Хімія. Повторне видання. 8 клас. Ярошенко (2025)
§ 19. Поняття про оксиди. Взаємодія оксидів з водою
• Чим фізичні явища відрізняються від хімічних?
• Що називають розчином?
• З чого складається розчин?
• Назви відомі тобі кислоти та їхні формули.
Твоє перше знайомство з оксидами відбулось під час опанування уміннями складати формули і назви бінарних сполук (§ 3).
• Застосуй набуті вміння і склади формули:
З-поміж складених формул випиши і назви формули бінарних сполук Оксигену.
Опрацюй. Зрозумій. Використай
ПОНЯТТЯ ПРО ОКСИДИ. У складі виписаних тобою формул є металічні й неметалічні хімічні елементи, елементи зі сталою та змінною валентностями. Але в кожній формулі наявний Оксиген, і друге слово в назві цих сполук — «оксид». Бінарні сполуки Оксигену об’єднують в одну групу / клас неорганічних речовин з назвою «оксиди».
Оксид — бінарна сполука хімічного елемента з Оксигеном.
Позначимо сполучений з Оксигеном металічний чи неметалічний елемент великою літерою Е й запишемо загальну формулу оксидів:
де n — валентність елемента.
Оксиди доволі поширені у природі.
Завдання 1. Склади формули оксидів: Гідрогену, Силіцію(IV), Алюмінію, Карбону(IV), Феруму(ІІ), Феруму(ІІІ).
Складені тобою формули є формулами найпоширеніших оксидів у природі.
Медіапошук
Із доступних інформаційних джерел дізнайся про поширення оксидів у природі. Виготов лепбук «Найпоширеніші в природі оксиди та їх застосування».
РІЗНОМАНІТНІСТЬ ОКСИДІВ. Серед оксидів є гази, рідини, тверді речовини, яких більшість (колаж).
Завдання 2. Розглянь колаж, запиши формули зображених на ньому оксидів, класифікуй їх за агрегатним станом.
Різними є температури плавлення і твердість оксидів. Алюміній оксид за твердістю поступається тільки алмазу.
Деякі оксиди шкідливі для здоров’я людини, наприклад карбон(ІІ) оксид, сульфур(IV) оксид, нітроген(IV) оксид та деякі інші.
Завдання 3. Склади формули шкідливих для здоров’я людини оксидів.
Оксиди характеризуються різноманітністю хімічних властивостей. Взаємодія з водою є однією з хімічних властивостей оксидів.
ВЗАЄМОДІЯ ОКСИДІВ З ВОДОЮ. Багато оксидів не розчиняються у воді і не взаємодіють з нею за звичайних умов. До таких оксидів належить основний складник річкового піску силіцій(IV) оксид. Роками на пляжах і на дні водойм він контактує з водою, і хімічна взаємодія не відбувається. Проте деякі оксиди реагують з водою й утворюють речовини складнішої будови — гідроксиди і кислоти. Розглянемо приклади.
1. Взаємодія кальцій оксиду з водою.
Кілька шматочків речовини білого кольору кальцій оксиду (має ще назву негашене вапно) помістимо в хімічну склянку й обережно невеликими порціями доллємо воду. Відразу ж розпочинається бурхлива реакція, що супроводжується виділенням теплоти й утворенням кальцій гідроксиду Са(ОН)2 (його ще називають гашене вапно) (мал. 24):
Під час реакції вміст хімічної склянки розігрівається настільки, що частина води закипає і випаровується.
Мал. 24. Взаємодія кальцій оксиду з водою
Якщо кілька хімічних елементів у формулі взяті в дужки, то записаний після них індекс стосується кожного елемента в дужках.
При читанні формулу Са(ОН)2 вимовляють «кальцій-о-аш-двічі».
Подібно до кальцій оксиду з водою взаємодіє натрій оксид Na2O з утворенням натрій гідроксиду NaOH:
Na2O + Н2О = 2NaOH.
Завдання 4. Потренуйся у читанні формул NaOH, Ва(ОН)2, розглянь їх кількісний і якісний склад. Вияви у формулах цих, поки що нових для тебе, речовин спільний складник.
У наведених формулах першим записаний металічний елемент, другою — група атомів -ОН, яку в хімії називають гідроксильна група. Гідроксильна група -ОН одновалентна. Кількість гідроксильних груп дорівнює валентності металічного елемента. Якщо гідроксильних груп кілька, то їх записують у круглих дужках, а після них пишуть індекс. Складні речовини, утворені металічним елементом та гідроксильними групами -ОН, називають основи. Виняток становлять амфотерні гідроксиди (наприклад цинк гідроксид Zn(OH)2, алюміній гідроксид Аl(OН)3 та деякі інші).
Напишемо загальну формулу основ:
де n — валентність металічного елемента й індекс гідроксильної групи.
2. Взаємодія фосфор(V) оксиду з водою.
У хімічну склянку помістимо 7-10 г порошку фосфор(V) оксиду (тверда речовина білого кольору). Обережно доллємо 100 мл гарячої води й перемішаємо. Вміст склянки стає однорідним, безбарвним і рідким, тобто в склянці міститься розчин (мал. 25).
Мал. 25. Взаємодія фосфор(V) оксиду з водою
Поміркуємо над тим, які речовини входять до його складу. Розчинником однозначно є вода. Щодо розчиненої речовини, то нею може бути або фосфор(V) оксид, або продукт його взаємодії з водою.
Формулюємо навчальну проблему та розв’язуємо її
Фізичне чи хімічне явище відбулося у склянці?
Щоб розв’язати сформульовану проблему, слід скористатись індикатором.
У хімії під індикатором розуміють речовину, яка зміною забарвлення сигналізує про перебіг хімічної реакції. Одним із таких індикаторів є лакмус (мал. 26).
Мал. 26. Крапельниця з розчином лакмусу
Якщо у водний розчин додати кілька крапель лакмусу, то можна безпомилково виявити кислоту в цьому розчині.
Вивчаючи речовини на уроках інтегрованого курсу «Пізнаємо природу» та хімії, ти дізнався / дізналася про етанову кислоту. Якщо до її розчину під назвою «Оцет» долити кілька крапель лакмусу або капнути оцтом на просочену індикатором смужку фільтрувального паперу, то колір розчину чи смужки паперу зміниться на червоний.
Щоб дізнатися, чи утворилась нова речовина в результаті взаємодії фосфор(V) оксиду з водою, випробуємо вміст склянки лакмусом. Після додавання кількох крапель лакмусу вміст колби відразу набуває червоного кольору. Отже, у колбі міститься кислота. Це могло статися за однієї умови — фосфор(V) оксид прореагував з водою, й утворилася кислота. І це дійсно так. Описане хімічне явище відображає хімічне рівняння:
Завдання 5. До якого типу реакцій належить взаємодія фосфор(V) оксиду з водою? Відповідь обґрунтуй.
З рівняння бачимо, що утворена речовина відрізняється від основ складом і назвою. Зверни увагу, що формула продукту взаємодії фосфор(V) оксиду з водою починається з Гідрогену, другою записана група атомів РО4. У вже відомих тобі сульфатної кислоти H2SO4 і хлоридної кислоти НСl формули також розпочинаються з Гідрогену. Все, що в їхніх формулах записано після Гідрогену, називають кислотним залишком. Речовини, подібні за складом до ортофосфатної, сульфатної, хлоридної кислот, належать до однієї групи речовин — кислоти.
Молекули кислот складаються з одного або кількох атомів Гідрогену й одного кислотного залишку. У формулах усіх кислот валентність кислотного залишку збігається з індексом Гідрогену:
Розглянуті в параграфі реакції оксидів металічних і неметалічних елементів з водою показали, що їхніми продуктами є або основи, або кислоти.
ХІМІЧНА СКАРБНИЦЯ
Взаємодією з водою не вичерпуються хімічні властивості оксидів. Так, оксиди металічних і неметалічних елементів можуть взаємодіяти між собою, утворюючи ще одну групу складних неорганічних речовин — солі, наприклад:
СаО + СО2 = СаСО3 — кальцій карбонат.
Деякі оксиди неметалічних елементів взаємодіють з основами, утворюючи сіль:
Оксиди металічних елементів, взаємодіючи з кислотами, також утворюють солі:
Як бачиш, у формулах солей першим записують металічний елемент, другим — кислотний залишок.
Поміркуй, що спільного у складі солей з основами та кислотами.
Завдання 6. За аналогією з оксидами, основами та кислотами склади загальну формулу солей.
ТОБІ ДО СНАГИ
1. Що ти дізнався / дізналася з цього параграфа про багатоманітність неорганічних речовин?
2. Спростуй або доведи, що оксиди — окрема група / клас складних неорганічних речовин, які виявляють високу хімічну активність.
3. Назви речовини і розташуй формули за збільшенням молярної маси речовин.
- А Аl2О3
- Б Н3РО4
- В Мg(ОН)2
- г P2O5
4. Класифікуй речовини на прості й складні, метали й неметали, оксиди, основи, кислоти:
КОН, С, Fe, CuO, СО2, H2SO4, НСl, Са(ОН)2, N2, NO, BaO, Ва(ОН)2.
5. Напиши хімічні рівняння за схемами:
Li2O + Н2О → LiOH;
Н2О + SO2 → H2SO3.
Обчисли масу продукту кожної реакції, якщо з водою прореагує оксид кількістю речовини 4 моль.
