Хімія. Повторне видання. 7 клас. Попель
Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.
§ 30. Реакції води з оксидами. Основи, кислоти
Матеріал параграфа допоможе вам:
- дізнатися про деякі хімічні властивості води;
- з'ясувати, що таке гідроксиди;
- складати формули основ і кислот.
Вода виявляє достатню хімічну активність. Вона взаємодіє з багатьма речовинами — і простими, і складними, серед яких є й оксиди.
• Які сполуки називають оксидами? Наведіть формули і хімічні назви кількох оксидів.
Реакції води з оксидами металічних елементів. Під час деяких робіт на будівництві, присадибній ділянці замішують негашене вапно (кальцій оксид СаО) з водою. При цьому відбувається хімічна реакція й утворюється гашене вапно (мал. 87). Відповідне хімічне рівняння1:
СаО + Н2О = Са(ОН)2.
1 Формулу води зазвичай записують останньою в лівій/правій частині хімічного рівняння.
Мал. 87. Гасіння вапна
Хімічна назва продукту реакції — кальцій гідроксид. Слово «гідроксид» є скороченням словосполучення «гідрат оксиду»2.
2 Слово «гідрат» походить від грецького hydor — вода.
Гідроксиди — сполуки металічних елементів із загальною формулою M(OH)n.
Літера М у наведеній формулі замінює символ металічного елемента.
Вода взаємодіє також з оксидами Натрію, Барію, кількох інших металічних елементів першої та другої груп періодичної системи з утворенням відповідних гідроксидів.У хімічних назвах цих сполук, як і назвах оксидів, відмінюється лише друге слово: натрій гідроксиду, барій гідроксидом.
Реакція води з оксидом є реакцією сполучення.
Складемо рівняння такої реакції за участю натрій оксиду Na2O. Щоб вивести формулу її продукту — натрій гідроксиду, «збираємо» всі атоми, наявні у формулах реагентів, і записуємо їх в одну формулу, причому спочатку — атоми металічного елемента (Натрію), потім — Оксигену і Гідрогену1:
Na2O + H2O = [Na2O2H2].
1 Допоміжні хімічні записи поміщатимемо у квадратні дужки.
Отриману формулу спрощуємо, зменшивши індекси вдвічі, а двійку записуємо як коефіцієнт:
Цікаво знати
Технічна назва натрій гідроксиду NaOH — їдкий натр.
При складанні рівняння реакції води з барій оксидом BaO виявимо, що однакові індекси у формулі гідроксиду будуть лише біля атомів Оксигену і Гідрогену. Ці атоми помістимо в дужки, за якими запишемо спільний індекс:
Формули гідроксидів можна вивести й без запису хімічних рівнянь. Для цього використовують значення валентності металічного елемента і групи атомів ОН, або гідроксильної групи. Ви знаєте, що Натрій — одновалентний елемент. Гідроксильна група є складником молекули води, у якій вона сполучена з одним атомом Гідрогену:
Отже, ця група атомів також одновалентна. (Валентність — властивість не лише атомів, а й груп сполучених атомів.) Звідси формула натрій гідроксиду — NaOH.
• Виведіть формулу магній гідроксиду.
Гідроксиди Натрію, Кальцію, Барію, багатьох інших металічних елементів об'єднують у велику групу сполук, загальна назва яких — основи.
Більшість основ не розчиняється у воді, а відповідні оксиди з водою не взаємодіють. Нерозчинні основи добувають, здійснюючи інші реакції.
Цікаво знати
Невелика кількість лугу утворюється при контакті мила з водою (між речовинами відбувається хімічна реакція).
Для малорозчинних і розчинних у воді основ використовують спільну назву — луги. Серед цих сполук найбільшого практичного значення набули гідроксиди Натрію, Калію і Кальцію.
Реакції води з оксидами неметалічних елементів. Відомо, що вуглекислий газ здатний розчинятися у воді. У розчиненому стані він міститься в мінеральній воді, газованих напоях. Незначна частина вуглекислого газу вступає в хімічну реакцію з водою:
CO2 + H2O = H2CO3.
Сполука, що утворюється при цьому, надає рідині кислуватого смаку. Її хімічна назва — карбонатна кислота; вона походить від назви «кислототворного» елемента Карбону.
Вода реагує майже з усіма оксидами неметалічних елементів1. Продуктами цих реакцій є кислоти.
1 Один із винятків — оксид SiO2.
Формулу продукту реакції води з оксидом неметалічного елемента можна скласти, «зібравши» разом усі атоми, наявні у формулах реагентів. Першими у формулі кислоти записують атоми Гідрогену, а останніми — атоми Оксигену:
Цікаво знати
У промисловості, техніці кислоту H2SO4 називають сірчаною, кислоту HNO3 — азотною, а кислоту H3PO4 — фосфорною.
Взаємодія води із фосфор(V) оксидом відбувається з виділенням значної кількості теплоти (мал. 88) і залежить від умов:
Мал. 88. Реакція води із фосфор(V) оксидом
Отже, оксиду P2O5 відповідають дві кислоти — НРО3 і Н3РО4.
Установити, який оксид відповідає певній кислоті, досить просто. Якщо молекула кислоти містить два атоми Гідрогену, із неї «вилучаємо» молекулу води:
H2SO3 - H2O => SO2.
У разі наявності в молекулі кислоти одного або трьох атомів Гідрогену виходимо із двох молекул сполуки:
2H3PO4 - 3H2O => P2O5.
ВИСНОВКИ
Вода вступає в реакції сполучення з деякими оксидами металічних елементів і майже всіма оксидами неметалічних елементів.
Під час реакцій води з оксидами металічних елементів утворюються розчинні або малорозчинні основи; їх називають лугами.
Сполуки металічних елементів із загальною формулою M(OH)n називають гідроксидами.
Продуктами реакцій води з оксидами неметалічних елементів є кислоти.
222. Які сполуки називають гідроксидами, основами, лугами?
223. Що спільного у складі кислот, згаданих у параграфі?
224. Допишіть схеми реакцій і складіть хімічні рівняння:
а) Li2O + H2O → ...;
SO2+ H2O → ...;
б) SrO + H2O → ...;
І2О5 + H2O → ... .
Укажіть серед продуктів реакцій основи та кислоти.
225. Яка формула оксиду, якщо продуктом його реакції з водою є:
- а) магній гідроксид;
- б) калій гідроксид;
- в) селенатна кислота H2SeO4;
- г) перхлоратна кислота HClO4?
226. Іноді говорять про валентність кислотного залишку — частини молекули кислоти без атомів Гідрогену. Напишіть формули нітратної, сульфатної та ортофосфатної кислот і вкажіть над кожним кислотним залишком значення його валентності.
227. Знайдіть масові частки Оксигену:
- а) в оксиді P2O5;
- б) у кислоті Н3РО4.
228. Яку масу натрій гідроксиду потрібно розчинити в 3 л води, щоб виготовити розчин із масовою часткою NaOH 0,2?
229. До 100 мл розчину нітратної кислоти з її масовою часткою 60 % (густина цього розчину — 1,37 г/мл) додали 200 мл води. Обчисліть масову частку кислоти в добутому розчині.
Цей контент створено завдяки Міністерству освіти і науки України