Оксиди

Оксиди – це сполуки, молекули яких складаються з двох елементів, один із яких оксиґен. Загальна формула оксидів Е_хО_у. Оксиди поділяють на основні: Na₂O, CaO, FeO, La₂O₃, тощо; кислотні: CO₂, N₂O₅, Mn₂O₇, тощо; амфотерні: BeO, ZnO, Al₂O₃, VO₂, тощо та несолетворні: N₂O, NO.

Якщо елемент, що утворює оксид, може перебувати у різних станах окисненості, то після назви елемента цифрою в дужках зазначають ступінь окиснення елемента. Наприклад: CaO – кальцій оксид, Fe₂O₃ – ферум (ІІІ) оксид, SnO₂ – станум (IV) оксид, SO₃ – сульфур (VI) оксид, Mn₂O₇ – манґан (VIІ) оксид.

2.1.1. Способи одержання оксидів

1. Взаємодія елементів з киснем:

2Са + О₂ ® 2СаО; 4Р + 5О₂ ® 2Р₂О₅;

4Fe + 3O₂ ® 2Fe₂O₃; 2H₂ + O₂ ® 2H₂O.

2. Розклад гідроксидів (основ, кислот і амфотерних гідроксидів):

Са(ОН)₂ – t^o ® CaO + H₂O; 2BiO(OH) – t^o ® Bi₂O₃ + H₂O;

2H₃BO₃ – t^o ® B₂O₃ + 3H₂O; 2Al(OH)₃ – t^o ® Al₂O₃ + 3H₂O.

3. Розклад солей кисневмісних кислот:

СаСО₃ Ü t^o Þ СаО + СО₂; 2FePО₄ Ü t^o Þ Fe₂О₃ + P₂O₅.

4. Окиснення деяких оксидів, кислот, солей та інших сполук:

2SO₂ + O₂ – cat ® 2SO₃; 4FeO + O₂ ® 2Fe₂О₃;

2H₂S + 3O₂ ® 2H₂О + 2SO₂; 4FeS₂ + 11O₂ ® 2Fe₂О₃ + 8SO₂;

CH₄ + 2O₂ ® CO₂ + 2H₂О; CS₂ + 3O₂ ® CO₂ + 2SO₂.

2.1.2. Класифікація та хімічні властивості оксидів

Оксиди, які взаємодіють з кислотами, кислотними оксидами, амфотерними оксидами та гідроксидами та не взаємодіють між собою називаються основними. До основних належать лише оксиди металів.

CaO + 2HCl ® CaCl₂ + H₂O; Li₂O + CO₂ ® Li₂CO₃;

Na₂O + 2Al(OH)₃ – t^o ® 2NaAlO₂ + 3H₂O; MgO + SnO₂ ® MgSnO₃.

Деякі основні оксиди (як правило лужних і лужноземельних металів) взаємодіють із водою з утворенням відповідних гідроксидів:

Li₂O + Н₂О ® 2LiOН; ВаO + Н₂О ® Ва(OН)₂;

Взаємодіють із сильним відновниками:

Cu₂O + H₂ ® 2Cu + H₂O; 3FeO + 2Al ® Al₂O₃ + 3Fe;

Оксиди, які взаємодіють з основами, основними оксидами, амфотерними оксидами та гідроксидами та не взаємодіють між собою називаються кислотними. До кислотних оксидів належать оксиди неметалів, а також металів у вищих ступенях окиснення: CO₂; SO₂; SO₃; B₂O₃; N₂O₃; N₂O₅; P₂O₅; P₂O₃; SiO₂; Mn₂O₇; CrO₃; V₂O₅;.

Деякі кислотні оксиди взаємодіють із водою з утворенням відповідних кислот:

СО₂ + Н₂O Û Н₂СО₃; Mn₂O₇ + H₂O ® 2HMnO₄;

SO₃ + Н₂O ® Н₂SО₄; CrO₃ + H₂O ® Н₂CrО₄;

2CrO₃ + H₂O ® Н₂Cr₂О₇; N₂O₅ + H₂O ® 2HNO₃.

Оксиди металів, які мають подвійну природу та взаємодіють як із кислотами та кислотними оксидами так і з гідроксидами та оксидами металів, називають амфотерними оксидами: BeO, ZnO, Al₂O₃, Fe₂O₃, VO₂.

Наприклад: ZnO + 2HCl ® ZnCl₂ + H₂O;

ZnO + 2NaOH – t^o ® Na₂ZnO₂ + H₂O;

або ZnO + 2NaOH + H₂O ® Na₂[Zn(OH)₄];

Також: BeO + SiO₂ ® BeSiO₃;

BeO + Na₂O – t^o ® Na₂BeO₂.

За стандартних умов амфотерні оксиди не взаємодіють із водою.

Оксиди, які не взаємодіють із кислотами, гідроксидами металів, кислотними та основними оксидами, водою називаються несолетвірними. Для таких оксидів характерні окисно-відновні реакції та реакції комплексоутворення (NO, N₂O, H₂O, CO):

2NO + O₂ ® 2NO₂; CuSO₄ + 5H₂O ® [Cu(H₂O)₄]SO₄ × H₂O.

2.2. Гідроксиди металів

Гідроксиди металів – це складні речовини, у молекулах яких атом металу сполучено з гідроксильними групами (KOH; LiOH; TlOH; Ba(OH)₂; Cu(OH)₂; Fe(OH)₃; Ti(OH)₄; тощо). У процесі електролітичної дисоціації гідроксид металу розпадається з утворенням аніонів ОН^- та катіонів металу:

NaOН «Na⁺ + OН^-;

Сa(OН)₂ «СaOH⁺ + OН^- CaOH⁺ + Ca²⁺ + OH^-.

За стосовністю до води гідроксиди поділяють на добре розчинні (усі вони належать до класу основ та їх ще називають лугами): NaOH, KOH, CsOH, Ba(OH)₂; та малорозчинні: Mg(OH)₂, Fe(OH)₂, La(OH)₃, Al(OH)₃, Fe(OH)₃, Sn(OH)₄ тощо (дані гідроксиди можуть бути як основами так і амфотерними гідроксидами). У назвах гідроксидів металів змінної валентності валентність металу позначається цифрою у дужках після назви металу, наприклад Fe(OH)₂ – ферум (ІІ) гідроксид чи Sn(OH)₄ – станум (4+) гідроксид.

2.2.1. Способи одержання гідроксидів

1. Взаємодія водорозчинних солей металів із лугами:

FeSO₄ + 2NaОH ® Fe(ОH)₂ + Na₂SO₄; AlCl₃ + 3KОH ® Al(OH)₃ + 3KCl.

2. Взаємодія активних металів з водою:

2Nа + 2Н₂O ® 2NaOH + H₂­; Cа + 2Н₂O ® Ca(OH)₂ + H₂­;

3. Взаємодія деяких оксидів металів з водою:

ВаО + Н₂O ® Вa(OH)₂; Li₂O + Н₂O ® 2LiOH.

2.2.2. Хімічні властивості гідроксидів металів

Всі гідроксиди взаємодіють з кислотами та кислотними оксидами, утворюючи сіль та воду: NaOH + HNO₃ ® NaNO₃ + H₂O;

KOH + SO₃ ® K₂SO₄ + H₂O;

3Ca(OH)₂ + 2H₃PO₄ ® Ca₃(PO₄)₂ + 6H₂O; Вa(OH)₂ + CO₂ ® ВaCO₃ + H₂O.

Луги взаємодіють із солями з утворенням інших гідроксидів та інших солей: Pb(NO₃)₂ + 2NaOH ® Pb(OH)₂¯ + 2NaNO₃; FeSO₄ + 2KOH ® Fe(OH)₂¯ + K₂SO₄.

При нагріванні гідроксиди металів розпадаються на оксид і воду:

Са(ОН)₂ – t^o ® CaO + H₂O; Тi(OH)₄ – t^o ® ТiO₂ + 2H₂O;

2Al(OH)₃ – t^o ® Al₂O₃ + 3H₂O.

Частина гідроксидів металів реагує як із кислотами так і з лугами, проявляючи амфотерні властивості: Ве(OН)₂ + 2HCl ® ВеCl₂ + 2H₂O;

Ве(OН)₂ + 2NaOH ® Na₂[Ве(OH)₄];

Дата добавления: 2014-10-15