Хімічні властивості оксидів

Оксиди беруть участь в реакціях кислотно-основної взаємодії, внаслідок яких утворюються солі. Сіль складається з залишків основи та кислотних залишків. В наведених нижче рівняннях реакцій залишки основи позначені рискою, а кислотні залишки – фігурною дужкою.

Основні оксиди реагують з ре­човинами кислотного характеру з утворенням солей:

Кислотні оксиди взаємодіють з речовинами основного характеру з утворенням солей:

Амфотерні оксиди реагують з речовинами кислотного характеру як основні оксиди, а з речовинами основного характеру як кислотні оксиди з утворенням солей:

Гідроксиди - це продукти приєднання води до оксидів. Гідроксид зберігає хімічний характер відповідного оксиду. Тому гідроксиди поділя­ють на основи, амфотерні гідроксиди та кислоти.

Основи - це гідроксиди основних оксидів, тобто гідроксиди металів з валентністю І та II. Основи поділяють на розчинні у воді та малорозчинні. Розчинні у воді основи утворені лужними та лужно-земельними ме­талами і називаються лугами. Це LiОН, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Ca(OH)₂, Ва(OH)₂ та Sr(ОН)₂. Основи, що утворені іншими металами, малорозчинні у воді.

Добування основ: а) луги добувають розчиненням у воді лужних та лужно-земельних металів або розчиненням у воді їх оксидів:

2Nа + 2H₂O = 2NaOH + H₂

CaO + H₂O = Ca(OH)₂,

б) малорозчинні у воді основи добувають за реакцією обміну між розчином солі та розчином лугу:

CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂¯ + Na₂SO₄

Хімічні властивості основ. Основи реагують з речовинами кислотного характеру з утворенням солей:

Амфотерні гідроксиди - це гідроксиди амфотерних оксидів, тобто гідроксиди металів з валентністю III, ІV та деяких металів з валентністю II: Аl(OH) ₃, Cr(OH) ₃, Mn(OH) ₄, Sn(OH) ₂, Zn(OH) ₂, Pb(OH) ₂, Ве(ОН)₂ тощо.

Добування амфотерних гідроксидів. Амфотерні гідроксиди є малорозчин­ними у воді, тому їх добувають за реакцією обміну між розчином солі та розчином лугу:

AlCl₃ + 3KOH = Al(OH)₃¯ + 3KCl

Хімічні властивості амфотерних гідроксидів. Амфотерні гідроксиди реагують з речовинами кислотного характеру як основи, а з речовинами основного характеру як кислоти з утворенням солей:

Амфотерність гідроксидів можна розглядати, як утворення в розчинах гідроксокомплексних сполук:

Zn(OH)₂ + 2NaOH = Na₂[Zn(OH)₄] – натрію тетрагідроксоцинкат (ІІ)

Al(OH)₃ + 3NaOH = Na₃[Al(OH)₆] – натрію гексагідроксоалюмінат (ІІІ)

Атом металу, оточений йонами ОН^–, число яких дорівнює у більшості подвоєній валентності металу, складає внутрішню сферу сполуки (комплексний аніон). Заряд цього аніону компенсується йонами K⁺ або Na⁺, які знаходяться у зовнішній сфері сполуки.

Назва основ і амфотерних гідроксидів складається аналогічно назвам оксидів: з назви металу (у разі необхідності зазначають його валентність) і слова „гідроксид” (це назва груп ОН): NaOH – натрій гідроксид, Ca(OH)₂ – кальцій гідроксид, Cr(OH)₃ – хром (ΙΙΙ) гідроксид.

Кислоти - це сполуки, що містять атоми гідрогену, які здатні заміщуватись на атоми металу. Кислоти поділяють на безоксигенові та оксигенвмісні. До безоксигенових кислот належать водні розчини деяких сполук гідрогену з атомами неметалів, а саме: HF, НСl, HBr, HI, Н₂S, Н₂Sе, НСN тощо. Оксигенвмісні кислоти - це гідроксиди кислотних оксидів. Їх утворюють ме­тали з валентністю V, VІ, VІІ та неметали незалежно від іх валентності.

Основність кислоти визначається числом атомів гідрогену у складі молекули кислоти, здатних заміщуватись на ато­ми металу. Наприклад, одноосновними кис­лотами є НСl, HNO₃, СН₃СООН, двохосновними – Н₂S, Н₂СO₃, H₂SO₄, трьохосновними – H₃PO₄, H₃AsO₄ , чотирьохосновними – H₄SiO₄, H₄P₂O₇.

Назви кислот: Назви деяких безоксигенових кислот: HF – фторидна, HCl – хлоридна, HBr – бромідна, HI – йодидна, HCN – ціанідна, H₂S – сульфідна. Назва оксигенвмісної кислоти, в якій елемент виявляє вищий ступінь окиснення, має суфікс „-ат”, а зі зниженням ступеня окиснення – „-іт” або „-ит”: HNO₃ – нітратна, HNO₂ – нітритна, H₂SO₄ – сульфатна, H₂SO₃ – сульфітна, H₂CO₃ – карбонатна. Якщо одному і тому ж кислотному оксиду відповідають декілька кислот, в яких містяться по одному атому елемента в молекулі, то до назви кислоти з меншим вмістом атомів оксигену додають префікс “мета-”, а з найбільшим – префікс “орто-”. Наприклад, HPO₃ – метафосфатна, а H₃PO₄ – ортофосфатна кислоти.

Добування кислот:

а) розчинення у воді деяких кислотних оксидів:

SO₂ + H₂O = H₂SO₃,

б) реакція обміну між сіллю кислоти, яку треба одержати, та більш сильною кислотою:

Na₂SiO₃ + 2HNO₃ = H₂SiO₃↓+ 2NaNO₃

FeS + 2HCl = H₂S↑+ FeCl₂

Xімічні властивості кислот. Кислоти реагують з речовинами ос­новного характеру з утворенням солей:

Солі розглядають як продукти заміщення атомів гідро­гену кислоти на залишки основи, або як продукти заміщення груп ОН у складі основи на кислотні залишки. Розрізняють середні, кислі та основні соли.

Середні солі - це продукти повного заміщення атомів гідрогену кислоти на атоми металу. Середня сіль складається з йонів металу та кислотних залишків, які не містять атомів гідрогену, тому і назва середньої солі складається з назви металу та назви аніону кислотного залишку.

Кислоти	Кислотний залишок	Залишок основи	Середня сіль	Назва солей
H3PO4		Na^+	Nа3PO4	Натрій ортофосфат
H2CO3		Ca^2+	CaCO3	Кальцій карбонат
H2SO4	SO4^2-	Fe^3+	Fe2(SO4)3	Ферум (ІІІ) сульфат

Добування середніх солей:

а) реакції кислотно-основної взаємодії, тобто реакції між речовина­ми кислотного та основного характеру:

б) малорозчинні у воді солі можна одержати за реакцією обміну:

– між розчинами солей: Na₂CO₃ + CaCl₂ = CaCO₃¯ + 2NaCl,

– між розчинами солі та кислоти: AgNO₃ + HCl = AgCl¯ + HNO₃,

– між розчинами солі та основи: K₂SO₄ + Ba(OH)₂ = BaSO₄¯ +2KOH.

Кислі солі - це продукти неповного заміщення атомів гідрогену багатоосновних кислот на атоми металу. Кисла сіль складається з йонів металу та кислотних залишків, що містять атоми гідрогену.

Кислота	Кислотні залишки	Залишок основи	Кислі солі	Назва солей
H3PO4		Na^+	NaH2PO4	Натрій дигідрогенортофосфат
Na^+	Na2HPO4	Натрій гідрогенортофосфат
H2CO3		Ca^2+	Ca(HCO3)2	Кальцій гідрогенкарбонат

В назвах кислих солей використовується префікс "гідроген" та вказується число атомів гідрогену у складі кислотного залишку.

Добування кислих солей. Кислі солі можна одержати:

а) внаслідок взаємодії серед­ньої солі з однойменною кислотою:

CaCO₃ + CO₂ + H₂O =Ca(HCO₃)₂ ,

H₂CO₃

2Na₃PO₄ + Н₃PO₄= 3Na₂HPO₄ ,

Na₃PO₄ + 2Н₃PO₄= 3NaH₂PO₄

б) внаслідок взаємодії кислоти з нестачею основи:

Н₃PO₄ + NaOН = NaH₂PO₄ + H₂O,

Н₃PO₄ + 2NaOН = Na₂HPO₄ + 2H₂O,

Властивості кислих солей:

а) більшість кислих солей розчинні у воді,

б) кислі солі розкладаються за нагрівання:

Ca(HCO₃)₂ = CaCO₃¯ + CO₂ + H₂O,

в) кислі солі, як і кислоти, взаємодіють з речовинами основного характеру з утворенням середніх солей:

Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ = 2CaCO₃¯ + 2H₂O,

Ca(HCO₃)₂ + 2NaOH = CaCO₃¯ + Na₂CO₃ + 2H₂O,

3NaH₂PO₄ + 6KOН = Na₃PO₄ + 2K₃PO₄ + 6H₂O

г) кислі солі, як і середні, беруть участь в реакціях обміну з іншими солями та кислотами:

3Ca(HCO₃)₂ + 2Na₃PO₄ = Ca₃(PO₄) ₂¯ + 6NaHCO₃,

Ca(HCO₃)₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃¯ + 2NaHCO₃,

Ca(HCO₃)₂ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂ + H₂O,

Na₂HPO₄ + H₂SO₄ = H₃PO₄ + Na₂SO₄,

NaH₂PO₄ + HNO₃ = H₃PO₄ + NaNO₃

Основні солі. Основні солі є продуктами неповного заміщення груп ОН у складі основи кислотними залишками. Основна сіль складається з залишків ос­нови, які містять групи ОН, та кислотних залишків, до складу яких не вхо­дять атоми гідрогену. Основні солі утворюють тільки ті основи, що містять декілька груп ОН.

Назви основних солей утворюють з назв металу, аніонів кислот і префіксу “гідроксо” та вказують число груп ОН.

Основа	Залишки основи	Кислотний залишок	Основні солі	Назва солей
Co(OH)2	CoOH^+	NO3^–	CoOHNO3	Гідроксокобальт (ІІ) нітрат
SO4^2–	(CoOH)2SO4	Гідроксокобальт (ІІ) сульфат
Al(OH)3		Cl^–	Al(OH)2Cl	Дигідроксоалюміній хлорид
Cl^–	AlOHCl2	Гідроксоалюміній хлорид

Добування основних солей. Основні солі утворюються:

а) під час взаємодії основи з нестачею кислоти:

Cо(ОН)₂ + HNO₃ = CоOHNO₃ + H₂O,

2Cо(ОН)₂ + H₂SO₄ = (CoOH)₂SO₄ + 2H₂O,

Al(OH)₃ + HCl = Al(OH)₂Cl + H₂O,

Al(OH)₃ + 2HCl = AlOHCl₂ + 2H₂O

б) під час взаємодії середньої солі з нестачею лугу:

Cо(NO₃)₂ + NaOH = CoOHNO₃ + NaNO₃,

AlCl₃ + NaOH = AlOHCl₂ + NaCl,

AlCl₃ + 2NaOH = Al(OH)₂Cl + 2NaCl

Властивості основних солей:

а) основні солі є малорозчинними у воді;

б) основні солі, як і основи, взаємодіють з речовинами кислотного характеру з утворенням середніх солей:

CоOHNO₃ + HNO₃ = Cо(NO₃)₂ + H₂O,

(CoOH)₂SO₄ + 2HNO₃ = Cо(NO₃)₂ + CoSO₄ + 2H₂O,

3AlOHCl₂ + 3HNO₃ = 2AlCl₃ + Al(NO₃)₃ + 3H₂O

в) основні солі реагують з лугами. Внаслідок витіснення кислотних залишків з молекули основної солі групами ОН утворюється метал гідроксид:

СоOHNO₃ + NaOH = Cо(OH)₂¯ +NaNO₃,

Al(OH)₂Cl + KOH = Al(OH)₃ + KCl,

AlOHCl₂ + 2KOH = Al(OH)₃ + 2KCl.

Дата добавления: 2015-05-23