Велика енциклопедія нафти та газу. Як визначити характер оксиду

Хімічні сполуки, що складаються з кисню та будь-якого іншого елемента періодичної системи, називають оксидами. Залежно від властивостей їх класифікують на основні, амфотерні та кислотні. Характер оксидів можна визначити теоретично та практичним шляхом.

Вам знадобиться

• - Періодична система;
• - лабораторний посуд;
• - Хімічні реактиви.

Інструкція

Вам необхідно добре уявляти, як змінюються властивості хімічних елементів залежно від їхнього розташування в таблиці Д.І. Менделєєва. Тому повторіть періодичний закон, електронну будову атомів (від нього залежить ступінь окислення елементів) та інше.

Не вдаючись до практичних дій, ви можете встановити характер оксиду, використовуючи лише періодичну систему. Адже відомо, що в періодах, у напрямку зліва направо, лужні властивості оксидів змінюються на амфотерні, а потім - на кислотні. Наприклад, у III періоді оксид натрію (Na2O) виявляє основні властивості, з'єднання алюмінію з киснем (Al2O3) має амфотерний характер, а оксид хлору (ClO2) – кислотний.

Майте на увазі, в основних підгрупах лужні властивості оксидів посилюються зверху вниз, а кислотність навпаки слабшає. Так, у I групі у оксиду цезію (CsO) основність сильніша, ніж у оксиду літію (LiO). У групі V оксид азоту (III) - кислотний, а оксид вісмуту (Bi2O5) вже основний.

Інший спосіб визначення характеру оксидів. Допустимо, дана задача досвідченим шляхом довести основні, амфотерні та кислотні властивості оксиду кальцію (CaO), оксиду 5-валентного фосфору (P2O5(V)) та оксиду цинку (ZnO).

Спершу візьміть дві чисті пробірки. Зі склянок, за допомогою хімічного шпателя, насипте в одну трохи CaO, а в іншу P2O5. Потім налийте в обидва реактиви по 5-10 мл дистильованої води. Скляною паличкою заважайте до повного розчинення порошку. Опустіть шматочки лакмусового паперу в обидві пробірки. Там, де знаходиться оксид кальцію – індикатор стане синього кольорущо є доказом основного характеру досліджуваної сполуки. У пробірці з оксидом фосфору (V) папір забарвиться у червоний колір, отже, P2O5 – кислотний оксид.

Оскільки оксид цинку не розчинний у воді, для доказу його амфотерності проведіть реакції з кислотою та гідроксидом. У тому іншому випадку кристали ZnO вступлять у хімічну реакцію. Наприклад:
ZnO + 2KOH = K2ZnO2 + H2O
3ZnO + 2H3PO4 Zn3(PO4)2 + 3H2O

Зверніть увагу

Запам'ятайте, характер властивостей оксиду залежить від валентності елемента, що входить до його складу.

Корисна порада

Не забувайте, що ще існують так звані байдужі (несолетворні) оксиди, що не реагують у звичайних умовах ні з гідроксидами, ні з кислотами. До них відносяться оксиди неметалів з валентністю I і II, наприклад: SiO, CO, NO, N2O і т.д., але зустрічаються і "металеві": MnO2 та деякі інші.

Все цікаве

Залежно від кислотно-основних властивостей хімічних елементів, складаються та його можливі реакції. Причому ці властивості впливають як на елемент, а й у його сполуки. Що таке кислотно-основні властивості
Основні властивості виявляють…

Найважливіші класи неорганічних сполук – оксиди, кислоти, основи, амфотерні гідроксиди та солі. Для кожного з цих класів характерні свої загальні властивості та способи одержання. На даний момент відомо більше 100 тисяч різних…

Одними з основних у хімії є 2 поняття: «прості речовини» та «складні речовини». Перші утворені атомами одного хімічного елемента та поділяються на неметали та метали. Оксиди, гідроксиди, солі – це класи…

Існує 3 види оксиду міді. Відрізняються вони один від одного валентністю. Відповідно, існують одновалентний, двовалентний та тривалентний оксиди міді. Кожен із оксидів має свої Хімічні властивості. Інструкція 1Оксид міді (I) – Cu2O. У…

Хлор здатний утворювати кілька різних оксидів. Всі вони застосовуються у промисловості у великих обсягах, оскільки затребувані у багатьох галузях промисловості. Хлор утворює із киснем цілий рядоксидів, загальне числояких становить…

Знання хімічних властивостей кислот, зокрема їх взаємодія з оксидами, співслужать хорошу службу при виконанні найрізноманітніших завдань з хімії. Це дозволить вирішити розрахункові завдання, здійснити ланцюжок перетворень, виконати завдання.

Існує безліч неорганічних речовин, які поділяються на класи. Для того, щоб правильно класифікувати запропоновані сполуки, необхідно мати уявлення про особливості будови кожної групи речовин, яких всього чотири.

Еквівалент - така кількість хімічного елемента, яка або зв'язує, або замінює один моль атомів водню. Відповідно, маса одного еквівалента називається еквівалентною масою (Ме), і виражається в г/моль. Перед учнями на хімії часто…

Оксид – хімічне з'єднання, Що складається з двох елементів. Один із елементів оксиду - кисень. За характером оксиди класифікуються на кислотні та основні. Кислотність або основність можна довести, знаючи хімічні властивості речовин, та…

Хімічні властивості речовини – це здатність змінювати свій склад у ході хімічних реакцій. Реакція може протікати або як саморозкладання, або при взаємодії з іншими речовинами. Властивості речовини залежать не тільки від її складу, а й…

Інструкція

Вам необхідно добре уявляти, як змінюються властивості хімічних елементів залежно від їхнього розташування в таблиці Д.І. Менделєєва. Тому повторіть електронну будову атомів (від нього залежить ступінь окислення елементів) та інше.

Не вдаючись до практичних дій, ви можете встановити характер оксиду, використовуючи лише періодичну систему. Адже відомо, що в періодах, у напрямку зліва направо, лужні властивості оксидів змінюються на амфотерні, а потім - на кислотні. Наприклад, у III періоді оксид натрію (Na2O) основні властивості, з'єднання алюмінію з киснем (Al2O3) має характер, а оксид хлору (ClO2) – .

Майте на увазі, в основних підгрупах лужні властивості оксидів посилюються зверху вниз, а кислотність навпаки слабшає. Так, у I групі у оксиду цезію (CsO) основність сильніша, ніж у оксиду літію (LiO). У V групі оксид азоту (III) – кислотний, а оксид (Bi2O5) вже основний.

Спершу візьміть дві чисті пробірки. Зі склянок, за допомогою хімічного шпателя, насипте в одну трохи CaO, а в іншу P2O5. Потім налийте в обидва реактиви по 5-10 мл дистильованої води. Скляною паличкою заважайте до повного розчинення порошку. Опустіть шматочки лакмусового паперу в обидві пробірки. Там – індикатор стане синього кольору, що є доказом основного характеру досліджуваного з'єднання. У пробірці з оксидом фосфору (V) папір забарвиться у червоний колір, отже, P2O5 – .

Оскільки оксид цинку не розчинний у воді, для доказу його амфотерності проведіть реакції з кислотою та гідроксидом. У тому іншому випадку кристали ZnO вступлять у хімічну реакцію. Наприклад:
ZnO + 2KOH = K2ZnO2 + H2O
3ZnO + 2H3PO4→ Zn3(PO4)2↓ + 3H2O

Зверніть увагу

Запам'ятайте, характер властивостей оксиду залежить від валентності елемента, що входить до його складу.

Корисна порада

Не забувайте, що ще існують так звані байдужі (несолетворні) оксиди, що не реагують у звичайних умовах ні з гідроксидами, ні з кислотами. До них відносяться оксиди неметалів з валентністю I і II, наприклад: SiO, CO, NO, N2O і т.д., але зустрічаються і "металеві": MnO2 та деякі інші.

Джерела:

• основний характер оксидів

Оксид кальцію- це звичайне негашене вапно. Але, незважаючи на таку нехитру природу, ця речовина дуже широко використовується в господарській діяльності. Від будівництва, як основа для вапняного цементу, до кулінарії, як харчова добавка E-529, оксид кальціюзнаходить застосування. І в промислових та в домашніх умовах можна отримати оксид кальціюз карбонату кальціюреакцією термічного розкладання.

Вам знадобиться

• Карбонат кальцію у вигляді вапняку або крейди. Керамічний тигель для відпалу. Пропанова або ацетиленова пальник.

Інструкція

Підготуйте тигель для відпалу карбонату. Міцно встановіть його на вогнетривких підставках або спеціальних пристроях. Тигель має бути міцно встановлений і, при можливості, закріплений.

Подрібніть карбонат кальцію. Подрібнення необхідно зробити для кращої теплопередачі всередині. Не обов'язково подрібнювати вапняк або крейду в пилюку. Достатньо зробити грубе неоднорідне подрібнення.

Наповніть тигель для відпалу подрібненим карбонатом кальцію. Не заповнювати тигель повністю, оскільки при виділенні вуглекислого газу частина речовини може бути викинута назовні. Заповніть тигель приблизно на третину або менше.

Приступіть до нагрівання тигля. Добре встановіть та закріпіть його. Здійсніть плавне прогрівання тигля з різних боків, щоб уникнути його руйнування внаслідок нерівномірного термічного розширення. Продовжуйте нагрівати тигель на газовому пальнику. Через деяке почнеться термічний розпад карбонату кальцію.

Дочекайтесь повного проходженнятермічного розпаду. Під час реакції верхні шари речовини в тиглі можуть погано прогріватися. Їх можна кілька разів перемішати сталевою лопаткою.

Відео на тему

Зверніть увагу

Будьте обережні при роботі з газовим пальником та нагрітим тиглем. При проходженні реакції тигель буде нагрітий до температури вище 1200 градусів за Цельсієм.

Корисна порада

Замість спроб власноручного виробництва великих кількостей оксиду кальцію (наприклад, для подальшого одержання вапняного цементу), краще купити готовий продукт на спеціалізованих торгових майданчиках.

Джерела:

• Запишіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна

Відповідно до загальноприйнятих поглядів, кислоти - це складні речовини, що складаються з одного або кількох атомів водню, здатних заміщатися на атоми металів та кислотних залишків. Вони поділяються на безкисневі та кисневмісні, одноосновні та багатоосновні, сильні, слабкі тощо. Як визначити, чи має та чи інша речовина кислотні властивості?

Вам знадобиться

• - індикаторний папір або розчин лакмусу;
• - соляна кислота (краще розбавлена);
• - порошок вуглекислого натрію (соди кальцинованої);
• - трохи азотнокислого срібла у розчині;
• - Плоскодонні колби або лабораторні склянки.

Інструкція

Перший та найпростіший тест – випробування за допомогою індикаторного лакмусового паперу або розчину лакмусу. Якщо паперова смужкаабо розчин має рожевий відтінок, отже, у досліджуваній речовині є водневі іони, а це вірна ознака кислоти. Легко можна зрозуміти, що чим інтенсивніше забарвлення (аж до червоно-бордового), тим кислота.

Є багато інших способів перевірки. Наприклад, перед вами поставлене завдання визначити, чи є прозора рідина соляною кислотою. Як це зробити? Вам відома реакція на хлорид-іон. Він виявляється шляхом додавання навіть найменших кількостей розчину ляпісу – AgNO3.

Відлийте в окрему ємність трохи досліджуваної рідини і крапніть трохи розчину ляпісу. При цьому миттєво випаде «творожистий» білий осад нерозчинного хлориду срібла. Тобто хлорид-іон у складі молекули речовини точно є. Але, можливо, це все-таки не , а розчин якоїсь солі, що містить хлор? Наприклад, хлориду натрію?

Згадайте ще одну властивість кислот. Сильні кислоти (а до них, безумовно, відноситься і соляна) можуть витісняти слабкі кислоти з них. Помістіть в колбу або лабораторну склянку трохи порошку соди - Na2CO3 і потихеньку приливайте рідину, що досліджується. Якщо відразу ж пролунає шипіння і порошок буквально «закипить» – жодних сумнівів уже не залишиться – це соляна кислота.

Чому? Тому що така реакція: 2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + H2CO3. Утворилася вугільна кислота, яка настільки слабка, що миттєво розкладається на воду та вуглекислий газ. Ось його бульбашки і викликали це «вирування і шипіння».

Відео на тему

Зверніть увагу

Соляна кислота, навіть розбавлена ​​– їдка речовина! Пам'ятайте про техніку безпеки.

Корисна порада

Вдаватися до смакових тестів (якщо мовою кисло, отже, кислота є) в жодному разі треба. Як мінімум це може бути дуже небезпечно! Адже багато кислот виключно їдкі.

Джерела:

• як змінюються кислотні властивості у 2019

Фосфор – хімічний елемент, що має 15-й порядковий номер у Таблиці Менделєєва. Він розташований у її V групі. Класичний неметал, відкритий алхіміком Брандом 1669-го року. Існує три основні модифікації фосфору: червоний (що входить до складу суміші для розпалу сірників), білий та чорний. При дуже високих тисках (близько 8,3*10^10Па) чорний фосфор перетворюється на інший алотропічний стан («металевий фосфор») і починає проводити струм. фосфору у різних речовинах?

Інструкція

Згадайте ступінь . Це величина, що відповідає заряду іона в молекулі, за умови, що електронні пари, що здійснюють зв'язок, зміщені у бік більш негативного елемента (розташованого в Таблиці Менделєєва правіше і вище).

Потрібно також знати головну умову: сума електричних зарядів всіх іонів, що входять до складу молекули, з урахуванням коефіцієнтів завжди повинна дорівнювати нулю.

Ступінь окислення далеко не завжди кількісно збігається із валентністю. Найкращий приклад- Вуглець, який в органічних завжди має , рівну 4, а ступінь окислення може бути рівною і -4, і 0, і +2, і +4.

Який ступінь окиснення в молекулі фосфіну PH3, наприклад? З огляду на все дати це питання дуже легко. Оскільки водень – перший елемент у Таблиці Менделєєва, він за визначенням може розташовуватися там «правіше і вище», ніж . Отже, саме фосфор притягне електрони водню.

Кожен атом водню, втративши електрон, перетвориться на позитивно заряджений іон окислення +1. Отже, сумарний позитивний заряддорівнює +3. Отже, з урахуванням правила, що свідчить, що сумарний заряд молекули дорівнює нулю, ступінь окислення фосфору в молекулі фосфіну дорівнює -3.

Ну, а який ступінь окиснення фосфору в оксиді P2O5? Візьміть Таблицю Менделєєва. Кисень розташований у VI групі, правіше за фосфор, і до того ж вище, отже, він однозначно більш негативний. Тобто ступінь окислення кисню у цій сполукі буде зі знаком «мінус», а фосфору – зі знаком «плюс». Які ж ці ступені, щоб молекула загалом була нейтральна? Легко можна побачити, що найменше загальне кратне для чисел 2 та 5 – це 10. Отже, ступінь окиснення кисню -2, а фосфору +5.

Відео на тему

Оксидами називаються складні речовини, що складаються з двох елементів, один з яких кисень (К - О - К; Са «О; 0«Sb0 та ін). Всі оксиди діляться на несоле-і солеутворюючі. Нечисленні несолетворні оксиди не взаємодіють ні з кислотами, ні з основами. До них відносяться оксид азоту (I) N20, оксид азоту (І) N0 та ін. Солеутворюючі оксиди поділяються на основні, кислотні та амфотерні. Основними називаються оксиди, які утворюють солі при взаємодії із кислотами чи кислотними оксидами. Так, наприклад: CuO + H2S04 – CuS04 + Н20, MgO + С02 = MgC03. Основними можуть бути лише оксиди металів. Проте чи все оксиди металів є основними - багато хто з них ставляться до амфотерним чи кислотним (так, Сг203 - амфотерний, а Сг03 - кислотний оксид). Частина основних оксидів розчиняється у воді, утворюючи відповідні основи: Na20 + Н20 – 2NaOH. Кислотними називаються оксиди, які утворюють солі при взаємодії з основами чи основними оксидами. Так, наприклад: S02 + 2К0Н - K2S03 + Н20, Р4О10 + бСаО = 2Са3(Р04)2. Кислотними є оксиди типових неметалів, а також оксиди ряду металів у вищих ступенях окиснення (В203; N205; Мп207). Багато кислотних оксидів (їх також називають ангідридами) з'єднуються з водою, утворюючи кислоти: N203 + Н20 - 2HN02. Амфотерними називаються оксиди, які утворюють солі при взаємодії як із кислотами, і з основами. До амфотерних оксидів відносяться: ZnO; А1203; Сг203; Mn02; Fe203 та ін. Наприклад, амфотерний характер оксиду цинку проявляється при взаємодії його як з соляною кислотою, так і з гідроксидом калію: ZnO + 2НС1 = ZnCl2 + Н20, ZnO + 2 КОН = K2Zn02 + Н20, ZnO + 2КОН + Н20 - K2. Амфотерна природа оксидів, нерозчинних у розчинах кислот і гідроксидів доводиться за допомогою складніших реакцій. Так, прожарені оксиди алюмінію та хрому (III) практично нерозчинні в розчинах кислот та у лугах. У реакції сплавлення їх з дисуль-фатом калію проявляються основні властивості оксидів: А1203 + 3K2S207«3K2S04 + A12(S04)3. При сплавленні з гідроксидами виявляються кислотні властивості оксидів: А1203 + 2КОН - 2КА102 4-Н20. Таким чином, амфотерних оксидів властиві властивості як основних, так і кислотних оксидів. Зазначимо, що у різних амфотерних оксидів двоїстість властивостей може бути виражена в різного ступеня. Наприклад, оксид цинку однаково легко розчиняється і кислотах, і лугах, т. е. в цього оксиду основна і кислотна функції виражені приблизно однаковою мірою. Оксид заліза (III) - Fe203 - має переважно основні властивості; кислотні властивості виявляє лише взаємодіючи з лугами при високих температурах: Fe203 + 2NaOH « 2NaFe02 + Н20. Способи отримання оксидів [Т] простих речовин: 2Са + 02 = 2СаО. \2\ Розкладання складних речовин: а) розкладання оксидів 4Сг03 = 2Сг203 + 302!; б) розкладання гідроксидів Са(ОН)2 = СаО + Н20; в) розкладання кислот н2со3 = н2о + со2Т; г) розкладання солей Взаємодія кислот - окислювачів з металами і неметалами: Си + 4HN03(Koim, = Cu(N03)2 + 2N02t + 2Н20, С + 2H2S04 (кояд, - С02| + 2S02t + 2Н20. Витіснення) високої температури: Na2CO„ + Si02 = Na2Si03 + С02 f. сплавлення Питання та завдання для самостійного вирішення L Вкажіть, які неорганічні речовини називають оксидами Що лежить в основі поділу оксидів на соле- та несолеутворювальні, за якими хімічними властивостями солеутворюючі оксиди діляться на основні 2. Визначте, до якого типу належать такі оксиди: CaO, SiO, BaO, Si02, S03, Р4О10, FeO, СО, ZnO, Cr203, NO 3. Вкажіть, які підстави відповідають наступним оксидам: Na20, CaO, А1203, CuO, FeO, Fe203 4. Вкажіть, ангідридами яких кислот є такі оксиди: С02, S02, S03, N203, N205, Cr03, P4O10 5. Вкажіть, які з наведених нижче оксидів розчиняються у воді: CuO, Cr203, Si02, FeO, К20, СО, N02, Cr03, ZnO, А1203 6. Вкажи ті, з якими з наведених нижче речовин реагуватиме оксид вуглецю (IV): S02, КОН, Н20, Са(ОН)2, СаО. 7. Напишіть рівняння реакцій, що відображають властивості наступних основних оксидів: FeO, Cs20, HgO, Bi203. Напишіть рівняння реакцій, що доводять кислотний характер таких оксидів: S03, Mn207, Р4О10, Cr03, Si02. 9. Покажіть, яким чином можна довести амфотерний характер наступних оксидів: ZnO, А1203, Сг203. 10. На прикладі реакцій одержання оксиду сірки (IV) вкажіть основні способи одержання оксидів. 11. Закінчіть рівняння наступних хімічних реакцій, що відображають способи одержання оксидів: 1) Li + 02-> 2) Si2H6 + 02 - 3) PbS + 02 4) Са3Р2 + 02 5) А1(ОН)з - 6) Pb(N03) 2 U 7) HgCl2 + Ва(ОН)2 8) MgC03 + HN03 - 9) Са3(Р04)2 + Si02 - 10) С02 + С £ 11) Cu + HNO3(30o/o) £ 12) С + H2S04 ( конц) 12. Визначте формулу оксиду, утвореного елементом зі ступенем окислення +2, якщо відомо, що для розчинення 4,05 г його знадобилося 3,73 г соляної кислоти. Відповідь: СіО. 13. При взаємодії оксиду вуглецю (IV) з їдким натром утворилося 21 г гідрокарбонату натрію. Визначте об'єм оксиду вуглецю (IV) та масу гідроксиду натрію, витрачені на одержання солі. Відповідь: 5,6 л С02; 10 г NaOH. 14. При електролізі 40 моль води виділилося 620 г кисню. Визначте вихід кисню. Відповідь: 96,9%. Визначте масу кислої та середньої солей, які можуть бути отримані при взаємодії 5,6 л S02 з гідроксидом калію Чому дорівнює маса лугу у кожному окремому випадку? Відповідь: 30 г KHS03; 39,5 г K2S03; 14 г КОН; 28 г КОН. 16. Визначте найпростішу формулусполуки, що містить 68,4% хрому та 31,6% кисню. Відповідь: Сг203. 17. Визначте ступінь окислення марганцю в оксиді, якщо відомо, що на 1 г марганцю припадає 1,02 г кисню. Відповідь: +7. 18. В оксиді одновалентного елемента масова частка кисню становить 53,3 %. Назвіть елемент. Відповідь: літій. 19. Визначте масу води, необхідної для розчинення 188 г оксиду калію, якщо одержали розчин з масовою часткоюКОН 5,6%. Відповідь: 3812 20. При відновленні вуглецем 32 г оксиду заліза (III) утворилося 20,81 г заліза. Визначте вихід заліза. Відповідь: 90%.

Несолетворні (байдужі, індиферентні) оксиди СО, SiO, N 2 0, NO.

Солеутворюючі оксиди:

Основні. Оксиди, гідрати яких є основами. Оксиди металів зі ступенями окиснення +1 і +2 (рідше +3). Приклади: Na 2 O – оксид натрію, СаО – оксид кальцію, CuO – оксид міді (II), СоО – оксид кобальту (II), Bi 2 O 3 – оксид вісмуту (III), Mn 2 O 3 – оксид марганцю (III) ).

Амфотерні. Оксиди, гідрати яких є амфотерними гідроксидами. Оксиди металів зі ступенями окиснення +3 і +4 (рідше +2). Приклади: Аl 2 O 3 – оксид алюмінію, Cr 2 O 3 – оксид хрому (III), SnO 2 – оксид олова (IV), МnO 2 – оксид марганцю (IV), ZnO – оксид цинку, ВеО – оксид берилію.

Кислотні. Оксиди, гідрати яких є кисневмісними кислотами. Оксиди неметалів. Приклади: Р 2 Про 3 - оксид фосфору (III), СО 2 - оксид вуглецю (IV), N 2 O 5 - оксид азоту (V), SO 3 - оксид сірки (VI), Cl 2 O 7 - оксид хлору ( VII). Оксиди металів зі ступенями окиснення +5, +6 та +7. Приклади: Sb 2 O 5 – оксид сурми (V). СrОз - оксид хрому (VI), МnОз - оксид марганцю (VI), Мn 2 O 7 - оксид марганцю (VII).

Зміна характеру оксидів зі збільшенням ступеня окиснення металу

Фізичні властивості

Оксиди бувають тверді, рідкі та газоподібні, різного кольору. Наприклад: оксид міді (II) CuO чорного кольору, оксид кальцію СаО білого кольору – тверді речовини. Оксид сірки (VI) SO 3 - безбарвна летюча рідина, а оксид вуглецю (IV) СО 2 - безбарвний газ за звичайних умов.

Агрегатний стан

CaO, СуO, Li 2 O та ін основні оксиди; ZnO, Аl 2 O 3 , Сr 2 O 3 та ін амфотерні оксиди; SiO 2 Р 2 O 5 СrO 3 та ін кислотні оксиди.

SO 3 , Cl 2 O 7 , Мn 2 O 7 та ін.

Газоподібні:

CO 2 , SO 2 , N 2 O, NO, NO 2 та ін.

Розчинність у воді

Розчинні:

а) основні оксиди лужних та лужноземельних металів;

б) практично всі кислотні оксиди (виняток: SiO 2).

Нерозчинні:

а) всі інші основні оксиди;

б) усі амфотерні оксиди

Хімічні властивості

1. Кислотно-основні властивості

Загальними властивостями основних, кислотних та амфотерних оксидів є кислотно-основні взаємодії, що ілюструються наступною схемою:

(тільки для оксидів лужних та лужноземельних металів) (крім SiO 2).

Амфотерні оксиди, володіючи властивостями та основних та кислотних оксидів, взаємодіють із сильними кислотами та лугами:

2. Окисно-відновні властивості

Якщо елемент має змінну ступінь окислення (с. о.), його оксиди з низькими с. о. можуть виявляти відновлювальні властивості, а оксиди з високими с. о. - Окислювальні.

Приклади реакцій, у яких оксиди виступають у ролі відновників:

Окислення оксидів із низькими с. о. до оксидів із високими с. о. елементів.

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

2S +4 O 2 + O 2 = 2S +6 O 3

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

Оксид вуглецю (II) відновлює метали з їх оксидів та водень із води.

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

C +2 O + H 2 O = H 2 + 2C +4 O 2

Приклади реакцій, у яких оксиди виступають у ролі окислювачів:

Відновлення оксидів з високими о. елементів до оксидів із низькими с. о. або до найпростіших речовин.

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

2S +6 O 3 + H 2 S = 4S +4 O 2 + H 2 O

C +4 O 2 + Mg = C 0 + 2MgO

Cr +3 2 O 3 + 2Al = 2Cr 0 + 2Al 2 O 3

Cu +2 O + H 2 = Cu 0 + H 2 O

Використання оксидів малоактивних металів для окислення органічних речовин.

Деякі оксиди, в яких елемент має проміжну с. о., здатні до диспропорціювання;

наприклад:

2NO 2 + 2NaOH = NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O

Способи отримання

1. Взаємодія простих речовин - металів та неметалів - з киснем:

4Li + O 2 = 2Li 2 O;

2Cu + O 2 = 2CuO;

4P + 5O 2 = 2P 2 O 5

2. Дегідратація нерозчинних основ, амфотерних гідроксидів та деяких кислот:

Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O

2Al(OH) 3 = Al 2 O 3 + 3H 2 O

H 2 SO 3 = SO 2 + H 2 O

H 2 SiO 3 = SiO 2 + H 2 O

3. Розкладання деяких солей:

2Cu(NO 3) 2 = 2CuO + 4NO 2 + O 2

CaCO 3 = CaO + CO 2

(CuOH) 2 CO 3 = 2CuO + CO 2 + H 2 O

4. Окислення складних речовин киснем:

CH 4 + 2O 2 = CO 2 + H 2 O

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O

5.Відновлення кислот-окислювачів металами та неметалами:

Cu + H 2 SO 4 (кінець) = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

10HNO 3 (кінець) + 4Ca = 4Ca(NO 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O

2HNO 3 (розб) + S = H 2 SO 4 + 2NO

6. Взаємоперетворення оксидів у ході окисно-відновних реакцій (див. окисно-відновні властивості оксидів).

Оксиди - це бінарні сполуки елемента з киснем, що у ступеня окислення (-2). Оксиди є характеристичними сполуками для хімічних елементів. Невипадково Д.І. Менделєєв при складанні періодичної таблиці орієнтувався на стехіометрію вищого оксиду і поєднував в одну групу елементи з однаковою формулою вищого оксиду. Вищий оксид - це оксид, у якому елемент приєднав максимально можливе йому кількість кисневих атомів. У вищому оксиді елемент знаходиться у своєму максимальному (вищому) ступені окислення. Так, вищі оксиди елементів VI групи, як неметалів S, Se, Te, і металів Cr, Mo, W, описуються однаковою формулою ЭО 3 . Всі елементи групи виявляють найбільшу подібність саме вищою мірою окислення. Так, наприклад, усі вищі оксиди елементів VI групи – кислотні.

Крім того, оскільки метали, перебуваючи в навколишньому середовищі, Окислюються киснем повітря, а при високих температурах, характерних для багатьох металургійних виробництв, окислення металів посилюється, необхідні знання про властивості одержуваних оксидів.

Наведені вище причини пояснюють, чому при обговоренні хімії металів оксидам приділяється особлива увага.

Серед хімічних елементів металів - 85 і багато металів мають не по одному оксиду, тому клас оксидів включає величезну кількість сполук, і ця численність робить огляд їх властивостей непростим завданням. Проте, намагатиметься виявити:

• загальні властивості, властиві всім оксидам металів,
• закономірності у змінах їх властивостей,
• виявимо хімічні властивості оксидів, що найбільш широко використовуються в металургії,
• наведемо деякі із важливих фізичних характеристик оксидів металів.

В самому загальному виглядіструктуру багатьох кристалічних оксидів металів можна як регулярне тривимірне розташування кисневих атомів у просторі, в порожнинах між кисневими атомами перебувають атоми металів. Оскільки кисень - це електронегативний елемент, він перетягує частину валентних електронів від атома металу, перетворюючи їх у катіон, а сам кисень перетворюється на аніонну форму і збільшується у розмірах з допомогою приєднання чужих електронів. Великі кисневі аніони утворюють кристалічну решітку, а порожнечі між ними розміщуються катіони металів. Тільки в оксидах металів, що знаходяться в невеликому ступені окислення і відрізняються невеликим значенням електронегативності, зв'язок в оксидах можна розглядати як іонну. Практично іонними є оксиди лужних та лужноземельних металів. У більшості оксидів металів хімічний зв'язок виявляється проміжним між іонним і ковалентним.. З підвищенням ступеня окиснення металу внесок ковалентної складової зростає.

Переважна більшість оксидів за нормальної температури це тверді речовини. Вони мають меншу густину, ніж метали.

Багато оксидів металів є тугоплавкими речовинами.. Це дозволяє використовувати тугоплавкі оксиди як вогнетривкі матеріали для металургійних печей.

Оксид CaO отримують у промисловому масштабі обсягом 109 млн т/рік. Його використовують для футерування печей. Як вогнетриви використовують також оксиди BeO і MgO. Оксид MgO один із небагатьох вогнетривів дуже стійких до дії розплавлених лугів.

Іноді тугоплавкість оксидів створює проблеми при отриманні металів електролізом їх розплавів. Так оксид Al 2 O 3 має температуру плавлення близько 2000 про З, доводиться змішувати з кріолітом Na 3 щоб знизити температуру плавлення до ~ 1000 про З, і через цей розплав пропускати електричний струм.

Тугоплавкими є оксиди d-металів 5 і 6 періодів Y 2 O 3 (2430), La 2 O 3 (2280), ZrO 2 (2700), HfO 2 (2080), Ta 2 O 5 (1870), Nb 2 O 5 (1490), а також багато оксидів d-металів 4 періоду (див. табл.). Високі температури плавлення мають всі оксиди s-металів 2 групи, а також Al 2 O 3 Ga 2 O 3 SnО, SnO 2 PbO (див. табл.).

Низькі температури плавлення (про З) зазвичай мають кислотні оксиди: RuO 4 (25), OsO 4 (41); Te 2 O 7 (120), Re 2 O 7 (302), ReO 3 (160), CrO 3 (197). Але деякі кислотні оксиди мають досить високі температури плавлення (про З): MoO 3 (801) WO 3 (1473), V 2 O 5 (680).

Деякі з основних оксидів d-елементів, що завершують ряди, виявляються неміцними, плавляться при низькій температурі або нагріваються. Розкладаються при нагріванні HgO (400 o C), Au 2 O 3 (155), Au 2 O, Ag 2 O (200), PtO 2 (400).

При нагріванні вище 400оС розкладаються і всі оксиди лужних металів з утворенням металу і пероксиду. Оксид Li 2 O стійкіший і розкладається при температурі вище 1000 про С.

У таблиці, наведеній нижче, наводяться деякі характеристики d-металів 4 періоду, а також s-і p-металів.

Кислотно-основний характер оксидів залежить від ступеня окиснення металу більшою мірою, ніж від природи металу.

Чим нижчий ступінь окислення, тим більше виявляються основні властивості.Якщо метал перебуває в ступені окислення Х менше 4 то його оксид має або основний, або амфотерний характер.

Що ступінь окислення, то сильніше виражені кислотні властивості. Якщо метал перебуває в ступені окислення Х більше 5 то його гідроксид має кислотний характер.

Крім кислотних та основних оксидів існують амфотерні оксиди, що виявляють одночасно і кислотні та основні властивості.
Амфотерни всі оксиди p-металів, крімTl 2 O. Серед d-металів амфотерними є оксидиZnO, Cr 2O 3 , Au 2 O 3 , PdO та практично всі оксиди металів у ступені окислення +4за винятком основних ZrO 2 та HfO 2 .