Хімія. Повторне видання. 8 клас. Григорович

§ 28. Хімічні властивості оксидів

Пригадайте:

• класифікацію оксидів (за § 26);
• які елементи належать до родин лужних та лужноземельних елементів (за § 4).

Взаємодія кислотних оксидів із 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:

кислотний оксид + Н₂О → кислота

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 символи у відповідному для формул кислот порядку (табл. 7, с. 138):

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

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

N₂О₅ + H₂О = (H₂N₂O₆) = 2HNO₃.

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

Р₂О₅ + Н₂О = (Н₂Р₂О₆) = 2НРО₃.

Ρ₂O₅ + 3Η₂Ο =^t (H₆P₂O₈) = 2H₃PO₄

Склавши в такий спосіб рівняння реакції кислотного оксиду з водою, можна визначити кислоту, що відповідає тому чи іншому кислотному оксиду (табл. 8).

Таблиця 8. Кислотні оксиди та відповідні їм кислоти

Кислотний оксид (ангідрид)	Кислота
СО2	H2CO3
N2O3	HNO2
Ν2O5	HNO3
Ρ2O5	HPO3	H3PO4
SiO2	H2SiO3
SO3	H2SO4
SO2	H2SO3

Взаємодія основних оксидів із водою

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

Зверніть увагу, що в реакцію з водою вступають лише ті оксиди, які 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 + Н₂О → основа (луг)

Na₂O + Н₂О = 2NaOH

СаО + Н₂О = 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 із головних принципів взаємодії хімічних речовин полягає в тому, що речовини з кислотними властивостями (кислоти та кислотні оксиди) завжди взаємодіють із 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 із кислотними властивостями з речовинами, що мають основні властивості

Взаємодія оксидів з основами й кислотами

Оксиди здатні взаємодіяти або з кислотами, або з основами з утворенням солей (схема 4).

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

основний оксид + кислота → сіль + Н₂О

СаО + H₂SO₄ = CaSO₄ + Н₂О

FeO + 2НСl = FeCl₂ + Н₂О

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

Амфотерні оксиди реагують із 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 лише з лугами:

кислотний оксид + луг → сіль + Н₂О

Записуючи рівняння реакції, слід дуже уважно складати формули солей. Для цього варто пам’ятати, як визначити кислоту, що відповідає кислотному оксиду (табл. 8, с. 150).

Так, карбон(ІV) оксиду СО₂ відповідає карбонатна кислота з кислотним залишком СО₃, тому в разі взаємодії карбон(ІV) оксиду з основами утворюються солі карбонатної кислоти — карбонати:

СО₂ + Са(ОН)₂ = CaCO₃↓ + Н₂О (СО₂ відповідає Н₂СО₃)

CO₂ + 2NaOH = Na₂CO₃ + H₂O (CO₂ відповідає H₂CO₃)

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

SiO₂ + 2NaOH = Na₂SiO₃ + Н₂О (SiO₂ відповідає H₂SiO₃)

Амфотерні оксиди з лугами взаємодіють зовсім по-іншому, це ви вивчатимете в § 37. 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. 151).

кислотний оксид + основний оксид → сіль

Багато таких реакцій відбуваються лише під час нагрівання.

Щоб правильно скласти рівняння реакції, слід правильно визначити кислоту, що відповідає кислотному оксиду (табл. 8, с. 150).

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:

СаО + Р₂О₅ =^t Са(РО₃)₂

3СаО + Р₂О₅ =^t Са₃(РО₄)₂

(Р₂О₅ відповідають НРО₃ та НРО₄)

Висновки

• 1. Кислоти та кислотні оксиди — речовини з кислотними властивостями. Основи та основні оксиди — з основними властивостями. Речовини з кислотними властивостями взаємодіють із речовинами з основними властивостями з утворенням солей.
• 2. Кислотні оксиди взаємодіють із 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 лише за умови, що утворюється розчинна основа (луг). Амфотерні та несолетворні оксиди з водою не реагують.
• 3. Основні та амфотерні оксиди реагують із кислотами з утворенням солей. Валентності металічного елемента в солі та кислотних залишків при цьому не змінюються. Кислотні оксиди взаємодіють лише 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 із 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 із водою.

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

Na₂O, Р₂О₅, СО₂, CO, SO₃, CrO, Cu₂O, SiO₂, N₂O, Mn₂O₇.

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

Na₂O, СО₂, CO, SO₃, CrO, SiO₂, N₂O.

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

CuO, CaO, N₂O₅, Fe₂O₃, К₂О, Аl₂О₃, SO₂.

5. Розчин, що утворився під час розчинення газоподібного 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 сульфуp(VI) оксид у природі? Відповідь поясніть.

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

10. Доповніть схеми реакцій, запишіть назви продуктів реакції.

• а) К₂О + Н₂О → ...;
• б) SO₂ + H₂O → ...;
• в) ... + Н₂О → NaOH;
• г) ZnO + H₂SO₄ → ... + ...;
• д) NaOH + ... → Na₂SO₃ + ...;
• е) Al₂О₃ + N₂O₅ → ...

11. Складіть рівняння реакції: а) силіцій(ІV) оксиду з кальцій оксидом та калій гідроксидом; б) манган(ІІ) оксиду із сульфатною кислотою та сульфур(VI) 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.