Оксиды — это сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых — кислород со степенью окисления ($-2$).
Общая формула оксидов: $Э_{m}O_n$, где $m$ — число атомов элемента $Э$, а $n$ — число атомов кислорода. Оксиды могут быть твердыми (песок $SiO_2$, разновидности кварца), жидкими (оксид водорода $H_2O$), газообразными (оксиды углерода: углекислый $CO_2$ и угарный $CO$ газы). По химическим свойствам оксиды подразделяются на солеобразующие и несолеобразующие.
Несолеобразующими называются такие оксиды, которые не взаимодействуют ни со щелочами, ни с кислотами и не образуют солей. Их немного, в их состав входят неметаллы.
Солеобразующими называются такие оксиды, которые взаимодействуют с кислотами или основаниями и образуют при этом соль и воду.
Среди солеобразующих оксидов различают оксиды основные, кислотные, амфотерные.
Основные оксиды — это такие оксиды, которым соответствуют основания. Например: $CaO$ соответствует $Ca(OH)_2, Na_2O — NaOH$.
Типичные реакции основных оксидов:
1. Основный оксид + кислота → соль + вода (реакция обмена):
$CaO+2HNO_3=Ca(NO_3)_2+H_2O$.
2. Основный оксид + кислотный оксид → соль (реакция соединения):
$MgO+SiO_2{→}↖{t}MgSiO_3$.
3. Основный оксид + вода → щелочь (реакция соединения):
$K_2O+H_2O=2KOH$.
Кислотные оксиды — это такие оксиды, которым соответствуют кислоты. Это оксиды неметаллов:
N2O5 соответствует $HNO_3, SO_3 — H_2SO_4, CO_2 — H_2CO_3, P_2O_5 — H_3PO_4$, а также оксиды металлов с большим значением степеней окисления: ${Cr}↖{+6}O_3$ соответствует $H_2CrO_4, {Mn_2}↖{+7}O_7 — HMnO_4$.
Типичные реакции кислотных оксидов:
1. Кислотный оксид + основание → соль + вода (реакция обмена):
$SO_2+2NaOH=Na_2SO_3+H_2O$.
2. Кислотный оксид + основный оксид → соль (реакция соединения):
$CaO+CO_2=CaCO_3$.
3. Кислотный оксид + вода → кислота (реакция соединения):
$N_2O_5+H_2O=2HNO_3$.
Такая реакция возможна, только если кислотный оксид растворим в воде.
Амфотерными называются оксиды, которые в зависимости от условий проявляют основные или кислотные свойства. Это $ZnO, Al_2O_3, Cr_2O_3, V_2O_5$. Амфотерные оксиды с водой непосредственно не соединяются.
Типичные реакции амфотерных оксидов:
1. Амфотерный оксид + кислота → соль + вода (реакция обмена):
$ZnO+2HCl=ZnCl_2+H_2O$.
2. Амфотерный оксид + основание → соль + вода или комплексное соединение:
$Al_2O_3+2NaOH+3H_2O{=2Na,}↙{\text"тетрагидроксоалюминат натрия"}$
$Al_2O_3+2NaOH={2NaAlO_2}↙{\text"алюминат натрия"}+H_2O$.
Оксиды - это весьма распространённый тип соединений, которые содержатся в земной коре и во Вселенной вообще.
Классификация оксидов
Солеобразующие оксиды - это оксиды, которые в результате химической реакции образуют соли. Это оксиды металлов и неметаллов, которые при взаимодействии с водой образуют соответствующие кислоты, а при взаимодействии с основаниями – соответствующие кислые и нормальные соли.
- основные оксиды (например, оксид натрия Na2O, оксид меди(II) CuO): оксиды металлов, степень окисления которых I-II;
- кислотные оксиды (например, оксид серы(VI) SO3, оксид азота(IV) NO2): оксиды металлов со степенью окисления V-VII и оксиды неметаллов;
- амфотерные оксиды (например, оксид цинка ZnO, оксид алюминия Al2О3): оксиды металлов со степенью окисления III-IV и исключения (ZnO, BeO, SnO, PbO).
Несолеобразующие оксиды:
оксид углерода(II) СО, оксид азота(I) N2O, оксид азота(II) NO, оксид кремния(II) SiO.
Основные свойства химических оксидов
1.Растворимые в воде основные оксиды вступают в реакцию с водой, образуя основания:
Na2O + H2O → 2NaOH.
2.Взаимодействуют с кислотными оксидами, образуя соответствующие соли
Na2O + SO3 → Na2SO4.
3.Реагируют с кислотами, образуя соль и воду:
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O.
4.Реагируют с амфотерными оксидами:
Li2O + Al2O3 → 2LiAlO2.
Химические свойства кислотных оксидов
В случае, если в составе оксидов вторым элементом будет неметалл или металл, проявляющий высшую валентность (обычно это от IV до VII), то такие оксиды будут кислотными. Кислотными оксидами (ангидридами кислот) называются такие оксиды, которым соответствуют гидроксиды, относящие к классу кислот. Это, например, CO2, SO3, P2O5, N2O3, Cl2O5, Mn2O7 и т.д. Они растворяются в воде и щелочах, образуя при этом соль и воду.
1.Взаимодействуют с водой, образуя кислоту:
SO3 + H2O → H2SO4.
Но не все кислотные оксиды непосредственно реагируют с водой (SiO2 и др.).
2.Реагируют с основанными оксидами с образованием соли:
CO2 + CaO → CaCO3
3.Взаимодействуют со щелочами, образуя соль и воду:
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O.
Химические свойства амфотерных оксидов
В данном составе амфотерного оксида есть элемент, который обладает амфотерными свойствами.Под амфотерностью понимают способность соединений проявлять в зависимости от условий кислотные и основные свойства.
1.Взаимодействуют с кислотами, образуя соль и воду:
ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O.
2.Реагируют с твёрдыми щелочами (при сплавлении), образуя в результате реакции соль – цинкат натрия и воду:
ZnO + 2NaOH → Na2 ZnO2 + H2O.
Физические свойства
Жидкие (SO3, Mn2O7); Твердые (K2O, Al2O3, P2O5); Газообразные (CO2, NO2, SO2).
Получить оксиды можно при...
Взаимодействие простых веществ (за исключением инертных газов, золота и платины) с кислородом:
2H2 + O2 → 2H2O
2Cu + O2 → 2CuO
При горении в кислороде щелочных металлов (кроме лития), а также стронция и бария образуются пероксиды и надпероксиды:
2Na + O2 → Na2O2
Обжиг или горение бинарных соединений в кислороде:
4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
CS2 + 3O2 → CO2 + 2SO2
2PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2O
Термическое разложение солей:
CaCO3 → CaO + CO2
2FeSO4 → Fe2O3 + SO2 + SO3
Термическое разложение оснований или кислот:
2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O
4HNO3 → 4NO2 + O2 + 2H2O
Окисление низших оксидов в высшие и восстановление высших в низшие:
4FeO + O2 → 2Fe2O3
Fe2O3 + CO → 2FeO + CO2
Взаимодействие некоторых металлов с водой при высокой температуре:
Zn + H2O → ZnO + H2
Взаимодействие солей с кислотными оксидами при сжигании кокса с выделением летучего оксида:
Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C(кокс) → 3CaSiO3 + 2P+5CO
Взаимодействие металлов с кислотами-оксилителями:
Zn + 4HNO3(конц.) → Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
При действии водоотнимающих веществ на кислоты и соли:
2KClO4 + H2SO4(конц) → K2SO4 + Cl2O7 + H2O
Взаимодействие солей слабых неустойчивых кислот с более сильными кислотами:
NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2
Номенклатура оксидов
Слово «оксид», после которого следует наименование химического элемента в родительном падеже. При образовании нескольких оксидов в их названиях указывается его степень окисления римской цифрой в скобках сразу после названия. Часто используют и другие наименования оксидов по числу атомов кислорода: если оксид содержит только один атом кислорода, то его называют монооксидом , моноокисью или закисью , если два - диоксидом или двуокисью , если три - то триоксидом или триокисью и т. д.
|
Вы можете приобрести видеоурок (запись вебинара, 1,5 часа) и комплект теории по теме «Оксиды: получение и химические свойства». Стоимость материалов — 500 рублей. Оплата через систему Яндекс.Деньги (Visa, Mastercard, МИР, Maestro) по ссылке . Внимание! После оплаты необходимо прислать сообщение с пометкой «Оксиды» с указанием адреса электронной почты, на которую можно выслать ссылку для скачивания и просмотра вебинара. В течение суток после оплаты заказа и получения сообщения материалы вебинара поступят на вашу почту. Сообщение можно прислать одним из следующих способов:
Без сообщения мы не сможем идентифицировать платеж и отправить Вам материалы. |
Химические свойства кислотных оксидов
1. Кислотные оксиды взаимодействуют с основными оксидами и основаниями с образованием солей.
При этом действует правило — хотя бы одному из оксидов должен соответствовать сильный гидроксид (кислота или щелочь).
Кислотные оксиды сильных и растворимых кислот взаимодействуют с любыми основными оксидами и основаниями:
SO 3 + CuO = CuSO 4
SO 3 + Cu(OH) 2 = CuSO 4 + H 2 O
SO 3 + 2NaOH = Na 2 SO 4 + H 2 O
SO 3 + Na 2 O = Na 2 SO 4
Кислотные оксиды нерастворимых в воде и неустойчивых или летучих кислот взаимодействуют только с сильными основаниями (щелочами) и их оксидами. При этом возможно образование кислых и основных солей, в зависимости от соотношения и состава реагентов.
Например , оксид натрия взаимодействует с оксидом углерода (IV), а оксид меди (II), которому соответствует нерастворимое основание Cu(OH) 2 — практически не взаимодействует с оксидом углерода (IV):
Na 2 O + CO 2 = Na 2 CO 3
CuO + CO 2 ≠
2. Кислотные оксиды взаимодействуют с водой с образованием кислот.
Исключение — оксид кремния, которому соответствует нерастворимая кремниевая кислота. Оксиды, которым соответствуют неустойчивые кислоты, как правило, реагируют с водой обратимо и в очень малой степени.
SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4
3. Кислотные оксиды взаимодействуют с амфотерными оксидами и гидроксидами с образованием соли или соли и воды.
Обратите внимание — с амфотерными оксидами и гидроксидами взаимодействуют, как правило, только оксиды сильных или средних кислот!
Например , ангидрид серной кислоты (оксид серы (VI)) взаимодействует с оксидом алюминия и гидроксидом алюминия с образованием соли — сульфата алюминия:
3SO 3 + Al 2 O 3 = Al 2 (SO 4) 3
3SO 3 + 2Al(OH) 3 = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O
А вот оксид углерода (IV), которому соответствует слабая угольная кислота, с оксидом алюминия и гидроксидом алюминия уже не взаимодействует:
CO 2 + Al 2 O 3 ≠
CO 2 + Al(OH) 3 ≠
4. Кислотные оксиды взаимодействуют с солями летучих кислот.
При этом действует правило: в расплаве менее летучие кислоты и их оксиды вытесняют более летучие кислоты и их оксиды из их солей .
Например , твердый оксид кремния SiO 2 вытеснит более летучий углекислый газ из карбоната кальция при сплавлении:
CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2
5. Кислотные оксиды способны проявлять окислительные свойства.
Как правило, оксиды элементов в высшей степени окисления — типичные (SO 3 , N 2 O 5 , CrO 3 и др.) . Сильные окислительные свойства проявляют и некоторые элементы с промежуточной степенью окисления (NO 2 и др.).
6. Восстановительные свойства.
Восстановительные свойства, как правило, проявляют оксиды элементов в промежуточной степени окисления (CO, NO, SO 2 и др.). При этом они окисляются до высшей или ближайшей устойчивой степени окисления.
Например , оксид серы (IV) окисляется кислородом до оксида серы (VI):
2SO 2 + O 2 = 2SO 3
Кислотные оксиды
Кислотные оксиды (ангидриды) – оксиды, проявляющие кислотные свойства и образующие соответствующие кислородсодержащие кислоты. Образованы типичными неметаллами и некоторыми переходными элементами . Элементы в кислотных оксидах обычно проявляют степень окисления от IV до VII. Они могут взаимодействовать с некоторыми основными и амфотерными оксидами, например: с оксидом кальция CaO, оксидом натрия Na 2 О, оксидом цинка ZnO, либо с оксидом алюминия Al 2 O 3 (амфотерный оксид).
Характерные реакции
Кислотные оксиды могут реагировать с:
SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4
2NaOH + CO 2 => Na 2 CO 3 + H 2 O
Fe 2 O 3 + 3CO 2 => Fe 2 (CO 3) 3
Кислотные оксиды могут быть получены из соответствующей кислоты:
H 2 SiO 3 → SiO 2 + H 2 O
Примеры
- Оксид марганца(VII) Mn 2 O 7 ;
- Оксид азота NO 2 ;
- Оксид хлора Cl 2 O 5 , Cl 2 O 3
См. также
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Кислотные оксиды" в других словарях:
Оксиды металлов - это соединения металлов с кислородом. Многие из них могут соединяться с одной или несколькими молекулами воды с образованием гидроксидов. Большинство оксидов являются основными, так как их гидроксиды ведут себя как основания. Однако некоторые… … Официальная терминология
Оксид (окисел, окись) бинарное соединение химического элемента с кислородом в степени окисления −2, в котором сам кислород связан только с менее электроотрицательным элементом. Химический элемент кислород по электроотрицательности второй… … Википедия
Скульптура, пострадавшая от кислотного дождя Кислотный дождь все виды метеорологических осадков дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, при котором наблюдается понижение pH дождевых осадков из за загрязнений воздуха кислотными оксидами (обычно … Википедия
Географическая энциклопедия
оксиды - Соединение химического элемента с кислородом. По химическим свойствам все оксиды делятся на солеобразующие (наприме, Na2О, MgO, Al2O3, SiO2, P2O5, SO3, Cl2O7) и несолеобразующие (например, СО, N2O, NO, H2O). Солеобразующие оксиды подразделяют на… … Справочник технического переводчика
ОКСИДЫ - хим. соединения элементов с кислородом (устаревшее название окислы); один из важнейших классов хим. веществ. О. образуются чаще всего при непосредственном окислении простых и сложных веществ. Напр. при окислении углеводородов образуются О.… … Большая политехническая энциклопедия
- (кислые дожди), характеризуются повышенным содержанием кислот (в основном серной); водородный показатель pH<4,5. Образуются при взаимодействии атмосферной влаги с транспортно промышленными выбросами (главным образом серы диоксид, а также азота … Современная энциклопедия
Соединения элементов с кислородом. В О. степень окисления атома кислорода Ч2. К О. относятся все соед. элементов с кислородом, кроме содержащих атомы О, соединенные друг с другом (пероксиды, надпероксиды, озо ниды), и соед. фтора с кислородом… … Химическая энциклопедия
Дождь, снег или дождь со снегом, имеющие повышенную кислотность. Кислотные осадки возникают главным образом из за выбросов оксидов серы и азота в атмосферу при сжигании ископаемого топлива (угля, нефти и природного газа). Растворяясь в… … Энциклопедия Кольера
Оксиды - соединение химического элемента с кислородом. По химическим свойствам все оксиды делятся на солеобразующие (например, Na2O, MgO, Al2O3, SiO2, P2O5, SO3, Cl2O7) и несолеобразующие (например, СО, N2O, NO, H2O). Солеобразующие оксиды… … Энциклопедический словарь по металлургии
Это сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых - кислород со степенью окисления (-2). Общая формула оксидов: Э m О n , где m - число атомов элемента Э , а n - число атомов кислорода. Оксиды могут быть твердыми (песок SiO 2 , разновидности кварца), жидкими (оксид водорода H 2 O), газообразными (оксиды углерода: углекислый CO 2 и угарный СО газы).
Номенклатура химических соединений развивалась по мере накопления фактического материала. Сначала, пока число известных соединений было невелико, широко использовались тривиальные названия, не отражающие состава, строения и свойства вещества, - сурик РЬ 3 О 4 , глет РЬО, жженая магнезия MgO, железная окалина Fe 3 О 4 , веселящий газ N 2 О, белый мышьяк As 2 О 3 На смену тривиальной номенклатуре при шла полусистематическая номенклатура - в название были включены указания числа атомов кислорода в соединении: закись - для более низких, окись - для более высоких степеней окисления; ангидрид - для оксидов кислотного характера.
В настоящее время почти завершен переход к современной номенклатуре. Согласно международной номенклатуре, в названии оксида следует указывать валентность элемента; например, SО 2 - оксид cepы(IV), SО 3 - оксид cepы(VI), CrO - оксид хрома(II), Cr 2 О 3 - оксид хрома(III), CrO 3 - оксид хрома(VI).
По химическим свойствам оксиды подразделяются на солеобразующие и несолеобразующие .
Типы оксидов
Несолеобразующими называются такие оксиды, которые не взаимодействуют ни со щелочами, ни с кислотами и не образуют солей. Их немного, в состав входят неметаллы.
Солеобразующими называются такие оксиды, которые взаимодействуют с кислотами или основаниями и образуют при этом соль и воду.
Среди солеобразующих оксидов различают оксиды основные, кислотные, амфотерные.
Основные оксиды - это такие оксиды, которым соответствуют основания. Например: CuO соответствует основание Cu(OH) 2 , Na 2 O - основание NaOH, Cu 2 O - CuOH и т. д.
Оксиды в таблице Менделеева
Типичные реакции основных оксидов
1. Основный оксид + кислота = соль + вода (реакция обмена):
2. Основный оксид + кислотный оксид = соль (реакция соединения):
3. Основный оксид + вода = щелочь (реакция соединения):
Кислотные оксиды - это такие оксиды, которым соответствуют кислоты. Это оксиды неметаллов: N 2 O 5 соответствует HNO 3 , SO 3 - H 2 SO 4 , CO 2 - H 2 CO 3 , P 2 O 5 - H 4 PO 4 а также оксиды металлов с большим значением степеней окисления: Cr 2 +6 O 3 соответствует H 2 CrO 4 , Mn 2 +7 O 7 - HMnO 4 .
Типичные реакции кислотных оксидов
1. Кислотный оксид + основание = соль + вода (реакция обмена):
2. Кислотный оксид + основный оксид соль (реакция соединения):
3. Кислотный оксид + вода = кислота (реакция соединения):
Такая реакция возможна, только если кислотный оксид растворим в воде.
Амфотерными называются оксиды, которые в зависимости от условий проявляют основные или кислотные свойства. Это ZnO, Al 2 O 3 , Cr 2 O 3 , V 2 O 5 .
Амфотерные оксиды с водой непосредственно не соединяются.
Типичные реакции амфотерных оксидов
1. Амфотерный оксид + кислота = соль + вода (реакция обмена):
2. Амфотерный оксид + основание = соль + вода или комплексное соединение:
Основные оксиды. К основным относят оксиды типичных металлов, им соответствуют гидроксиды, обладающие свойствами оснований.
Получение основных оксидов
Окисление металлов при нагревании в атмосфере кислорода.
2Mg + O 2 = 2MgO
2Cu + O 2 = 2CuO
Метод неприменим для получения оксидов щелочных металлов. В реакции с кислородом щелочные металлы обычно дают пероксиды, поэтому оксиды Na 2 O, К 2 O труднодоступны.
Обжиг сульфидов
2CuS + 3O 2 = 2CuO + 2SO 2
4FeS 2 + 110 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2
Метод неприменим для сульфидов активных металлов, окисляющихся до сульфатов.
Разложение гидроксидов
Cu(OH) 2 = СuО + Н 2 О
Этим методом нельзя получить оксиды щелочных металлов.
Разложение солей кислородсодержащих кислот.
ВаСO 3 = ВаО + СO 2
2Pb(NO 3) 2 = 2РЬО + 4N0 2 + O 2
4FeSO 4 = 2Fe 2 O 3 + 4SO 2 + O 2
Разложение легко осуществляется для нитратов и карбонатов, в том числе и для основных солей.
2 CO 3 = 2ZnO + СO 2 + Н 2 O
Получение кислотных оксидов
Кислотные оксиды представлены оксидами неметаллов или переходных металлов в высоких степенях окисления. Они могут быть получены методами, аналогичными методам получения основных оксидов, например:
- 4Р + 5O 2 = 2Р 2 O 5
- 2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2
- K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 = 2CrO 3 ↓ + K 2 SO 4 + H 2 O
- Na 2 SiO 3 + 2HCl = 2NaCl + SiO 2 ↓ + H 2 O
