Sa čime reaguju oksidi? Lekcije iz neorganske hemije za pripremu za Jedinstveni državni ispit. Reaguje sa nekim nemetalima

Proučavajući hemijska svojstva vode, naučili ste da mnogi oksidi (oksidi) nemetala, kada reagiraju s vodom, formiraju kiseline, na primjer:

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 + Q

Neki metalni oksidi u interakciji s vodom formiraju baze (alkalije), na primjer:

CaO + H 2 O = Ca(OH) 2 + Q

Međutim, svojstvo oksida da reagira s vodom nije zajedničko za sve tvari ove klase. Mnogi oksidi, kao što su silicijum dioksid SiO 2, ugljični monoksid CO, dušikov oksid NO, bakrov oksid CuO, željezni oksid Fe 2 O 3, itd., ne stupaju u interakciju s vodom.

Interakcija oksida sa kiselinama

Znate da neki metalni oksidi reagiraju s kiselinama i tvore sol i vodu, na primjer:

CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O

Interakcija oksida sa bazama

Neki oksidi (ugljični dioksid CO 2, sumpor-dioksid SO 2, fosforni anhidrid P 2 O 5, itd.) ne reagiraju s kiselinama i stvaraju sol i vodu. Hajde da saznamo: da li su u interakciji sa bazama?

Suhu tikvicu napunite ugljičnim dioksidom i u nju sipajte kaustičnu sodu NaOH. Tikvu zatvaramo gumenim čepom sa staklenom cijevi umetnutom u nju i gumenom cijevi sa stezaljkom postavljenom na slobodnom kraju. Kada rukom dodirnemo bocu, osjetimo kako se staklo zagrijava. Na unutrašnjim zidovima tikvice pojavile su se kapi vode. Sve su to znaci hemijske reakcije. Ako je ugljični dioksid reagirao s kaustičnom sodom, onda možemo pretpostaviti da je u tikvici stvoren vakuum. Da biste to provjerili, nakon što se tikvica ohladi na sobnu temperaturu, spustite kraj gumene cijevi uređaja u kristalizator s vodom i otvorite stezaljku. Voda će brzo juriti u tikvicu. Naša pretpostavka o vakuumu u tikvici je potvrđena - ugljični dioksid stupa u interakciju s kaustičnom sodom. Jedan od proizvoda reakcije je voda. Kakav je sastav dobijene čvrste supstance?

NaOH + CO 2 = H 2 O + ? +Q

Poznato je da ugljični dioksid odgovara oksidu (oksid) hidratu - ugljenoj kiselini H 2 CO 3. Čvrsta tvar nastala u tikvici je sol ugljične kiseline - natrijev karbonat Na 2 CO 3.

Za formiranje molekule natrijevog karbonata potrebna su dva molekula natrijevog hidroksida:

2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O + Q

Kada je ugljen dioksid reagovao sa kaustičnom sodom, dobija se so natrijum karbonat Na 2 CO 3 i voda.

Osim ugljičnog dioksida, postoji mnogo više oksida (SO 2, SO 3, SiO 2, P 2 O 5 itd.) koji reagiraju sa alkalijama dajući sol i vodu.

Uloga hemije u naučno-tehnološkom napretku je velika. Mnoge jednostavne i složene supstance koriste se u različitim oblastima građevinarstva, proizvodnje i poljoprivrede. Među njima postoji dovoljan broj neorganskih jedinjenja. Najvažnije klase neorganskih spojeva uključuju okside, baze, kiseline i soli.

Oksidi

Oksid- složena supstanca koja uključuje dva elementa, od kojih je jedan kiseonik u oksidacionom stanju - 2. Opšta formula oksida je E x O y, gde je x broj atoma elementa; y je broj atoma kiseonika.

Sastav oksida

Sastav oksida određen je pozitivnim oksidacijskim stanjem elementa koji formira oksid.

Naziv oksida sastoji se od riječi “oksid” i naziva elementa. Ako element pokazuje promjenjivu valenciju, tada se valencija stavlja u zagrade pored imena oksida:

Na 2 O - natrijum oksid;

SO 3 - oksid sumpora (VI);

Dobivanje oksida

Dobivanje oksida:

a) oksidacija elemenata kiseonikom

4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3;

S + O 2 = SO 2;

b) tokom razgradnje složenih supstanci

Ca(OH) 2 → CaO + H 2 O;

H 2 SO 3 → SO 2 + H 2 O;

c) tokom oksidacije složenih supstanci

2H 2 S + 3O 2 = 2SO 2 + 2H 2 O.

Klasifikacija oksida

Na osnovu svojih hemijskih svojstava oksidi se dijele na formiranje soli I ne stvaraju soli ili indiferentni (CO, NO, N 2 O, SiO).

Produkti interakcije oksida sa vodom nazivaju se hidroksidi, koji mogu biti baze (NaOH, Cu(OH) 2), kiseline (H 2 SO 4, H 3 PO 4), amfoterni hidroksidi (Zn(OH) 2 = H 2 ZnO 2).

Oksidi koji stvaraju soli dijele se na osnovni, kiselo I amfoterično.

Main nazivaju se oksidi kojima baza odgovara: CaO → Ca(OH) 2, kiselo- kojoj kiselina odgovara: CO 2 → H 2 CO 3. Amfoterično Oksidi odgovaraju i kiselinama i bazama:

Zn(OH) 2 ← ZnO → H 2 ZnO 2 .

Basic oksidi formiraju metale, kiselo- nemetali i neki metali sekundarnih podgrupa, amfoterično- amfoterni metali.

Hemijska svojstva oksida

Bazni oksidi reaguju:

1) sa vodom da se formiraju baze:

Na 2 O + H 2 O = 2NaOH;

CaO + H 2 O = Ca(OH) 2;

2) sa kiselim jedinjenjima (kiseli oksidi, kiseline) sa stvaranjem soli i vode:

CaO + CO 2 = CaCO 3;

CaO + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O;

3) sa spojevima amfoterne prirode:

Li 2 O + Al 2 O 3 = 2Li AlO 2;

3NaOH + Al(OH) 3 = Na 3 AlO 3 + 3H 2 O;

Kiseli oksidi reaguju:

1) sa vodom za stvaranje kiselina:

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4;

2) sa osnovnim jedinjenjima (baznim oksidima i bazama) sa stvaranjem soli i vode:

SO 2 + Na 2 O = Na 2 SO 3;

CO 2 + 2NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O;

3) sa spojevima amfoterne prirode

CO 2 + ZnO = ZnCO 3;

CO 2 + Zn(OH) 2 = ZnCO 3 + H 2 O;

Amfoterni oksidi pokazuju svojstva i bazičnih i kiselih oksida. Amfoterni hidroksidi odgovaraju na njih:

Kiselo okruženje alkalno okruženje
Be(OH) 2 BeO H 2 BeO 2

Zn(OH) 2 ZnO H 2 ZnO 2

Al(OH) 3 Al 2 O 3 H 3 AlO 3, HAlo 2

Cr(OH) 3 Cr 2 O 3 HCrO 2

Pb(OH) 2 PbO H 2 PbO 2

Sn(OH) 2 SnO H 2 SnO 2

Amfoterni oksidi stupaju u interakciju s kiselim i bazičnim spojevima:

ZnO + SiO 2 = ZnSiO 3; ZnO + H 2 SiO 3 = ZnSiO 3 + H 2 O;

Al 2 O 3 + 3Na 2 O = 2Na 3 AlO 3; Al 2 O 3 + 2NaOH = 2NaAlO 2 + H 2 O.

Metali s promjenjivom valentnošću mogu formirati okside sve tri vrste. Na primjer:

CrO bazični Cr(OH) 2 ;

Cr 2 O 3 amfoterni Cr(OH) 3 ;

Cr 2 O 7 kiseli H 2 Cr 2 O 7;

MnO, Mn 2 O 3 glavni;

MnO 2 je amfoteričan;

Mn 2 O 7 kiseli HMnO 4.

Oksidi- to su složena neorganska jedinjenja koja se sastoje od dva elementa, od kojih je jedan kiseonik (u oksidacionom stanju -2).

Na primjer, Na 2 O, B 2 O 3, Cl 2 O 7 su klasifikovani kao oksidi. Sve ove tvari sadrže kisik i još jedan element. Supstance Na 2 O 2 , H 2 SO 4 i HCl nisu oksidi: u prvom je oksidaciono stanje kiseonika -1, u drugom nisu dva, već tri elementa, a treći ne sadrži kiseonik uopšte.

Ako ne razumijete značenje pojma oksidacijski broj, u redu je. Prvo, možete pogledati odgovarajući članak na ovoj stranici. Drugo, čak i bez razumijevanja ovog pojma, možete nastaviti čitati. Možete privremeno zaboraviti spomenuti stanje oksidacije.

Dobijeni su oksidi gotovo svih trenutno poznatih elemenata, osim nekih plemenitih plinova i “egzotičnih” transuranijskih elemenata. Štoviše, mnogi elementi formiraju nekoliko oksida (za dušik, na primjer, poznato je šest).

Nomenklatura oksida

Moramo naučiti da imenujemo okside. Vrlo je jednostavno.

Primjer 1. Imenujte sljedeća jedinjenja: Li 2 O, Al 2 O 3, N 2 O 5, N 2 O 3.

Li 2 O - litijum oksid,
Al 2 O 3 - aluminijum oksid,
N 2 O 5 - dušikov oksid (V),
N 2 O 3 - dušikov oksid (III).

Imajte na umu važnu točku: ako je valencija elementa konstantna, NE spominjemo je u nazivu oksida. Ako se valencija promijeni, obavezno je naznačite u zagradi! Litijum i aluminijum imaju konstantnu valencu, dok azot ima promenljivu valencu; Iz tog razloga su nazivi dušikovih oksida dopunjeni rimskim brojevima koji simboliziraju valenciju.

Vježba 1. Imenujte okside: Na 2 O, P 2 O 3, BaO, V 2 O 5, Fe 2 O 3, GeO 2, Rb 2 O. Ne zaboravite da postoje elementi sa konstantnom i promenljivom valentnošću.

Još jedna važna stvar: ispravnije je tvar F 2 O nazvati ne "fluorov oksid", već "kisik-fluorid"!

Fizička svojstva oksida

Fizička svojstva su veoma raznolika. To je posebno zbog činjenice da se u oksidima mogu pojaviti različite vrste kemijskih veza. Tačke topljenja i ključanja uvelike variraju. U normalnim uslovima, oksidi mogu biti u čvrstom stanju (CaO, Fe 2 O 3, SiO 2, B 2 O 3), tečnom stanju (N 2 O 3, H 2 O), u obliku gasova (N 2 O , SO 2, NO, CO).

Različite boje: MgO i Na 2 O su bijele, CuO je crna, N 2 O 3 je plava, CrO 3 je crvena, itd.

Taline oksida s ionskim tipom veze dobro provode električnu energiju, kovalentni oksidi u pravilu imaju nisku električnu provodljivost.

Klasifikacija oksida

Svi oksidi koji postoje u prirodi mogu se podijeliti u 4 klase: bazični, kiseli, amfoterni i koji ne stvaraju soli. Ponekad se prve tri klase kombinuju u grupu oksida koji stvaraju soli, ali za nas to sada nije važno. Hemijska svojstva oksida iz različitih klasa se jako razlikuju, pa je pitanje klasifikacije veoma važno za dalje proučavanje ove teme!

Počnimo sa oksidi koji ne stvaraju so. Treba ih zapamtiti: NE, SiO, CO, N 2 O. Samo naučite ove četiri formule!

Da bismo napredovali dalje, moramo zapamtiti da u prirodi postoje dvije vrste jednostavnih supstanci - metali i nemetali (ponekad se razlikuje i grupa polumetala ili metaloida). Ako imate jasno razumijevanje koji su elementi metali, nastavite čitati ovaj članak. Ako imate i najmanju sumnju, pogledajte materijal "Metali i nemetali" na toj web stranici.

Dakle, dozvolite mi da vam kažem da su svi amfoterni oksidi metalni oksidi, ali nisu svi metalni oksidi amfoterni. Navešću najvažnije od njih: BeO, ZnO, Al 2 O 3, Cr 2 O 3, SnO. Lista nije potpuna, ali svakako treba zapamtiti navedene formule! U većini amfoternih oksida, metal pokazuje oksidaciono stanje od +2 ili +3 (ali postoje izuzeci).

U sljedećem dijelu članka nastavit ćemo govoriti o klasifikaciji; Hajde da razgovaramo o kiselim i bazičnim oksidima.

Video tutorijal 2: Hemijska svojstva osnovnih oksida

Predavanje: Karakteristične hemijske osobine oksida: bazni, amfoterni, kiseli

Oksidi- binarna jedinjenja (složene supstance) koja se sastoje od kiseonika sa oksidacionim stanjem -2 i drugog elementa.

Prema svojoj hemijskoj sposobnosti da tvore soli, svi oksidi se dijele u dvije grupe:

• stvaranje soli,
• ne stvaraju soli.

Jedinjenja koja stvaraju soli dijele se u tri grupe: bazične, kisele i amfoterne. One koje ne stvaraju soli uključuju ugljični oksid (II) CO, dušikov oksid (I) N2O, dušikov oksid (II) NO, silicijum oksid (II) SiO.

Osnovni oksidi- to su oksidi koji pokazuju osnovna svojstva formirana od zemnoalkalnih i zemnoalkalnih metala u oksidacionim stanjima +1, +2, kao i prelazni metali u nižim oksidacionim stanjima.

Ova grupa oksida odgovara sledećim bazama: K 2 O – KOH; BaO – Ba(OH) 2; La 2 O 3 – La(OH) 3.

Kiseli oksidi su oksidi koji pokazuju kisela svojstva, formirani od tipičnih nemetala, kao i neki prelazni metali u oksidacionim stanjima od +4 do +7.

Ova grupa oksida odgovara kiselinama: SO 3 –H 2 SO 4 ; CO 2 – H 2 CO 3 ; SO 2 – H 2 SO 3, itd.

Amfoterni oksidi- to su oksidi koji pokazuju bazna i kisela svojstva, formirani od prelaznih metala u oksidacionim stanjima +3, +4. Isključuje: ZnO, BeO, SnO, PbO.

Ova grupa oksida odgovara amfoternim bazama: ZnO – Zn(OH) 2 ; Al 2 O 3 – Al(OH) 3.

Razmotrimo hemijska svojstva oksida:

Reagens	Osnovni oksidi	Amfoterni oksidi	Kiseli oksidi
Voda	Oni reaguju. primjer: CaO + H 2 O → Ca(OH) 2	Oni ne reaguju	Oni reaguju. primjer: S O 3 + H 2 O → H 2 SO 4
Kiselina	Oni reaguju. primjer: Fe 2 O 3 + 6HCl → 2FeCl 3 + 3H 2 O	Oni reaguju. primjer: ZnO + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 O	Oni ne reaguju
Baza	Oni ne reaguju	Oni reaguju. primjer: ZnO + 2NaOH + H 2 O → Na 2	Oni reaguju. primjer: 2NaOH + SiO 2 → Na 2 SiO 3 + H 2 O
Osnovni oksid	Oni ne reaguju	Oni reaguju. primjer: ZnO + CaO → CaZnO 2	Oni reaguju. primjer: SiO 2 + CaO → CaSiO 3
Kiseli oksid	Oni reaguju. primjer: CaO + CO 2 → CaCO 3	Oni reaguju. primjer: ZnO + SiO 2 → ZnSiO 3	Oni ne reaguju
Amfoterni oksid	Oni reaguju. primjer: Li 2 O + Al 2 O 3 → 2LiAlO	Reaguj	Oni reaguju. primjer: Al 2 O 3 + 3SO 3 → Al 2 (SO 4) 3

Iz gornje tabele možemo sumirati sljedeće:

Osnovni oksidi najaktivnijih metala reagiraju s vodom, formirajući jake baze - alkalije. Osnovni oksidi manje aktivnih metala ne reagiraju s vodom u normalnim uvjetima. Svi oksidi ove grupe uvijek reagiraju s kiselinama, stvarajući soli i vodu. Ali oni ne reaguju sa razlozima.

Kiseli oksidi uglavnom reaguju sa vodom. Ali ne reaguju svi u normalnim uslovima. Svi oksidi ove grupe reagiraju s bazama, stvarajući soli i vodu. Ne reaguju sa kiselinama.

Bazni i kiseli oksidi mogu međusobno reagirati, nakon čega dolazi do stvaranja soli.

Amfoterni oksidi imaju bazična i kisela svojstva. Stoga reagiraju i sa kiselinama i sa bazama, stvarajući soli i vodu. Amfoterni oksidi reagiraju s kiselim i bazičnim oksidima. Oni takođe komuniciraju jedni s drugima. Najčešće se ove kemijske reakcije događaju kada se zagrijavaju da bi se formirale soli.

Oksidi, njihova klasifikacija i svojstva osnova su tako važne nauke kao što je hemija. Počinju da se izučavaju na prvoj godini studija hemije. U egzaktnim naukama kao što su matematika, fizika i hemija, svo gradivo je međusobno povezano, zbog čega nesavladavanje gradiva povlači za sobom nerazumijevanje novih tema. Stoga je vrlo važno razumjeti temu oksida i u potpunosti je razumjeti. Danas ćemo pokušati detaljnije razgovarati o tome.

Šta su oksidi?

Oksidi, njihova klasifikacija i svojstva su ono što prvo treba razumjeti. Dakle, šta su oksidi? Sjećate li se ovoga iz škole?

Oksidi (ili oksidi) su binarni spojevi koji sadrže atome elektronegativnog elementa (manje elektronegativnog od kisika) i kisika s oksidacijskim stanjem -2.

Oksidi su nevjerovatno uobičajene supstance na našoj planeti. Primjeri oksidnih spojeva uključuju vodu, rđu, neke boje, pijesak, pa čak i ugljični dioksid.

Formiranje oksida

Oksidi se mogu dobiti na različite načine. Stvaranje oksida proučava i takva nauka kao što je hemija. Oksidi, njihova klasifikacija i svojstva - to je ono što naučnici trebaju znati da bi razumjeli kako je nastao ovaj ili onaj oksid. Na primjer, mogu se dobiti direktnim kombiniranjem atoma kisika (ili atoma) s kemijskim elementom - to je interakcija kemijskih elemenata. Međutim, postoji i indirektno stvaranje oksida, to je kada oksidi nastaju razgradnjom kiselina, soli ili baza.

Klasifikacija oksida

Oksidi i njihova klasifikacija ovise o tome kako nastaju. Prema svojoj klasifikaciji, oksidi se dijele u samo dvije grupe, od kojih je prva solana, a druga ne-soli. Dakle, pogledajmo bliže obje grupe.

Oksidi koji tvore soli su prilično velika grupa, koja se dijeli na amfoterne, kisele i bazične okside. Kao rezultat bilo koje kemijske reakcije, oksidi koji tvore soli stvaraju soli. U pravilu, sastav oksida koji stvaraju soli uključuje elemente metala i nemetala, koji formiraju kiseline kao rezultat kemijske reakcije s vodom, ali u interakciji s bazama stvaraju odgovarajuće kiseline i soli.

Oksidi koji ne stvaraju soli su oni oksidi koji ne stvaraju soli kao rezultat kemijske reakcije. Primjeri takvih oksida uključuju ugljik.

Amfoterni oksidi

Oksidi, njihova klasifikacija i svojstva su veoma važni pojmovi u hemiji. Sastav spojeva koji stvaraju soli uključuje amfoterne okside.

Amfoterni oksidi su oksidi koji mogu pokazivati ​​bazična ili kisela svojstva, u zavisnosti od uslova hemijskih reakcija (pokazuju amfoternost). Nastaju takvi oksidi (bakar, srebro, zlato, gvožđe, rutenijum, volfram, ruterfordijum, titan, itrij i mnogi drugi). Amfoterni oksidi reagiraju s jakim kiselinama i kao rezultat kemijske reakcije formiraju soli ovih kiselina.

Kiseli oksidi

Ili su anhidridi oksidi koji u hemijskim reakcijama ispoljavaju i formiraju kiseline koje sadrže kiseonik. Anhidridi se uvijek formiraju od tipičnih nemetala, kao i od nekih prelaznih hemijskih elemenata.

Oksidi, njihova klasifikacija i hemijska svojstva su važni koncepti. Na primjer, kiseli oksidi imaju potpuno drugačija kemijska svojstva od amfoternih oksida. Na primjer, kada anhidrid reaguje sa vodom, nastaje odgovarajuća kiselina (izuzetak je SiO2 - Anhidridi reaguju sa alkalijama, a kao rezultat takvih reakcija oslobađaju se voda i soda. Pri reakciji sa nastaje so.

Osnovni oksidi

Osnovni (od riječi "baza") oksidi su oksidi hemijskih elemenata metala sa oksidacionim stanjima +1 ili +2. To uključuje alkalne i zemnoalkalne metale, kao i hemijski element magnezijum. Bazni oksidi se razlikuju od ostalih po tome što su oni ti koji mogu reagirati s kiselinama.

Bazni oksidi stupaju u interakciju sa kiselinama, za razliku od kiselih oksida, kao i sa alkalijama, vodom i drugim oksidima. Kao rezultat ovih reakcija obično nastaju soli.

Osobine oksida

Ako pažljivo proučavate reakcije različitih oksida, možete samostalno izvući zaključke o tome kakvim su kemijskim svojstvima oksidi obdareni. Zajedničko hemijsko svojstvo apsolutno svih oksida je redoks proces.

Ali ipak, svi oksidi se međusobno razlikuju. Klasifikacija i svojstva oksida su dvije međusobno povezane teme.

Oksidi koji ne stvaraju soli i njihova hemijska svojstva

Oksidi koji ne stvaraju soli su grupa oksida koji ne pokazuju ni kisela, ni bazična ni amfoterna svojstva. Kao rezultat kemijskih reakcija s oksidima koji ne stvaraju soli, soli se ne stvaraju. Ranije se takvi oksidi nisu zvali koji ne stvaraju sol, već su indiferentni i ravnodušni, ali takvi nazivi ne odgovaraju svojstvima oksida koji ne stvaraju sol. Ovi oksidi su po svojim svojstvima prilično sposobni za kemijske reakcije. Ali postoji vrlo malo oksida koji ne stvaraju sol; oni su formirani od monovalentnih i dvovalentnih nemetala.

Od oksida koji ne stvaraju sol, oksidi koji stvaraju soli mogu se dobiti kao rezultat kemijske reakcije.

Nomenklatura

Gotovo svi oksidi se obično nazivaju na ovaj način: riječ „oksid“, a zatim naziv kemijskog elementa u genitivu. Na primjer, Al2O3 je aluminijum oksid. U hemijskom jeziku, ovaj oksid glasi ovako: aluminijum 2 o 3. Neki hemijski elementi, kao što je bakar, mogu imati nekoliko stepeni oksidacije u skladu sa tim, oksidi će takođe biti različiti. Tada je CuO oksid bakrov (dva) oksid, odnosno sa stepenom oksidacije 2, a Cu2O oksid je bakrov (tri) oksid, koji ima stepen oksidacije 3.

Ali postoje i drugi nazivi za okside, koji se razlikuju po broju atoma kisika u spoju. Monoksidi ili monoksidi su oni oksidi koji sadrže samo jedan atom kisika. Dioksidi su oni oksidi koji sadrže dva atoma kisika, koji su označeni prefiksom “di”. Trioksidi su oni oksidi koji već sadrže tri atoma kisika. Nazivi kao što su monoksid, dioksid i trioksid su već zastarjeli, ali se često nalaze u udžbenicima, knjigama i drugim pomagalima.

Postoje i takozvani trivijalni nazivi za okside, odnosno oni koji su se istorijski razvili. Na primjer, CO je oksid ili monoksid ugljika, ali čak i kemičari ovu tvar najčešće nazivaju ugljičnim monoksidom.

Dakle, oksid je spoj kiseonika sa hemijskim elementom. Glavna nauka koja proučava njihovu formaciju i interakcije je hemija. Oksidi, njihova klasifikacija i svojstva nekoliko su važnih tema u nauci o hemiji, bez razumijevanja kojih je nemoguće razumjeti sve ostalo. Oksidi su gasovi, minerali i prahovi. Neki oksidi su vrijedni detaljnog poznavanja ne samo naučnika, već i običnih ljudi, jer čak mogu biti opasni za život na ovoj zemlji. Oksidi su vrlo zanimljiva i prilično laka tema. Oksidna jedinjenja su veoma česta u svakodnevnom životu.