Proprietățile oxizilor
oxizi sunt substanțe chimice complexe compuși chimici elemente simple cu oxigen. Sunt formatoare de sareȘi neformând săruri. În acest caz, formarea de sare este de 3 tipuri: principal(din cuvântul „fundație”), acidȘi amfoter.
Un exemplu de oxizi care nu formează săruri poate fi: NO (oxid nitric) - este un gaz incolor, inodor. Se formează în timpul unei furtuni în atmosferă. CO (monoxidul de carbon) este un gaz inodor produs prin arderea cărbunelui. El este de obicei chemat monoxid de carbon. Există și alți oxizi care nu formează săruri. Acum să aruncăm o privire mai atentă asupra fiecărui tip de oxizi care formează sare.
Oxizii bazici
Oxizii bazici sunt substanţe chimice complexe legate de oxizi care formează săruri când reactie chimica cu acizi sau oxizi acizi şi nu reacţionează cu baze sau oxizi bazici. De exemplu, principalele sunt:
K 2 O (oxid de potasiu), CaO (oxid de calciu), FeO (oxid de fier 2-valent).
Considera Proprietăți chimice oxizi prin exemple
1. Interacțiunea cu apa:
- interacțiunea cu apa pentru a forma o bază (sau alcali)
CaO + H 2 O → Ca (OH) 2 (o reacție binecunoscută de stingere a varului, în acest caz, un numar mare căldură!)
2. Interacțiunea cu acizii:
- interacțiunea cu acidul pentru a forma sare și apă (soluție de sare în apă)
CaO + H 2 SO 4 → CaSO 4 + H 2 O (cristalele acestei substanțe CaSO 4 sunt cunoscute de toată lumea sub denumirea de „gips”).
3. Interacțiunea cu oxizii acizi: formarea de sare
CaO + CO 2 → CaCO 3 (Această substanță este cunoscută de toată lumea - cretă obișnuită!)
Oxizii acizi
Oxizii acizi- acestea sunt substanțe chimice complexe legate de oxizi care formează săruri atunci când interacționează chimic cu baze sau oxizi bazici și nu interacționează cu oxizii acizi.
Exemple de oxizi acizi sunt:
CO2 (binecunoscut dioxid de carbon), P 2 O 5 - oxid de fosfor (format prin arderea fosforului alb în aer), SO 3 - trioxid de sulf - această substanță este folosită pentru a produce acid sulfuric.
Reacție chimică cu apa
CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3 este o substanță - acid carbonic- unul dintre acizii slabi, se adauga in apa spumanta pentru "bulele" de gaz. Pe măsură ce temperatura crește, solubilitatea gazului în apă scade, iar excesul său iese sub formă de bule.
Reacția cu alcalii (bazele):
CO 2 +2NaOH→ Na 2 CO 3 +H 2 O- substanța rezultată (sarea) este utilizată pe scară largă în economie. Denumirea sa - soda sau soda de spălat - este un detergent excelent pentru tigăi arse, grăsimi, arsuri. Cu mâinile goale Nu recomand munca!
Reacția cu oxizii bazici:
CO 2 + MgO → MgCO 3 - sare primită - carbonat de magneziu - numită și „sare amară”.
Oxizi amfoteri
Oxizi amfoteri- acestea sunt substanțe chimice complexe, legate și de oxizi, care formează săruri în timpul interacțiunii chimice cu acizii (sau oxizi acizi) și baze (sau oxizi bazici). Cel mai utilizare frecventă cuvântul „amfoter” în cazul nostru se referă la oxizi metalici.
Un exemplu oxizi amfoteri poate fi:
ZnO - oxid de zinc ( pudră albă, adesea folosit în medicină pentru fabricarea măștilor și cremelor), Al 2 O 3 - oxid de aluminiu (numit și „alumină”).
Proprietățile chimice ale oxizilor amfoteri sunt unice prin faptul că pot intra în reacții chimice corespunzătoare atât bazelor, cât și acizilor. De exemplu:
Reacția cu oxidul acid:
ZnO + H 2 CO 3 → ZnCO 3 + H 2 O - Substanța rezultată este o soluție de sare „carbonat de zinc” în apă.
Reacția cu bazele:
ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O - substanța rezultată - sare dublă sodiu și zinc.
Obținerea oxizilor
Obținerea oxizilor legume și fructe căi diferite. Acest lucru se poate întâmpla în moduri fizice și chimice. cu cel mai mult într-un mod simplu este o interacțiune chimică elemente simple cu oxigen. De exemplu, rezultatul unui proces de ardere sau unul dintre produsele acestei reacții chimice sunt oxizi. De exemplu, dacă o tijă de fier încins, și nu numai fier (puteți lua zinc Zn, staniu Sn, plumb Pb, cupru Cu, - în general, ceea ce este la îndemână) este pus într-un balon cu oxigen, atunci un va avea loc o reacție chimică de oxidare a fierului, care este însoțită de un fulger strălucitor și scântei. Produsul de reacție va fi pulbere neagră de oxid de fier FeO:
2Fe+O 2 → 2FeO
Reacții chimice complet similare cu alte metale și nemetale. Zincul arde în oxigen pentru a forma oxid de zinc
2Zn+O2 → 2ZnO
Arderea cărbunelui este însoțită de formarea a doi oxizi simultan: monoxid de carbon și dioxid de carbon.
2C+O 2 → 2CO - formarea monoxidului de carbon.
C + O 2 → CO 2 - formarea dioxidului de carbon. Acest gaz se formează dacă există mai mult decât suficient oxigen, adică, în orice caz, reacția are loc mai întâi cu formarea de monoxid de carbon, iar apoi monoxidul de carbon este oxidat, transformându-se în dioxid de carbon.
Obținerea oxizilor se poate face în alt mod – printr-o reacție chimică de descompunere. De exemplu, pentru a obține oxid de fier sau oxid de aluminiu, este necesar să se aprindă bazele corespunzătoare ale acestor metale pe foc:
Fe(OH)2 → FeO+H2O
Oxid de aluminiu solid - corindon mineral 
Oxid de fier (III). Suprafața planetei Marte are o culoare roșiatică-portocalie datorită prezenței oxidului de fier (III) în sol. Oxid de aluminiu solid - corindon 
2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O,
precum și în descompunerea acizilor individuali:
H 2 CO 3 → H 2 O + CO 2 - descompunerea acidului carbonic
H 2 SO 3 → H 2 O + SO 2 - descompunerea acidului sulfuros
Obținerea oxizilor se poate face din săruri metalice la căldură puternică:
CaCO 3 → CaO + CO 2 - oxid de calciu (sau var nestins) și dioxid de carbon se obțin prin calcinarea cretei.
2Cu(NO 3) 2 → 2CuO + 4NO 2 + O 2 - în această reacție de descompunere se obțin simultan doi oxizi: cupru CuO (negru) și azot NO 2 (se mai numește și gaz maro datorită culorii sale cu adevărat maro) .
O altă modalitate prin care se pot obține oxizii este prin reacții redox.
Cu + 4HNO 3 (conc.) → Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
S + 2H 2 SO 4 (conc.) → 3SO 2 + 2H 2 O
Oxizi de clor
moleculă de ClO2 
Molecula CI2O7 
Protoxid de azot N2O 
Anhidridă de azot N2O3 
Anhidridă nitrică N2O5 
Gaz brun NO 2 Sunt cunoscute următoarele oxizi de clor: CI20, CI02, CI206, CI207. Toate acestea, cu excepția Cl 2 O 7 , au culoare galbenă sau portocalie și nu sunt stabile, în special ClO 2 , Cl 2 O 6 . Tot oxizi de clor explozive și sunt oxidanți foarte puternici.
Reacționând cu apa, formează acizii corespunzători care conțin oxigen și clor:
Deci, Cl 2 O - oxid de clor acid acid hipocloros.
Cl2O + H2O → 2HClO - Acid hipocloros
ClO 2 - oxid de clor acid acizi hipocloroși și hipocloroși, deoarece într-o reacție chimică cu apa formează doi dintre acești acizi simultan:
ClO2 + H2O → HCIO2 + HCIO3
Cl2O6 - de asemenea oxid de clor acid acizi clor și percloric:
CI2O6 + H2O → HCIO3 + HCIO4
Și în sfârșit, Cl 2 O 7 - un lichid incolor - oxid de clor acid acid percloric:
CI207 + H20 → 2HCIO4
oxizi de azot
Azotul este un gaz care formează 5 compuși diferiți cu oxigenul - 5 oxizi de azot. Și anume:
N 2 O - hemioxid de azot. Celălalt nume al său este cunoscut în medicină sub numele gaz ilariant sau oxid de azot- Este dulce incolor si placut la gust pe gaz.
-NU- monoxid de azot Un gaz incolor, inodor, fără gust.
- N 2 O 3 - anhidridă de azot- incolor substanță cristalină
- NU 2 - dioxid de azot. Celălalt nume al său este gaz brun- gazul chiar are o culoare maro
- N 2 O 5 - anhidridă nitrică- lichid albastru care fierbe la temperatura de 3,5 0 C
Dintre toți acești compuși de azot enumerați, NO - monoxidul de azot și NO 2 - dioxidul de azot sunt de cel mai mare interes în industrie. monoxid de azot(NU) și oxid de azot N 2 O nu reacționează nici cu apa, nici cu alcalii. (N 2 O 3) când reacționează cu apa, formează un acid azot slab și instabil HNO 2, care se transformă treptat într-unul mai stabil în aer Substanta chimica acid azotic Luați în considerare câteva proprietățile chimice ale oxizilor de azot:
Reacția cu apa:
2NO 2 + H 2 O → HNO 3 + HNO 2 - 2 se formează deodată: Acid azotic HNO 3 și acid azotic.
Reacția cu alcalii:
2NO 2 + 2NaOH → NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O - se formează două săruri: azotat de sodiu NaNO 3 (sau azotat de sodiu) și azotat de sodiu (sare a acidului azot).
Reacția cu sărurile:
2NO 2 + Na 2 CO 3 → NaNO 3 + NaNO 2 + CO 2 - se formează două săruri: azotat de sodiu și azotat de sodiu și se eliberează dioxid de carbon.
Dioxidul de azot (NO2) se obține din monoxidul de azot (NO) folosind o reacție chimică a compusului cu oxigenul:
2NO + O 2 → 2NO 2
oxizi de fier
Fier formează două oxid: FeO- oxid de fier(2-valent) - pulbere neagră, care se obține prin reducere oxid de fier monoxid de carbon (3-valent) prin următoarea reacție chimică:
Fe 2 O 3 + CO → 2FeO + CO 2
Acest oxid bazic reacționează ușor cu acizii. Are proprietăți reducătoare și se oxidează rapid la oxid de fier(3-valent).
4FeO +O 2 → 2Fe 2 O 3
oxid de fier(3-valent) - pulbere roșu-brun (hematit), care are proprietăți amfotere (poate interacționa atât cu acizii, cât și cu alcalii). Dar proprietăți acide a acestui oxid sunt atât de slab exprimate încât este cel mai des folosit ca oxid bazic.
Există, de asemenea, așa-numitele oxid de fier mixt Fe3O4. Se formează în timpul arderii fierului, conduce bine electricitate si are proprietăți magnetice(se numește minereu de fier magnetic sau magnetit). Dacă fierul se arde, în urma reacției de ardere, se formează scara, constând din doi oxizi simultan: oxid de fier(III) și (II) valență.
Oxid de sulf
Dioxid de sulf SO2 Oxid de sulf SO 2 - sau dioxid de sulf se refera la oxizi acizi, dar nu formează acid, deși este foarte solubil în apă - 40 de litri de oxid de sulf în 1 litru de apă (pentru ușurința compilării ecuatii chimice această soluție se numește acid sulfuric).
În circumstanțe normale, este un gaz incolor cu un miros înțepător și sufocant de sulf ars. La o temperatură de numai -10 0 C, poate fi transferat în stare lichidă.
În prezența unui catalizator - oxid de vanadiu (V 2 O 5) oxid de sulf ia oxigen și se transformă în trioxid de sulf
2SO 2 + O 2 → 2SO 3
dizolvată în apă dioxid de sulf- oxid de sulf SO 2 - se oxidează foarte lent, drept urmare soluția în sine se transformă în acid sulfuric
Dacă dioxid de sulf trece printr-o soluție alcalină, de exemplu, hidroxid de sodiu, apoi se formează sulfit de sodiu (sau hidrosulfit - în funcție de cât de mult alcalin și dioxid de sulf sunt luate)
NaOH + SO 2 → NaHSO 3 - dioxid de sulf luate in exces
2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O
Dacă dioxidul de sulf nu reacționează cu apa, atunci de ce este soluție de apă dă o reacție acidă? Da, nu reacționează, dar se oxidează în apă, adăugând oxigen. Și se dovedește că în apă se acumulează atomi de hidrogen liberi, care dau o reacție acidă (o poți verifica cu un indicator!)
Oxizii sunt substanțe în care moleculele constau dintr-un atom de oxigen cu o stare de oxidare de 2 și atomi ai unui al doilea element.
Oxizii se formează direct prin interacțiunea oxigenului cu o altă substanță sau indirect - prin descompunerea bazelor, sărurilor, acizilor. Acest tip de compus este foarte comun în natură și poate exista sub formă de gaz, lichid sau B Scoarta terestra contine si oxizi. Deci, nisip, rugină și chiar apă cunoscută - asta este tot
Există atât oxizi care formează sare, cât și oxizi care nu formează sare. Formarea de sare ca urmare a unei reacții chimice dă săruri. Acestea includ oxizi de nemetale și metale, care, în reacție cu apa, formează un acid, iar în reacție cu o bază, săruri, normale și acide. Substanțele care formează sare includ, de exemplu,
În consecință, este imposibil să obțineți sare din cele care nu formează sare. Un exemplu este oxidul de dinazot și
Oxizii care formează sare sunt împărțiți, la rândul lor, în bazici, acizi și amfoteri. Să vorbim mai multe despre cele principale.
Deci, oxizii bazici sunt oxizi ai anumitor metale, ai căror hidroxizi corespunzători aparțin clasei de baze. Adică, atunci când interacționează cu un acid, astfel de substanțe formează apă și sare. De exemplu, acestea sunt K2O, CaO, MgO etc. În condiții normale, oxizii bazici sunt formațiuni cristaline solide. Gradul de oxidare a metalelor în astfel de compuși, de regulă, nu depășește +2 sau rar +3.
Proprietățile chimice ale oxizilor bazici
1. Reacția cu acidul
În reacția cu un acid, oxidul își prezintă proprietățile de bază, prin urmare, un astfel de experiment poate dovedi tipul unuia sau altui oxid. Dacă se formează sare și apă, atunci acesta este oxidul principal. Oxizii acizi într-o interacțiune similară formează un acid. Și amfotericul poate prezenta proprietăți fie acide, fie bazice - depinde de condiții. Acestea sunt principalele diferențe dintre oxizii care nu formează sare.
2. Reacția cu apa
Acei oxizi care sunt formați din metale din seria electrotehnică de tensiune, cu fața de magneziu, intră în interacțiune cu apa. Când reacţionează cu apa, formează baze solubile. Acesta este un grup de oxizi și alcalino-pământoase (oxid de bariu, oxid de litiu etc.). Oxizii acizi formează acid în apă, în timp ce oxizii amfoteri nu reacţionează la apă.
3. Reacția cu oxizi amfoteri și acizi
Opusul chimic reacționează unul cu celălalt pentru a forma săruri. Deci, de exemplu, oxizii bazici pot interacționa cu cei acizi, dar nu reacționează la alți membri ai grupului lor. Cei mai activi sunt oxizii de metale alcaline, alcalino-pământoase și magneziul. Chiar și în condiții normale, se aliează cu oxizi amfoteri solizi, cu acizi solizi și gazoși. Când reacţionează cu oxizii acizi, ei formează sărurile corespunzătoare.
Dar oxizii de bază ai altor metale sunt mai puțin activi și practic nu reacționează cu oxizii gazoși (acizi). Ele pot intra într-o reacție de adiție numai atunci când sunt topite cu oxizi acizi solizi.
4. Proprietăți redox
Oxizii metalelor alcaline active nu prezintă proprietăți reducătoare sau oxidante pronunțate. Și, dimpotrivă, oxizii metalelor nu atât de active pot fi reduse cu cărbune, hidrogen, amoniac sau monoxid de carbon.
Obținerea oxizilor bazici
1. Descompunerea hidroxizilor: atunci când sunt încălzite, bazele insolubile se descompun în apă și oxid bazic.
2. Oxidarea metalelor: un metal alcalin, atunci când este ars în oxigen, formează un peroxid, care apoi formează un oxid bazic la reducere.
|
Puteți achiziționa un tutorial video (înregistrare webinar, 1,5 ore) și un kit teoretic pe tema „Oxizi: Preparare și proprietăți chimice”. Costul materialelor este de 500 de ruble. Plata prin sistemul Yandex.Money (Visa, Mastercard, MIR, Maestro) la link. Atenţie! După plată, trebuie să trimiteți un mesaj marcat „Oxides” cu adresa E-mail, la care puteți trimite un link pentru a descărca și vizualiza seminariul web. În termen de 24 de ore de la plata comenzii și de la primirea mesajului, materialele webinarului vor fi trimise pe e-mail. Mesajul poate fi trimis în unul dintre următoarele moduri:
Fără un mesaj, nu vom putea identifica plata și vă vom trimite materialele. |
Proprietățile chimice ale oxizilor bazici
Detalii despre oxizi, clasificarea lor și metodele de obținere pot fi citite .
1. Interacțiunea cu apa. Doar oxizii bazici sunt capabili să reacționeze cu apa, care corespund hidroxizilor solubili (alcalii). Alcalii formează metale alcaline (litiu, sodiu, potasiu, rubidiu și cesiu) și metale alcalino-pământoase (calciu, stronțiu, bariu). Oxizii altor metale nu reacţionează chimic cu apa. Oxidul de magneziu reacţionează cu apa când este fiert.
CaO + H2O → Ca (OH)2
CuO + H20≠
2. Interacțiunea cu oxizi și acizi acizi. Când oxizii bazici reacţionează cu acizii, se formează o sare a acestui acid şi apă. Când un oxid bazic și un acid reacţionează, se formează o sare:
oxid bazic + acid = sare + apă
oxid bazic + oxid acid = sare
Când oxizii bazici interacționează cu acizii și oxizii acestora, regula funcționează:
Cel puțin unul dintre reactivi trebuie să corespundă unui hidroxid puternic (alcalin sau acid puternic).
Cu alte cuvinte, oxizii bazici, care corespund alcaliilor, reacţionează cu toţi oxizii acizi şi acizii lor. Oxizii bazici, care corespund hidroxizilor insolubili, reacţionează numai cu acizi tarişi oxizii lor (N2O5, NO2, SO3 etc.).
3. Interacțiunea cu oxizi și hidroxizi amfoteri.
Când oxizii bazici interacționează cu cei amfoteri, se formează săruri:
oxid bazic + oxid amfoter = sare
În timpul fuziunii, ei interacționează cu oxizii amfoteri numai oxizi bazici, care corespund alcaliilor . Aceasta produce sare. Metalul din sare este luat din oxidul mai bazic, reziduul acid din cel mai acid. ÎN acest caz oxidul amfoter formează un reziduu acid.
K 2 O + Al 2 O 3 → 2KAlO 2
CuO + Al2O3≠ (nu există nicio reacție, deoarece Cu (OH) 2 este un hidroxid insolubil)
(pentru a determina reziduul acid, adăugați o moleculă de apă la formula unui oxid amfoter sau acid: Al 2 O 3 + H 2 O \u003d H 2 Al 2 O 4 și împărțiți indicii rezultați la jumătate dacă starea de oxidare a elementul este impar: HAlO 2. Se dovedește un ion aluminat AlO 2 - Sarcina ionului este ușor de determinat prin numărul de atomi de hidrogen atașați - dacă atomul de hidrogen este 1, atunci sarcina anionului va fi -1 , dacă 2 hidrogen, atunci -2 etc.).
Hidroxizii amfoteri se descompun atunci când sunt încălziți, astfel încât nu pot reacționa efectiv cu oxizii bazici.
4. Interacțiunea oxizilor bazici cu agenți reducători.
Astfel, ionii unor metale sunt agenți oxidanți (cu cât mai în dreapta în seria de tensiuni, cu atât mai puternici). Când interacționează cu agenții reducători, metalele intră în starea de oxidare 0.
4.1. Recuperare cu cărbune sau monoxid de carbon.
Carbonul (cărbunele) reface din oxizi doar metalele aflate în seria de activitate după aluminiu. Reacția are loc numai atunci când este încălzită.
FeO + C → Fe + CO
De asemenea, monoxidul de carbon restaurează din oxizi doar metalele aflate după aluminiu din seria electrochimică:
Fe 2 O 3 + CO → Al 2 O 3 + CO 2
CuO + CO → Cu + CO 2
4.2. Reducerea hidrogenului .
Hidrogenul reduce oxizii doar la metale situate în seria de activitate din dreapta aluminiului. Reacția cu hidrogenul are loc numai în condiții dure - sub presiune și când este încălzită.
CuO + H2 → Cu + H2O
4.3. Recuperare cu mai multe metale active (în topitură sau soluție, în funcție de metal)
În acest caz, metalele mai active le înlocuiesc pe cele mai puțin active. Adică, metalul adăugat la oxid ar trebui să fie situat la stânga în seria de activități decât metalul din oxid. Reacțiile apar de obicei atunci când sunt încălzite.
De exemplu , oxidul de zinc interacționează cu aluminiul:
3ZnO + 2Al → Al 2O 3 + 3Zn
dar nu interacționează cu cuprul:
ZnO + Cu ≠
Recuperarea metalelor din oxizi cu ajutorul altor metale este un proces foarte comun. Adesea, aluminiul și magneziul sunt folosite pentru refacerea metalelor. Dar metalele alcaline nu sunt foarte potrivite pentru aceasta - sunt prea active din punct de vedere chimic, ceea ce creează dificultăți atunci când se lucrează cu ele.
De exemplu, cesiul explodează în aer.
Aluminotermie este reducerea metalelor din oxizii de aluminiu.
De exemplu : aluminiul reface oxidul de cupru (II) din oxid:
3CuO + 2Al → Al 2O 3 + 3Cu
magneziutermie este reducerea metalelor din oxizii de magneziu.
CuO + H2 → Cu + H2O
4.4. Recuperare cu amoniac.
Amoniacul poate reduce doar oxizii metalelor inactive. Reacția are loc numai la temperatură ridicată.
De exemplu , amoniacul reduce oxidul de cupru (II):
3CuO + 2NH3 → 3Cu + 3H2O + N2
5. Interacțiunea oxizilor bazici cu agenții oxidanți.
Sub acțiunea agenților oxidanți, unii oxizi bazici (în care metalele pot crește gradul de oxidare, de exemplu, Fe 2+ , Cr 2+ , Mn 2+ etc.) pot acționa ca agenți reducători.
De exemplu ,oxidul de fier (II) poate fi oxidat cu oxigen la oxid de fier (III):
4FeO + O 2 → 2Fe 2 O 3
1. Metal + Nemetal. Gazele inerte nu intră în această interacțiune. Cu cât electronegativitatea unui nemetal este mai mare, cu atât mai mult un numar mare metale va reacționa. De exemplu, fluorul reacționează cu toate metalele, iar hidrogenul numai cu cele active. Cu cât un metal se află mai la stânga în seria de activitate a metalelor, cu atât poate reacționa mai multe nemetale. De exemplu, aurul reacționează numai cu fluor, litiul cu toate nemetalele.
2. Nemetal + nemetal.
În acest caz, un nemetal mai electronegativ acționează ca agent oxidant, mai puțin EO - ca agent reducător. Nemetalele cu electronegativitate similară nu interacționează bine între ele, de exemplu, interacțiunea fosforului cu hidrogenul și a siliciului cu hidrogenul este practic imposibilă, deoarece echilibrul acestor reacții este deplasat către formarea de substanțe simple. Heliul, neonul și argonul nu reacționează cu nemetale, alte gaze inerte în condiții dure pot reacționa cu fluorul.
Oxigenul nu interacționează cu clorul, bromul și iodul. Oxigenul poate reacționa cu fluorul la temperaturi scăzute.
3. Metal + oxid acid. Metalul reface nemetalul din oxid. Excesul de metal poate reacționa apoi cu nemetalul rezultat. De exemplu:
2 Mg + SiO 2 \u003d 2 MgO + Si (din lipsa de magneziu)
2 Mg + SiO 2 \u003d 2 MgO + Mg 2 Si (cu exces de magneziu)
4. Metal + acid. Metalele din stânga hidrogenului din seria de tensiune reacţionează cu acizii pentru a elibera hidrogen.
Excepție fac acizi - agenți oxidanți (sulfuric concentrat și orice acid azotic), care pot reacționa cu metalele care se află în seria de tensiuni la dreapta hidrogenului, hidrogenul nu este eliberat în reacții, dar apa și produsul de reducere a acidului sunt obținut.
Este necesar să se acorde atenție faptului că, atunci când un metal interacționează cu un exces de acid polibazic, se poate obține o sare acidă: Mg +2 H 3 PO 4 \u003d Mg (H 2 PO 4) 2 + H 2.
Dacă produsul interacțiunii dintre acid și metal este o sare insolubilă, atunci metalul este pasivizat, deoarece suprafața metalului este protejată de acțiunea acidului de către sarea insolubilă. De exemplu, acțiunea acidului sulfuric diluat asupra plumbului, bariului sau calciului.
5. Metal + sare. in solutie această reacție implică un metal la dreapta magneziului din seria de tensiune, inclusiv magneziul însuși, dar la stânga metalului sărat. Dacă metalul este mai activ decât magneziul, atunci nu reacționează cu sarea, ci cu apa pentru a forma alcalii, care apoi reacționează cu sarea. În acest caz, sarea inițială și sarea rezultată trebuie să fie solubile. Produsul insolubil pasivează metalul.
Cu toate acestea, există excepții de la această regulă:
2FeCl 3 + Cu \u003d CuCl 2 + 2FeCl 2;
2FeCl3 + Fe = 3FeCl2. Deoarece fierul are o stare intermediară de oxidare, sarea sa în cea mai mare stare de oxidare este ușor redusă la o sare în stare intermediară de oxidare, oxidând și metalele mai puțin active.
în topiturio serie de tensiuni metalice nu funcționează. Este posibil să se determine dacă o reacție între o sare și un metal este posibilă numai cu ajutorul calculelor termodinamice. De exemplu, sodiul poate înlocui potasiul dintr-o topitură de clorură de potasiu, deoarece potasiul este mai volatil: Na + KCl = NaCl + K (această reacție este determinată de factorul de entropie). Pe de altă parte, aluminiul a fost obținut prin deplasare din clorură de sodiu: 3 Na + AlCl 3 \u003d 3 NaCl + Al . Acest proces este exotermic și este determinat de factorul entalpie.
Este posibil ca sarea să se descompună atunci când este încălzită, iar produsele descompunerii sale să poată reacţiona cu metalul, cum ar fi azotatul de aluminiu şi fierul. Nitratul de aluminiu se descompune atunci când este încălzit la alumină, oxid nitric ( IV ), iar oxigenul, oxigenul și oxidul nitric vor oxida fierul:
10Fe + 2Al(NO 3) 3 = 5Fe 2 O 3 + Al 2 O 3 + 3N 2
6. Metal + oxid bazic. De asemenea, ca și în sărurile topite, posibilitatea acestor reacții este determinată termodinamic. Aluminiul, magneziul și sodiul sunt adesea folosiți ca agenți reducători. De exemplu: 8 Al + 3 Fe 3 O 4 \u003d 4 Al 2 O 3 + 9 Fe reacție exotermă, factor de entalpie);2 Al + 3 Rb 2 O = 6 Rb + Al 2 O 3 (rubidiu volatil, factor de entalpie).
8. Nemetal + bază. De regulă, reacția are loc între un nemetal și un alcalin.Nu toate nemetalele pot reacționa cu alcalii: trebuie amintit că halogenii intră în această interacțiune (diferit în funcție de temperatură), sulful (când este încălzit), siliciu, fosfor.
KOH + Cl 2 \u003d KClO + KCl + H 2 O (la rece)
6 KOH + 3 Cl 2 = KClO 3 + 5 KCl + 3 H 2 O (în soluție fierbinte)
6KOH + 3S = K 2 SO 3 + 2K 2 S + 3H 2 O
2KOH + Si + H 2 O \u003d K 2 SiO 3 + 2H 2
3KOH + 4P + 3H 2 O = PH 3 + 3KPH 2 O 2
1) nemetal - agent reducător (hidrogen, carbon):
CO 2 + C \u003d 2CO;
2NO 2 + 4H 2 \u003d 4H 2 O + N 2;
SiO 2 + C \u003d CO 2 + Si. Dacă nemetalul rezultat poate reacționa cu metalul folosit ca agent reducător, atunci reacția va merge mai departe (cu un exces de carbon) SiO 2 + 2 C \u003d CO 2 + Si C
2) nemetal - agent oxidant (oxigen, ozon, halogeni):
2C O + O 2 \u003d 2CO 2.
CU O + Cl 2 \u003d CO Cl 2.
2 NO + O 2 \u003d 2 N O 2.
10. Oxid acid + oxid bazic . Reacția continuă dacă sarea rezultată există în principiu. De exemplu, oxidul de aluminiu poate reacționa cu anhidrida sulfurica cu formarea de sulfat de aluminiu, dar nu poate reacționa cu dioxidul de carbon, deoarece sarea corespunzătoare nu există.
11. Apa + oxid bazic . Reacția este posibilă dacă se formează un alcali, adică o bază solubilă (sau ușor solubilă, în cazul calciului). Dacă baza este insolubilă sau ușor solubilă, atunci există o reacție inversă de descompunere a bazei în oxid și apă.
12. Oxid bazic + acid . Reacția este posibilă dacă sarea rezultată există. Dacă sarea rezultată este insolubilă, atunci reacția poate fi pasivată prin blocarea accesului acidului la suprafața oxidului. În cazul unui exces de acid polibazic, este posibilă formarea unei sări acide.
13. oxid acid + baza. De regulă, reacția merge între oxid alcalin și acid. Dacă oxidul acid corespunde unui acid polibazic, se poate obține o sare acidă: CO2 + KOH = KHCO3.
Oxizii acizi corespunzatori acizilor tari pot reactiona si cu baze insolubile.
Uneori, oxizii corespunzători acizilor slabi reacționează cu baze insolubile și se poate obține o sare medie sau bazică (de regulă, se obține o substanță mai puțin solubilă): 2 Mg (OH) 2 + CO 2 \u003d (MgOH) 2 CO 3 + H 2 O.
14. oxid acid + sare. Reacția poate avea loc în topitură și în soluție. În topitură, cu cât oxidul mai puțin volatil înlocuiește oxidul mai volatil din sare. În soluție, oxidul corespunzător acidului mai puternic înlocuiește oxidul corespunzător acidului mai slab. De exemplu, Na 2 CO 3 + SiO 2 \u003d Na 2 SiO 3 + CO 2 , în direcția înainte, această reacție are loc în topitură, dioxidul de carbon este mai volatil decât oxidul de siliciu; în sens opus, reacția se desfășoară în soluție, acidul carbonic este mai puternic decât acidul silicic și oxidul de siliciu precipită.
Este posibil să se combine un oxid acid cu propria sa sare, de exemplu, dicromatul poate fi obținut din cromat, iar disulfatul poate fi obținut din sulfat și disulfitul poate fi obținut din sulfit:
Na 2 SO 3 + SO 2 \u003d Na 2 S 2 O 5
Pentru a face acest lucru, trebuie să luați o sare cristalină și oxid pur sau o soluție de sare saturată și un exces de oxid acid.
În soluție, sărurile pot reacționa cu proprii lor oxizi acizi pentru a forma săruri acide: Na 2 SO 3 + H 2 O + SO 2 \u003d 2 NaHSO 3
15. Apa + oxid acid . Reacția este posibilă dacă se formează un acid solubil sau ușor solubil. Dacă acidul este insolubil sau ușor solubil, atunci există o reacție inversă de descompunere a acidului în oxid și apă. De exemplu, acidul sulfuric se caracterizează prin reacția de obținere din oxid și apă, reacția de descompunere practic nu are loc, acidul silicic nu poate fi obținut din apă și oxid, dar se descompune cu ușurință în aceste componente, dar pot participa acizii carbonici și sulfurosi. atât în reacții directe cât și în reacții inverse.
16. Bază + acid. Reacția are loc dacă cel puțin unul dintre reactanți este solubil. În funcție de raportul de reactivi, se pot obține săruri medii, acide și bazice.
17. Baza + sare. Reacția are loc dacă ambele materii prime sunt solubile și se obține cel puțin un non-electrolit ca produs sau electrolit slab(precipitat, gaz, apă).
18. Sare + acid. De regulă, reacția are loc dacă ambele materii prime sunt solubile și se obține cel puțin un neelectrolit sau un electrolit slab (precipitat, gaz, apă) ca produs.
Un acid puternic poate reacționa cu săruri insolubile acizi slabi (carbonați, sulfuri, sulfiți, nitriți), în timp ce se eliberează un produs gazos.
Reacțiile dintre acizii concentrați și sărurile cristaline sunt posibile dacă se obține un acid mai volatil: de exemplu, acidul clorhidric poate fi obținut prin acțiunea acidului sulfuric concentrat asupra clorurii de sodiu cristalin, bromura de hidrogen și iod hidrogen pot fi obținute prin acțiunea ortofosforic. acid pe sărurile corespunzătoare. Este posibil să acționați cu un acid pe propria sare pentru a obține o sare acidă, de exemplu: BaSO 4 + H 2 SO 4 \u003d Ba (HSO 4) 2.
19. Sare + sare.De regulă, reacția are loc dacă ambele materii prime sunt solubile și se obține cel puțin un neelectrolit sau un electrolit slab ca produs.
1) sarea nu există pentru că hidrolizat ireversibil . Acestea sunt majoritatea carbonaților, sulfiților, sulfidelor, silicaților metalelor trivalente, precum și a unor săruri ale metalelor divalente și amoniului. Sărurile metalice trivalente sunt hidrolizate la baza și acidul corespunzător, iar sărurile metalice bivalente la săruri bazice mai puțin solubile.
Luați în considerare exemple:
2 FeCl3 + 3 Na2CO3 = Fe 2 ( CO 3 ) 3 + 6 NaCl (1)
Fe2 (CO3)3+ 6H 2 O \u003d 2Fe (OH) 3 + 3 H2CO3
H 2 CO 3 se descompune în apă și dioxid de carbon, apa din părțile din stânga și din dreapta este redusă și rezultă: Fe 2 ( CO 3 ) 3 + 3 H 2 O \u003d 2 Fe (OH) 3 + 3 CO 2 (2)
Dacă acum combinăm ecuațiile (1) și (2) și reducem carbonatul de fier, obținem ecuația totală care reflectă interacțiunea clorurii ferice ( III ) și carbonat de sodiu: 2 FeCl 3 + 3 Na 2 CO 3 + 3 H 2 O \u003d 2 Fe (OH) 3 + 3 CO 2 + 6 NaCl
CuSO 4 + Na 2 CO 3 \u003d CuCO 3 + Na 2 SO 4 (1)
Sarea subliniată nu există din cauza hidrolizei ireversibile:
2CuCO3+ H 2 O \u003d (CuOH) 2 CO 3 + CO 2 (2)
Dacă acum combinăm ecuațiile (1) și (2) și reducem carbonatul de cupru, obținem ecuația totală care reflectă interacțiunea sulfatului ( II ) și carbonat de sodiu:
2CuSO 4 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O \u003d (CuOH) 2 CO 3 + CO 2 + 2Na 2 SO 4
Oxizi care nu formează sare (indiferenți, indiferenți) CO, SiO, N 2 0, NO.
Oxizi care formează sare:
De bază. Oxizi ai căror hidrați sunt baze. Oxizi metalici cu stări de oxidare +1 și +2 (rar +3). Exemple: Na 2 O - oxid de sodiu, CaO - oxid de calciu, CuO - oxid de cupru (II), CoO - oxid de cobalt (II), Bi 2 O 3 - oxid de bismut (III), Mn 2 O 3 - mangan (III) oxid).
Amfoter. Oxizi ai căror hidrați sunt hidroxizi amfoteri. Oxizi metalici cu stări de oxidare +3 și +4 (rar +2). Exemple: Al 2 O 3 - oxid de aluminiu, Cr 2 O 3 - oxid de crom (III), SnO 2 - oxid de staniu (IV), MnO 2 - oxid de mangan (IV), ZnO - oxid de zinc, BeO - oxid de beriliu.
Acid. Oxizi ai căror hidrați sunt acizi care conțin oxigen. Oxizii de nemetale. Exemple: P 2 O 3 - oxid de fosfor (III), CO 2 - monoxid de carbon (IV), N 2 O 5 - oxid de azot (V), SO 3 - oxid de sulf (VI), Cl 2 O 7 - oxid de clor ( VII). Oxizi metalici cu stări de oxidare +5, +6 și +7. Exemple: Sb 2 O 5 - oxid de antimoniu (V). CrOz - oxid de crom (VI), MnOz - oxid de mangan (VI), Mn 2 O 7 - oxid de mangan (VII).
Modificarea naturii oxizilor cu creșterea gradului de oxidare a metalului
Proprietăți fizice
Oxizii sunt solizi, lichizi și gazoși, de diferite culori. De exemplu: oxid de cupru negru (II) CuO, oxid de calciu CaO culoare alba- solide. Oxidul de sulf (VI) SO 3 este un lichid volatil incolor, iar monoxidul de carbon (IV) CO 2 este un gaz incolor în condiții normale.
Starea de agregare
CaO, CuO, Li2O și alți oxizi bazici; ZnO, Al203, Cr2O3 şi alţi oxizi amfoteri; SiO 2, P 2 O 5, CrO 3 şi alţi oxizi acizi.
SO3, Cl2O7, Mn2O7 şi alţii.
Gazos:
CO2, SO2, N2O, NO, NO2 şi alţii.
Solubilitate in apa
Solubil:
a) oxizii bazici ai metalelor alcaline și alcalino-pământoase;
b) aproape toți oxizii acizi (excepție: SiO 2).
Insolubil:
a) toți ceilalți oxizi bazici;
b) toţi oxizii amfoteri
Proprietăți chimice
1. Proprietăți acido-bazice
Proprietățile comune ale oxizilor bazici, acizi și amfoteri sunt interacțiunile acido-bazice, care sunt ilustrate prin următoarea schemă:
(numai pentru oxizi de metale alcaline și alcalino-pământoase) (cu excepția SiO 2).
Oxizi amfoteri, având proprietăți atât de bază, cât și oxizi acizi, interacționează cu acizi și alcalii puternici:
2. Proprietăți redox
Dacă un element are o stare de oxidare variabilă (s. o.), atunci oxizii săi cu s scăzut. despre. pot prezenta proprietăți reducătoare și oxizi cu c. despre. - oxidativ.
Exemple de reacții în care oxizii acționează ca agenți reducători:
Oxidarea oxizilor cu s scăzut. despre. la oxizi cu s mare. despre. elemente.
2C +2 O + O 2 \u003d 2C +4 O 2
2S +4 O 2 + O 2 \u003d 2S +6 O 3
2N +2 O + O 2 \u003d 2N +4 O 2
Monoxidul de carbon (II) reduce metalele din oxizii lor și hidrogenul din apă.
C +2 O + FeO \u003d Fe + 2C +4 O 2
C +2 O + H 2 O \u003d H 2 + 2C +4 O 2
Exemple de reacții în care oxizii acționează ca agenți de oxidare:
Recuperarea oxizilor cu o.d. mare. elemente la oxizi cu s scăzut. despre. sau până la substanțe simple.
C +4 O 2 + C \u003d 2C +2 O
2S +6 O 3 + H 2 S \u003d 4S +4 O 2 + H 2 O
C +4 O 2 + Mg \u003d C 0 + 2MgO
Cr +3 2 O 3 + 2Al \u003d 2Cr 0 + 2Al 2 O 3
Cu +2 O + H2 \u003d Cu 0 + H2O
Utilizarea oxizilor de metale slab active pentru oxidarea substanțelor organice.
Unii oxizi în care elementul are un intermediar c. o., capabil de disproporționare;
de exemplu:
2NO 2 + 2NaOH \u003d NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O
Cum să obțineți
1. Interacțiunea substanțelor simple - metale și nemetale - cu oxigenul:
4Li + O2 = 2Li2O;
2Cu + O 2 \u003d 2CuO;
4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5
2. Deshidratare baze insolubile, hidroxizi amfoteri și unii acizi:
Cu(OH) 2 \u003d CuO + H 2O
2Al(OH) 3 \u003d Al 2 O 3 + 3H 2 O
H 2 SO 3 \u003d SO 2 + H 2 O
H 2 SiO 3 \u003d SiO 2 + H 2 O
3. Descompunerea unor săruri:
2Cu(NO 3) 2 \u003d 2CuO + 4NO 2 + O 2
CaCO 3 \u003d CaO + CO 2
(CuOH) 2 CO 3 \u003d 2CuO + CO 2 + H 2 O
4. Oxidarea substanțe complexe oxigen:
CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + H 2 O
4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2
4NH 3 + 5O 2 \u003d 4NO + 6H 2 O
5. Recuperarea acizilor oxidanți de către metale și nemetale:
Cu + H 2 SO 4 (conc) = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
10HNO 3 (conc) + 4Ca = 4Ca(NO 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O
2HNO 3 (razb) + S \u003d H 2 SO 4 + 2NO
6. Interconversii ale oxizilor în timpul reacțiilor redox (vezi proprietățile redox ale oxizilor).
