§ 6. Поняття про оксиди, кислоти, основи, індикатори

У цьому параграфі ви повторите:

як на підставі хімічного складу та хімічних властивостей певних речовин можна розпізнавати оксиди, кислоти, основи — представників основних класів неорганічних речовин.

Серед складних речовин виділяють такі найважливіші класи: оксиди, кислоти, основи. Із солями — четвертим класом неорганічних сполук ви ознайомитеся пізніше.

Атоми майже всіх хімічних елементів здатні приєднувати атоми Оксигену, утворюючи бінарну сполуку оксид. Їх можуть утворювати як металічні, так і неметалічні елементи.

Особливий інтерес до оксидів зумовлений не тільки їхньою поширеністю. Важливою хімічною властивістю є спроможність оксидів взаємодіяти з багатьма простими та складними речовинами. Найбільш розповсюдженою бінарною сполукою є вода, або гідроген оксид Н₂О.

Чи є з-поміж оксидів такі, що взаємодіють з водою? Відповідь на це запитання можна дати за допомогою досліду.

Помістимо у дві хімічні склянки воду, в одну з них покладемо, перемішуючи, невеличку порцію оксиду металічного елемента Кальцію СаО, а через воду в другому пропустимо газуватий оксид неметалічного елемента Карбону СО₂ (рис. 4, а). За деякий час в обох склянках спостерігаємо прозору рідину (рис. 4, б), а на дні першої склянки — осад СаО, який погано розчиняється у воді. Чи відбулося при цьому хімічне явище? Інакше кажучи, чи утворилися при цьому нові сполуки?

Скористаємося спеціальною речовиною-індикатором (від латинського indicator, що означає «покажчик») — лакмусом. Додамо по краплині розчин лакмусу (фіолетового кольору) до вмісту кожної склянки.

Забарвлення розчину в першій склянці змінилося на синє, у другому — на червоне (рис. 4, в).

Рис. 4. Взаємодія оксидів металічного та неметалічного елементів з водою

Отже, хімічне перетворення відбулося — під час взаємодії оксидів із водою в склянках утворилися нові сполуки.

Різниця в забарвленні розчинів у склянках дає можливість припустити, що властивості сполук, які в них містяться, різні.

Яким є склад сполуки, що утворилася внаслідок взаємодії оксиду металічного елемента СаО з водою?

Складемо рівняння відповідної реакції:

CaO + H₂O = Ca(OH)₂

Речовина Са(ОН)₂, яка утворилася в першій склянці, крім атомів Кальцію, містить атоми Оксигену та Гідрогену, що міцно сполучені між собою. Ці атоми утворюють групу ОН, яка в хімічних перетвореннях поводить себе як єдине ціле. Її називають гідроксильною групою. Визначимо умовну валентність цієї групи. Валентність атома Кальцію дорівнює II, отже, валентність групи ОН дорівнює І.

Саме наявність ОН-групи в розчині й зумовлює його синє забарвлення, якщо додати до нього лакмусу. Речовини, подібні за складом до Са(ОН)₂, називають основами. Відповідно оксид металічного елемента СаО отримав назву основного.

Яка ж сполука утворилася внаслідок взаємодії оксиду неметалічного елемента СО₂ з водою? Звернемося до рівняння реакції:

СО₂ + Н₂О = Н₂СО₃

Речовина Н₂СО₃ містить атоми Гідрогену та інші атоми, що міцно сполучені між собою та утворюють групу СО₃. Її валентність визначають за числом атомів Гідрогену в сполуці:

Сполуку Н₂СО₃ називають кислотою, а оксид неметалічного елемента СО₂ — кислотним оксидом. Наявність у розчині кислоти і є причиною його червоного забарвлення в разі додавання лакмусу.

Лабораторний дослід 1. Розпізнавання кислот і лугів

З розчинами кислот і лугів слід поводитись обережно!

Видано штатив із трьома пробірками без етикеток, які наполовину наповнені невідомими речовинами. В одній з них міститься розчин лугу NaOH, у другій — хлоридна кислота НСl, у третій — розчин солі NaCl. Визначте, у якій із пробірок міститься кожна з указаних речовин. За допомогою якого реактива це можна зробити? Простіше за все скористатися якимось кислотно-основним індикатором.

Візьміть розчин лакмусу. Якого він кольору? Додайте по три краплі до вмісту кожної з пробірок. Що спостерігаєте? Чи змінився колір? Які висновки можна зробити? Запишіть спостереження та висновки в зошит.

Речовини, подібні за складом і властивостями, поєднують у класи сполук. Так, оксиди містять атоми Оксигену, сполучені з атомами металічного або неметалічного елемента. Речовини — представники класу основ містять групи атомів ОН, сполучені з атомом металічного елемента. Сполуки класу кислот містять атоми Гідрогену, які можуть бути сполучені з атомом неметалічного елемента або групою атомів, що складається, як правило, з атомів неметалічних елементів.

Запитання та завдання

°1. Які основні класи неорганічних сполук ви знаєте?

°2. Які сполуки називають оксидами? Наведіть приклади.

°3. Яка група атомів входить до складу основ? Наведіть приклади основ.

°4. Які речовини називають кислотами? Наведіть приклади.

5. Складіть рівняння реакцій між киснем та кальцієм, натрій оксидом і водою.

6. Сульфур(VІ) оксид масою 16 г прореагував з водою. Яка речовина утворилася та якої маси? Яка маса води прореагувала?

7. Під час взаємодії натрій оксиду масою 6,2 г з водою утворилася одна речовина. Визначте масу продукту реакції.