida (br. 1), dolazimo do zaključka da je u ovoj reakciji potrebno dodati -kiseonik (O 2)
2Ca + O 2 → 2CaO
Pređimo na transformaciju br. 2
CaO → Ca(OH) 2
CaO + ……→ Ca(OH) 2
Dolazimo do zaključka da je ovdje potrebno primijeniti svojstvo bazičnih oksida - interakciju sa vodom, jer samo u ovom slučaju iz oksida se formira baza.
CaO + H 2 O → Ca(OH) 2
Pređimo na transformaciju br. 3
Ca(OH) 2 → CaCO 3
Ca(OH) 2 + ….. = CaCO 3 + …….
Dolazimo do zaključka da je ovdje riječ o ugljičnom dioksidu CO 2 jer samo kada je u interakciji sa alkalijama formira so (vidi svojstvo br. 2 kiselih oksida)
Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O
Pređimo na transformaciju br. 4
CaCO 3 → CaO
CaCO 3 = ….. CaO + ……
Dolazimo do zaključka da se ovdje stvara više CO 2, jer CaCO 3 je nerastvorljiva so i prilikom razgradnje takvih supstanci nastaju oksidi.
CaCO 3 = CaO + CO 2
3). S kojom od sljedećih supstanci CO 2 stupa u interakciju? Napišite jednačine reakcije.
A). Hlorovodonična kiselina B). Natrijum hidroksid B). Kalijum oksid d). Voda
D). Vodonik E). Sumpor(IV) oksid.
Utvrdili smo da je CO 2 kiseli oksid. A kiseli oksidi reaguju sa vodom, alkalijama i baznim oksidima... Dakle, sa date liste biramo odgovore B, C, D i sa njima zapisujemo jednadžbe reakcije:
1). CO 2 + 2NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O
2). CO 2 + K 2 O = K 2 CO 3
Učitavanje...