Хімія. Поглиблений рівень. Повторне видання. 8 клас. Бутенко

§ 36. Особливості взаємодії оксидів з водою та їхня класифікація

У цьому параграфі ви дізнаєтеся:

  • які особливості взаємодії оксидів з водою;
  • які оксиди слід відносити до основних, амфотерних, кислотних чи несолетворних;
  • які елементи спроможні утворювати основні, амфотерні та кислотні оксиди;
  • які елементи спроможні утворювати несолетворні оксиди.

Ви вже знайомі з основним оксидом СаО — це оксид, утворений металічним елементом, під час взаємодії з водою він утворює основу Са(ОН)2.

СаО + Н2О = Са(ОН)2

Які ще оксиди, утворені металічними елементами, вступають у взаємодію з водою?

Більш ніж 90 металічних елементів існують у вигляді простих речовин, і тільки одинадцять із них утворюють оксиди, що спроможні розчинятися у воді, наприклад: Li2O, Na2O, К2О, Rb2O, Cs2O, CaO, SrO, BaO тощо.

Li2O + H2O = 2LiOH

Унаслідок їхньої взаємодії з водою утворюються розчинні основи — луги. Як бачимо, це оксиди, валентність металічного елемента у яких дорівнює І або II.

Але з-поміж оксидів металічних елементів, валентність яких дорівнює І або II, є винятки. Це, наприклад, Cu2O, MnO, FeO, що не реагують з водою. Їх також називають основними. Чому? Тому що, як і у випадку з розчинними оксидами, існують відповідні їм основи: Mn(OH)2, Fe(OH)2тощо, які не розчиняються у воді. Їх, як правило, отримують із розчинних солей.

Більшість оксидів неметалічних елементів реагують з водою з утворенням кислот:

Р2О5 + Н2О = 2H3PO.

SO3 + Н2О = H2SO4

Винятком є силіцій(ІV) оксид SiO2. Він не розчиняється у воді й не реагує з нею. Ця речовина становить основу річкового піску. Але кислоти, що відповідають цьому оксиду, існують: H4SiO4, H2SiO3 та ін. Тому силіцій(ІV) оксид, як і всі оксиди неметалічних елементів, належить до кислотних оксидів.

Оксиди NO, N2O, CO, SiO відносять до несолетворних оксидів, оскільки вони не взаємодіють з водою, а також із розчинами кислот і лугів з утворенням неорганічних солей.

Яка речовина, на вашу думку, є продуктом реакції взаємодії хром(VI) оксиду з водою? Оскільки це оксид, утворений металічним елементом, можна припустити, що в реакції з водою утворюється основа. Щоби перевірити, чи правильне наше припущення, можна провести такий дослід.

Дослід

Додамо обережно в пробірку з водою трохи оксиду СrО3, а потім будемо поступово розводити водою. Отриманий розчин дослідимо за допомогою лакмусового папірця: змочений розчином, він змінює забарвлення з темно-фіолетового на червоне.

Але ж червоного кольору лакмусу надають кислоти! У пробірці міститься кислота, що утворилася внаслідок перебігу реакції:

2СrО3 + Н2О = Н2Сr2О7 (темно-червоний)

Хром(VІ) оксид — не єдиний оксид металічного елемента, який під час розчинення у воді реагує з нею з утворенням кислоти. Така властивість притаманна оксидам, утвореним ще деякими металічними елементами, наприклад Мn2О7, які виявляють валентність, більш характерну для неметалічних елементів.

Отже, до кислотних оксидів належать не тільки оксиди неметалічних елементів, а й оксиди металічних елементів, у яких вони виявляють валентність V і більшу (Mn2O7, CrO3, V2O5 та ін.). Таким чином, можна зробити висновок, що металічні елементи з таким значенням валентності в сполуках поводять себе, як неметалічні.

Деякі металічні елементи утворюють оксиди, у яких виявляють валентність II або III. Ці оксиди за їхніми хімічними властивостями можна віднести і до кислотних, і до основних, наприклад BeO, ZnO, Аl2О3, Fe2O3. Такі оксиди називають амфотерними. Це тверді речовини, які не розчиняються у воді та не реагують з нею. Їхні гідроксиди одержують непрямим шляхом — із розчинних солей.

Схема 4 узагальнює класифікацію оксидів.

Схема 4

Приклад розв’язування задач

У процесі згоряння червоного фосфору масою 12,4 г у кисні одержали фосфор(V) оксид, до якого додали воду та прокип’ятили. Утворилася ортофосфатна кислота. Визначте масу добутого фосфор(V) оксиду та кількість речовини води, які вступили в реакцію.

Запитання та завдання

°1. Які оксиди називають основними? Металічні чи неметалічні елементи їх утворюють? Наведіть приклади.

°2. Які оксиди називають кислотними? Наведіть приклади.

°3. Чи існують металічні елементи, які спроможні утворювати кислотні оксиди? Наведіть приклади.

°4. Які оксиди називають несолетворними? Наведіть приклади.

5. Із переліку формул речовин виберіть окремо основні та кислотні оксиди, дайте їм назви: SrO, SO3, MgO, N2O5, N2O3, K2O, BaO, B2O3.

6. Які речовини утворюються внаслідок взаємодії кислотних оксидів з водою? Наведіть приклади.

7. Які речовини утворюються внаслідок взаємодії основних оксидів з водою? Наведіть приклади.

8. Визначте масову частку Мангану в манган(VII) оксиді. Чи взаємодіє він з водою? Це основний чи кислотний оксид? Обґрунтуйте.

*9. Обчисліть об’єм кисню (н. у.), який прореагує з хромом масою 13 г з утворенням оксиду Сr2О3.

10. Обчисліть кількість речовини води, яка прореагує із сульфур(VІ) оксидом масою 24 г з утворенням сульфатної кислоти.

*11. Обчисліть масу води (у грамах), яку потрібно витратити в кожному випадку на взаємодію з 20 г таких оксидів:

  • a) SO2;
  • б) В2О3;
  • в) Мn2О7;
  • г) Р2О5.