Підручник з Хімії. 8 клас. Григорович - Нова програма

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

§ 30. Хімічні властивості оксидів

Пригадайте:

• класифікацію оксидів (за § 28);

• які елементи належать до родин лужних та лужноземельних елементів (за § 4).

Взаємодія кислотних оксидів з водою

Усі кислотні оксиди (за винятком силіцій(ІV) оксиду SiO₂) вступають у реакції сполучення з водою. У результаті реакцій утворюються кислоти, що відповідають цим оксидам:

Складаючи рівняння таких реакцій, слід пам’ятати, що всі ці реакції є реакціями сполучення, а формулу продукту реакції легко визначити, якщо «скласти» всі атоми з реагентів та записати їх у відповідному для формул кислот порядку (табл. 8, с. 146):

SO₃+ H₂O = H₂SO₄

Якщо ж усі індекси виявляються парними, то їх слід скоротити на 2 та поставити коефіцієнт, наприклад:

N₂O₅ + H₂O = (H₂N₂O₆) = 2HNO₃

Фосфор утворює дві кислоти з різним умістом Гідрогену — метафосфатну та ортофосфатну. Вони утворюються з фосфор(V) оксиду приєднанням різної кількості води:

P₂O₅ + H₂O = (Н₂Р₂О₆) = 2НРО₃

P₂O₅ + 3H₂O = (Н₆Р₂O₈) = 2Н₃РO₄

Склавши в такий спосіб рівняння реакції кислотного оксиду з водою, можна визначити кислоту, що відповідає тому чи іншому кислотному оксиду (табл. 9).

Таблиця 9. Кислотні оксиди та відповідні їм кислоти

Кислотний оксид (ангідрид)	Кислота
CO₂	H₂CO₃
N₂O₃	HNO₂
N₂O₅	HNO₃
P₂O₅	HPO₃ H₃PO₄
SiO₂	H₂SiO₃
SO₃	H₂SO₄
SO₂	H₂SO₃

Взаємодія основних оксидів з водою

Основним оксидам відповідають основи, що мають утворюватися в разі взаємодії оксидів з водою. Але більшість основних оксидів з водою не взаємодіють.

Зверніть увагу, що в реакцію з водою вступають лише ті оксиди, що утворюють луги (оксиди лужних і лужноземельних елементів).

Луги легко відрізнити від нерозчинних гідроксидів за таблицею розчинності (див. форзац 2), оскільки луги — розчинні гідроксиди.

основний оксид + Н₂O = основа (луг)

Na₂O + Н₂O = 2NaOH

СаО + Н₂O = Са(ОН)₂

Усі амфотерні гідроксиди — нерозчинні у воді, тому амфотерні оксиди з водою не реагують. Так само з водою не реагують несолетворні оксиди, оскільки їм не відповідають ані кислота, ані основа.

Кислотно-основні взаємодії

Один з головних принципів взаємодії хімічних речовин полягає в тому, що речовини з кислотними властивостями (кислоти та кислотні оксиди) завжди взаємодіють з речовинами з основними властивостями (основи та основні оксиди) (схема 4). Реакції між такими речовинами називають кислотно-основними взаємодіями. Власне, кислоти й основи — це хімічні протилежності. Продуктами взаємодії між кислотними й основними речовинами завжди є солі.

Схема 4. Взаємодія речовин з кислотними властивостями з речовинами з основними властивостями

Взаємодія оксидів з основами й кислотами

Оксиди здатні взаємодіяти з гідратами оксидів (кислотами та основами) з протилежними властивостями з утворенням солей (схема 4).

Основні оксиди реагують з кислотами. У продукт взаємодії — сіль — переходить металічний елемент з оксиду та кислотний залишок із кислоти:

CaO + H₂SO₄ = CaSO₄ + H₂O

FeO + 2HCl = FeCl₂ + H₂O

Зверніть увагу, що в таких реакціях ступені окиснення елементів не змінюються, і їх слід використати для складання формули утвореної солі. Елементи, що лишилися (Гідроген і Оксиген), утворюють молекулу води:

Амфотерні оксиди реагують з кислотами так само, як і основні:

Кислотні оксиди взаємодіють з основами з утворенням солі та води.

Зверніть увагу, що кислотні оксиди вступають у хімічні реакції тільки з лугами:

Складаючи рівняння реакції, слід дуже уважно складати формули солей. Для цього варто пам’ятати, як визначити кислоту, що відповідає кислотному оксиду (табл. 9, с. 158).

СO₂ + Са(ОН)₂ = СаСO₃↓ + Н₂O (СO₂ відповідає Н₂СO₃)

СO₂ + 2NaOH = Na₂CO₃ + Н₂O (СO₂ відповідає Н₂СO₃)

Силіцій(ІV) оксиду SiO₃ відповідає силікатна кислота, тому в реакціях силіцій(ІV) оксиду з основами утворюються силікати:

SiO₂ + 2NaOH = Na₂SiO₃ + Н₂O (SiO₂ відповідає H₂SiO₃)

Амфотерні оксиди з лугами взаємодіють зовсім по-іншому, це ви вивчатимете в § 39. Деякі несолетворні оксиди також здатні взаємодіяти з лугами, про що ви дізнаєтеся під час подальшого вивчення хімії.

Взаємодія кислотних і основних оксидів між собою

Основні та кислотні оксиди також взаємодіють між собою з утворенням солей (схема 4, с. 159).

кислотний оксид + основний оксид = сіль

Багато таких реакцій відбуваються тільки під час нагрівання.

Щоб правильно скласти рівняння реакції, слід правильно визначити кислоту, що відповідає кислотному оксиду (табл. 9, с. 158).

Кислотному сульфур(ІV) оксиду відповідає сульфітна кислота, тому продуктом реакції з основним кальцій оксидом є сульфіт:

SO₂+ СаО = CaSO₃ (SO₂відповідає H₂SO₃)

У разі взаємодії фосфор(V) оксиду з основним оксидом залежно від співвідношення оксидів можуть утворитися дві солі — метафосфат і ортофосфат, оскільки цьому оксиду відповідають дві кислоти:

Висновки

1. Кислоти та кислотні оксиди — речовини з кислотними властивостями. Основи та основні оксиди — з основними властивостями. Речовини з кислотними властивостями взаємодіють з речовинами з основними властивостями з утворенням солей.

2. Кислотні оксиди взаємодіють з водою з утворенням кислот. Для визначення кислоти, що відповідає кислотному оксиду, необхідно скласти рівняння реакції взаємодії кислотного оксиду з водою. Основні оксиди можуть взаємодіяти з водою з утворенням основ, тільки за умови, що утворюється розчинна основа (луг). Амфотерні та несолетворні оксиди з водою не реагують.

3. Основні та амфотерні оксиди реагують з кислотами з утворенням солей. Ступінь окиснення металічного елемента в солі та заряд кислотних залишків при цьому не змінюються. Кислотні оксиди взаємодіють тільки з розчинними основами (лугами), утворюючи сіль і воду.

4. Продуктами взаємодії основних та кислотних оксидів є солі.

Контрольні запитання

1. Які речовини виявляють кислотні властивості, а які — основні? Сполуки якого класу утворюються в разі їх взаємодії?

2. Які речовини завжди утворюються в реакціях кислотно-основної взаємодії?

3. Які кислотні оксиди взаємодіють з водою, а які — ні? Які з основних оксидів здатні взаємодіяти з водою?

4. Як визначити кислотний залишок у солі, що утвориться під час взаємодії кислотного оксиду з лугом або основним оксидом?

5. Які речовини утворюються під час взаємодії основного оксиду з кислотою? кислотного оксиду з лугом?

Завдання для засвоєння матеріалу

1. Наведіть рівняння реакцій кислотних і основних оксидів з водою.

2. Із наведеного переліку випишіть в окремі стовпчики формули оксидів: а) кислотних; б) основних; в) несолетворних.

Na₂O, Р₂O₅, СO₂, CO, SO₃, CrO, Cu₂O, SiP₂, N₂P, Mn₂O₇.

3. Які з наведених оксидів взаємодіють з водою? Складіть відповідні рівняння реакцій.

Na₂P, СO₂, CO, SO₃, CrO, SiO₂, N₂O.

4. З якими з наведених оксидів взаємодіє вода? Складіть відповідні рівняння реакцій.

CuO, CaO, N₂O₅, Fe₂O₃, К₂O, Аl₂O₃, SO₂.

5. Розчин, що утворився під час розчинення газуватого оксиду у воді, забарвлює лакмус у червоний колір. Який це газ може бути? Запропонуйте два варіанти відповіді. Складіть рівняння реакцій.

6. Гасіння вапна — це взаємодія негашеного вапна (кальцій оксиду) з водою. Складіть рівняння цієї реакції.

7. Чи існують кислотні оксиди, яким відповідають безоксигенові кислоти? Відповідь поясніть.

8. Як ви вважаєте, чи трапляються фосфор(V) оксид та сульфур(VІ) оксид у природі? Відповідь поясніть.

9. Під час взаємодії яких оксидів утворюються натрій карбонат, плюмбум(ІІ) силікат, магній сульфат? Складіть рівняння реакцій.

10. Доповніть схему реакцій, запишіть назви продуктів реакції.

а) К₂O + Н₂O—> ......;

б) SO₂ + Н₂O —> ......;

в) ...... + Н₂О —> NaOH;

г) ZnO + H₂SO₄—> ......+ ......;

д) NaOH + ...... —> Na₂SO₃+ ......;

е) Аl₂O₃ + N₂O₅ —>......

11. Складіть рівняння реакції; а) силіцій(ІV) оксиду з кальцій оксидом та калій гідроксидом; б) манган(ІІ) оксиду із сульфатною кислотою та сульфур(VІ) оксидом; в) барій оксиду з нітратною кислотою та карбон(ІV) оксидом.

12. Відносні густини за воднем оксидів елементів X та Y дорівнюють, відповідно, 14 і 15. Визначте формули цих оксидів.

Зміст