Химические свойства кислотных оксидов

Содержание

Химические оксиды

Химические свойства кислотных оксидов

Оксиды – это весьма распространённый тип соединений, которые содержатся в земной коре и во Вселенной вообще.

Классификация оксидов

Солеобразующие оксиды – это оксиды, которые в результате химической реакции образуют соли. Это оксиды металлов и неметаллов, которые при взаимодействии с водой образуют соответствующие кислоты, а при взаимодействии с основаниями – соответствующие кислые и нормальные соли.

    • основные оксиды (например, оксид натрия Na2O, оксид меди(II) CuO): оксиды металлов, степень окисления которых I—II;
    • кислотные оксиды (например, оксид серы(VI) SO3, оксид азота(IV) NO2): оксиды металлов со степенью окисления V—VII и оксиды неметаллов;
    • амфотерные оксиды (например, оксид цинка ZnO, оксид алюминия Al2О3): оксиды металлов со степенью окисления III—IV и исключения (ZnO, BeO, SnO, PbO).

Несолеобразующие оксиды:

оксид углерода(II) СО, оксид азота(I) N2O, оксид азота(II) NO, оксид кремния(II) SiO.

Основные свойства химических оксидов

1.Растворимые в воде основные оксиды вступают в реакцию с водой, образуя основания:Na2O + H2O → 2NaOH.

2.Взаимодействуют с кислотными оксидами, образуя соответствующие соли

Na2O + SO3 → Na2SO4.

3.Реагируют с кислотами, образуя соль и воду:

CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O.

4.Реагируют с амфотерными оксидами:

Li2O + Al2O3 → 2LiAlO2.

Химические свойства кислотных оксидов

В случае, если в составе оксидов вторым элементом будет неметалл или металл, проявляющий высшую валентность (обычно это от IV до VII), то такие оксиды будут кислотными.

Кислотными оксидами (ангидридами кислот) называются такие оксиды, которым соответствуют гидроксиды, относящие к классу кислот. Это, например, CO2, SO3, P2O5, N2O3, Cl2O5, Mn2O7 и т.д.

Они растворяются в воде и щелочах, образуя при этом соль и воду.

1.Взаимодействуют с водой, образуя кислоту:

SO3 + H2O → H2SO4.Но не все кислотные оксиды непосредственно реагируют с водой (SiO2 и др.).

2.Реагируют с основанными оксидами с образованием соли:

CO2 + CaO → CaCO3

3.Взаимодействуют со щелочами, образуя соль и воду:

CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O.

Химические свойства амфотерных оксидов

В данном составе амфотерного оксида есть элемент, который обладает амфотерными свойствами.Под амфотерностью понимают способность соединений проявлять в зависимости от условий кислотные и основные свойства.

1.Взаимодействуют с кислотами, образуя соль и воду:

ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O.

2.Реагируют с твёрдыми щелочами (при сплавлении), образуя в результате реакции соль – цинкат натрия и воду:

ZnO + 2NaOH → Na2 ZnO2 + H2O.

Физические свойства

Жидкие (SO3, Mn2O7); Твердые (K2O, Al2O3, P2O5); Газообразные (CO2, NO2, SO2).

Получить оксиды можно при…

Взаимодействие простых веществ (за исключением инертных газов, золота и платины) с кислородом:2H2 + O2 → 2H2O2Cu + O2 → 2CuO

При горении в кислороде щелочных металлов (кроме лития), а также стронция и бария образуются пероксиды и надпероксиды:

2Na + O2 → Na2O2K + O2 → KO2

Обжиг или горение бинарных соединений в кислороде:

4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2↑CS2 + 3O2 → CO2 + 2SO22PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2O

Термическое разложение солей:

CaCO3 → CaO + CO2↑2FeSO4 → Fe2O3 + SO2↑ + SO3↑

Термическое разложение оснований или кислот:2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O↑4HNO3 → 4NO2↑ + O2↑ + 2H2O

Окисление низших оксидов в высшие и восстановление высших в низшие:

4FeO + O2 → 2Fe2O3Fe2O3 + CO → 2FeO + CO2↑

Взаимодействие некоторых металлов с водой при высокой температуре:

Zn + H2O → ZnO + H2↑

Взаимодействие солей с кислотными оксидами при сжигании кокса с выделением летучего оксида:

Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C(кокс) → 3CaSiO3 + 2P+5CO↑

Взаимодействие металлов с кислотами-оксилителями:

Zn + 4HNO3(конц.) → Zn(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O

При действии водоотнимающих веществ на кислоты и соли:

2KClO4 + H2SO4(конц) → K2SO4 + Cl2O7 + H2O

Взаимодействие солей слабых неустойчивых кислот с более сильными кислотами:

NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2↑

Номенклатура оксидов

Слово «оксид», после которого следует наименование химического элемента в родительном падеже. При образовании нескольких оксидов в их названиях указывается его степень окисления римской цифрой в скобках сразу после названия.

Часто используют и другие наименования оксидов по числу атомов кислорода: если оксид содержит только один атом кислорода, то его называют монооксидом, моноокисью или закисью, если два — диоксидом или двуокисью, если три — то триоксидом или триокисью и т. д.

Источник: http://ximik.biz/himicheskie-elementi/18-himicheskie-oksidi

Тема №10 «Характерные химические свойства основных, амфотерных и кислотных оксидов» | CHEM-MIND.com

Химические свойства кислотных оксидов

Оксиды — это сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых — кислород со степенью окисления (-2).

Общая формула оксидов: ЭmОn, где m — чис­ло атомов элемента Э, а n — число атомов кис­лорода.

Оксиды могут быть твердыми (песок SiO2, разно­видности кварца), жидкими (оксид водорода H2O), газо­образными (оксиды углерода: углекислый CO2 и угарный СО газы).

Номенклатура химических соединений развивалась по мере накопления фактического материала.

Сначала, пока число известных соединений было невелико, широко использовались тривиальные названия, не отражающие состава, строения и свойства вещества, — сурик РЬ3О4, глет РЬО, жженая магнезия MgO, железная окалина Fe3О4, веселящий газ N2О, белый мышьяк As2О3• На смену тривиальной номенклатуре при шла полусистематическая номенклатура — в название были включены указания числа атомов кислорода в соединении: закись — для более низких, окись — для более высоких степеней окисления; ангидрид — для оксидов кислотного характера.

В настоящее время почти завершен переход к современной номенклатуре. Согласно международной номенклатуре, в названии оксида следует указывать валентность элемента; например, SО2 — оксид cepы(IV), SО3 — оксид cepы(VI), CrO — оксид хрома(II), Cr2О3 — оксид хрома(III), CrO3 — оксид хрома(VI).

Номенклатура оксидов

По химическим свойствам оксиды подразде­ляются на солеобразующие и несолеобразующие.

Типы оксидов

Несолеобразующими называются такие окси­ды, которые не взаимодействуют ни со щелочами, ни с кислотами и не образуют солей. Их немного, в состав входят неметаллы.

Солеобразующими называются такие оксиды, которые взаимодействуют с кислотами или основа­ниями и образуют при этом соль и воду.

Среди солеобразующих оксидов различают ок­сиды основные, кислотные, амфотерные.

Основные оксиды — это такие оксиды, кото­рым соответствуют основания. Например: CuO со­ответствует основание Cu(OH)2, Na2O — основание NaOH, Cu2O — CuOH и т. д.

Оксиды в таблице Менделеева

Типичные реакции основных оксидов

1. Основный оксид + кислота = соль + вода (реак­ция обмена):

2. Основный оксид + кислотный оксид = соль (реакция соединения):

3.Основный оксид + вода = щелочь (реакция со­единения):

Кислотные оксиды — это такие оксиды, кото­рым соответствуют кислоты. Это оксиды неметал­лов: N2O5 соответствует HNO3, SO3 — H2SO4, CO2 — H2CO3, P2O5 — H4PO4 а также оксиды металлов с большим значением степеней окисления: Cr2+6O3 соответствует H2CrO4, Mn2+7O7 — HMnO4.

Типичные реакции кислотных оксидов

1. Кислотный оксид + основание = соль + вода (реакция обмена):

2. Кислотный оксид + основный оксид соль (реакция соединения):

3. Кислотный оксид + вода = кислота (реакция соединения):

Такая реакция возможна, только если кислот­ный оксид растворим в воде.

Амфотерными называются оксиды, которые в зависимости от условий проявляют основные или кислотные свойства. Это ZnO, Al2O3, Cr2O3, V2O5.

Амфотерные оксиды с водой непосредственно не соединяются.

Типичные реакции амфотерных оксидов

1. Амфотерный оксид + кислота = соль + вода (ре­акция обмена):

2. Амфотерный оксид + основание = соль + вода или комплексное соединение:

Получение оксидов

Основные оксиды. К основным относят оксиды типичных металлов, им соответствуют гидроксиды, обладающие свойствами оснований.

Получение основных оксидов

Окисление металлов при нагревании в атмосфере кислорода.

2Mg + O2 = 2MgO

2Cu + O2 = 2CuO

Метод неприменим для получения оксидов щелочных металлов. В реакции с кислородом щелочные металлы обычно дают пероксиды, поэтому оксиды Na2O, К2O труднодоступны.

Обжиг сульфидов

2CuS + 3O2 = 2CuO + 2SO2

4FeS2 + 1102 = 2Fe2O3 + 8SO2

Метод неприменим для сульфидов активных металлов, окисляю­щихся до сульфатов.

Разложение гидроксидов

Cu(OH)2 = СuО + Н2О

Этим методом нельзя получить оксиды щелочных металлов.

Разложение солей кислородсодержащих кислот

ВаСO3 = ВаО + СO2

2Pb(NO3)2 = 2РЬО + 4N02 + O2

4FeSO4 = 2Fe2O3 + 4SO2 + O2

Разложение легко осуществляется для нитратов и карбонатов, в том числе и для основных солей.

[ZnОH]2CO3 = 2ZnO + СO2 + Н2O

Получение кислотных оксидов

Кислотные оксиды представлены оксидами неметаллов или переходных металлов в высоких степенях окис­ления. Они могут быть получены методами, аналогичными методам получения основных оксидов, например:

  1. 4Р + 5O2 = 2Р2O5
  2. 2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2
  3. K2Cr2O7 + H2SO4 = 2CrO3↓ + K2SO4 + H2O
  4. Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + SiO2↓ + H2O

Шпаргалка

Справочный материал для прохождения тестирования:

Таблица Менделеева Таблица растворимости

Источник: https://www.chem-mind.com/2017/03/16/%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0-%E2%84%9610-%D1%85%D0%B0%D1%80%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B5-%D1%85%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B5-%D1%81%D0%B2%D0%BE%D0%B9/

Оксиды

Химические свойства кислотных оксидов

Оксиды – соединения двух элементов, один из которых кислород в степени окисления -2.

Несолеобразующие (безразличные, индифферентные) оксиды СО, SiO, N20, NO.

Солеобразующие оксиды:

Основные. Оксиды, гидраты которых являются основаниями. Оксиды металлов со степенями окисления +1 и +2 (реже +3). Примеры: Na2O – оксид натрия, СаО – оксид кальция, CuO – оксид меди (II), СоО – оксид кобальта (II), Bi2O3 – оксид висмута (III), Mn2O3 – оксид марганца (III).

Амфотерные. Оксиды, гидраты которых являются амфотерными гидроксидами. Оксиды металлов со степенями окисления +3 и +4 (реже +2). Примеры: Аl2O3 – оксид алюминия, Cr2O3 – оксид хрома (III), SnO2 – оксид олова (IV), МnO2 – оксид марганца (IV), ZnO – оксид цинка, ВеО – оксид бериллия.

Кислотные. Оксиды, гидраты которых являются кислородсодержащими кислотами. Оксиды неметаллов.

Примеры: Р2О3 – оксид фосфора (III), СO2 – оксид углерода (IV), N2O5 – оксид азота (V), SO3 – оксид серы (VI), Cl2O7 – оксид хлора (VII). Оксиды металлов со степенями окисления +5, +6 и +7.

Примеры: Sb2O5 – оксид сурьмы (V). СrОз – оксид хрома (VI), МnОз – оксид марганца (VI), Мn2O7 – оксид марганца (VII).

Изменение характера оксидов при увеличении степени окисления металла

Изменение характера оксидов при увеличении с. о. металлаCr+2O (осн.)Cr+32O 3(амф.)Cr+6O 3(кисл.)
Mn+2O (осн.)Mn+4O2 (амф.)Mn+6O3 (кисл.)
Mn+32O3 (осн.)Mn+72O 7 (кисл.)

Оксиды бывают твердые, жидкие и газообразные, различного цвета. Например: оксид меди (II) CuO черного цвета, оксид кальция СаО белого цвета – твердые вещества. Оксид серы (VI) SO3 – бесцветная летучая жидкость, а оксид углерода (IV) СО2 – бесцветный газ при обычных условиях.

Агрегатное состояние

Твердые:

CaO, СuО, Li2O и др. основные оксиды; ZnO, Аl2O3, Сr2O3 и др. амфотерные оксиды; SiO2, Р2O5, СrO3 и др. кислотные оксиды.

Жидкие:

SO3, Cl2O7, Мn2O7 и др..

Газообразные:

CO2, SO2, N2O, NO, NO2 и др..

Растворимость в воде

Растворимые:

а) основные оксиды щелочных и щелочноземельных металлов;

б) практически все кислотные оксиды (исключение: SiO2).

Нерастворимые:

а) все остальные основные оксиды;

б) все амфотерные оксиды

в) SiO2

Химические свойства

1. Кислотно-основные свойства

Общими свойствами основных, кислотных и амфотерных оксидов являются кислотно-основные взаимодействия, которые иллюстрируются следующей схемой:

Пример:

(только для оксидов щелочных и щелочно-земельных металлов) (кроме SiO2).

Амфотерные оксиды, обладая свойствами и основных и кислотных оксидов, взаимодействуют с сильными кислотами и щелочами:

2. Окислительно – восстановительные свойства

Если элемент имеет переменную степень окисления (с. о.), то его оксиды с низкими с. о. могут проявлять восстановительные свойства, а оксиды с высокими с. о. – окислительные.

Примеры реакций, в которых оксиды выступают в роли восстановителей:

Окисление оксидов с низкими с. о. до оксидов с высокими с. о. элементов.

2C+2O + O2 = 2C+4O2

2S+4O2 + O2 = 2S+6O3

2N+2O + O2 = 2N+4O2

Оксид углерода (II) восстанавливает металлы из их оксидов и водород из воды.

C+2O + FeO = Fe + 2C+4O2

C+2O + H2O = H2 + 2C+4O2

Примеры реакций, в которых оксиды выступают в роли окислителей:

Восстановление оксидов с высокими с о. элементов до оксидов с низкими с. о. или до простых веществ.

C+4O2 + C = 2C+2O

2S+6O3 + H2S = 4S+4O2 + H2O

C+4O2 + Mg = C0 + 2MgO

Cr+32O3 + 2Al = 2Cr0 + 2Al2O3

Cu+2O + H2 = Cu0 + H2O

Использование оксидов малоактивных металлов дпя окисления органических веществ.

Некоторые оксиды, в которых элемент имеет промежуточную с. о., способны к диспропорционированию;

например:

2NO2 + 2NaOH = NaNO2 + NaNO3 + H2O

Способы получения

1. Взаимодействие простых веществ – металлов и неметаллов – с кислородом:

4Li + O2 = 2Li2O;

2Cu + O2 = 2CuO;

S + O2 = SO2

4P + 5O2 = 2P2O5

2. Дегидратация нерастворимых оснований, амфотерных гидроксидов и некоторых кислот:

Cu(OH)2 = CuO + H2O

2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O

H2SO3 = SO2↑ + H2O

H2SiO3 = SiO2 + H2O

3. Разложение некоторых солей:

2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2↑ + O2↑

CaCO3 = CaO + CO2↑

(CuOH)2CO3 = 2CuO + CO2↑ + H2O

4. Окисление сложных веществ кислородом:

CH4 + 2O2 = CO2 + H2O

4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2

4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O

5.Восстановление кислот-окислителей металлами и неметаллами:

Cu + H2SO4 (конц) = CuSO4 + SO2↑ + 2H2O

10HNO3 (конц) + 4Ca = 4Ca(NO3)2 + N2O↑ + 5H2O

2HNO3 (разб) + S = H2SO4 + 2NO↑

6. Взаимопревращения оксидов в ходе окислительно-восстановительных реакций (см. окислительно-восстановительные свойства оксидов).

Источник: http://examchemistry.com/content/lesson/veshestva/oksidi.html

Оксиды. Классификация, свойства, получение, применение

Химические свойства кислотных оксидов

Оксиды — это неорганические соединения, состоящие из двух химических элементов, одним из которых является кислород в степени окисления -2. Единственным элементом, не образующим оксид, является фтор, который в соединении с кислородом образует фторид кислорода. Это связано с тем, что фтор является более электроотрицательным элементом, чем кислород.

Данный класс соединений является очень распространенным. Каждый день человек встречается с разнообразными оксидами в повседневной жизни. Вода, песок, выдыхаемый нами углекислый газ, выхлопы автомобилей, ржавчина — все это примеры оксидов.

Классификация оксидов

Все оксиды,  по способности образовать соли, можно разделить на две группы:

  1. Солеобразующие оксиды (CO2, N2O5,Na2O, SO3 и т. д.)
  2. Несолеобразующие оксиды(CO, N2O,SiO, NO и т. д.)

В свою очередь, солеобразующие оксиды подразделяют на 3 группы:

  • Основные оксиды  — (Оксиды металлов — Na2O, CaO, CuO и т д)
  • Кислотные оксиды — (Оксиды неметаллов, а так же оксиды металлов в степени окисления  V-VII — Mn2O7,CO2, N2O5, SO2, SO3 и т д)
  • Амфотерные оксиды (Оксиды металлов со степенью окисления III-IV а так же ZnO, BeO, SnO, PbO)

Данная классификация основана на проявлении оксидами определенных химических свойств. Так, основным оксидам соответствуют основания, а кислотным оксидам — кислоты.

Кислотные оксиды реагируют с основными оксидами с образованием соответствующей соли, как если бы реагировали основание и кислота, соответствующие данным оксидам:Аналогично, амфотерным оксидам соответствуют амфотерные основания, которые могут проявлять как кислотные, так и основные свойства:Химические элементы проявляющие разную степень окисления, могут образовывать различные оксиды. Чтобы как то различать оксиды таких элементов, после названия оксиды, в скобках указывается валентность.

CO2 – оксид углерода (IV)

N2O3 – оксид  азота (III)

Физические свойства оксидов

Оксиды весьма разнообразны по своим физическим свойствам. Они могут быть как жидкостями (Н2О), так и газами (СО2, SO3) или твёрдыми веществами (Al2O3, Fe2O3). Приэтом оснОвные оксиды, как правило, твёрдые вещества. Окраску оксиды также имеют самую разнообразную — от бесцветной (Н2О, СО) и белой (ZnO, TiO2) до зелёной (Cr2O3) и даже чёрной (CuO).

Химические свойства оксидов

Некоторые оксиды реагируют с водой с образованием соответствующих гидроксидов (оснований):Основные оксиды реагируют с кислотными оксидами с образованием солей:Аналогично реагируют и с кислотами, но с выделением воды:Оксиды металлов, менее активных чем алюминий, могут восстанавливаться до металлов:

Кислотные оксиды в реакции с водой образуют кислоты:Некоторые оксиды (например оксид кремния SiO2) не взаимодействуют с водой, поэтому кислоты получают другими путями.

Кислотные оксиды взаимодействуют с основными оксидами, образую соли:Таким же образом, с образование солей, кислотные оксиды реагируют с основаниями:Если данному оксиду соответствует многоосновная кислота, то так же может образоваться кислая соль:Нелетучие кислотные оксиды могут замещать в солях летучие оксиды:

Как уже говорилось ранее, амфотерные оксиды, в зависимости от условий, могут проявлять как кислотные, так и основные свойства. Так они выступают в качестве основных оксидов в реакциях с кислотами или кислотными оксидами, с образованием солей: И в реакциях с основаниями или основными оксидами проявляют кислотные свойства:

Применение оксидов

Оксиды крайне распространены по всему земному шару и находят применение как в быту, так и в промышленности. Самый важный оксид — оксид водорода, вода — сделал возможной жизнь на Земле. Оксид серы SO3 используют для получения серной кислоты, а также для обработки пищевых продуктов — так увеличивают срок хранения, например, фруктов.

Оксиды железа используют для получения красок, производства электродов, хотя больше всего оксидов железа восстанавливают до металлического железа в металлургии.

Оксид кальция, также известный как негашеная известь, применяют в строительстве. Оксиды цинка и титана имеют белый цвет и нерастворимы в воде, потому стали хорошим материалом для производства красок — белил.

Оксид кремния SiO2 является основным компонентом стекла. Оксид хрома Cr2O3 применяют для производства цветных зелёных стекол и керамики, а за счёт высоких прочностных свойств — для полировки изделий (в виде пасты ГОИ).

Оксид углерода CO2, который выделяют при дыхании все живые организмы, используется для пожаротушения, а также, в виде сухого льда, для охлаждения чего-либо.

Источник: https://in-chemistry.ru/oksidy-klassifikatsiya-svojstva-poluchenie-primenenie

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

    ×
    Рекомендуем посмотреть