Соединения двух элементов: оксиды

Оксиды- это соединения двух элементов, один из один которых кислород.

Общая формула оксидов: Эm Оn (m- число атомов элемента, n- число атомов кислорода) Примеры оксидов: K2O, CaO, SO2 P2O5

 
Физические свойства  
Жидкие (SO3, Mn2O7)  
Твердые (K2O,Al2O3,P2O5)  
Газообразные (CO2 , NO2 , SO2)

Несолеобразующие  оксиды  
Или индифферентные оксиды—это оксиды, которые не образуют солей при взаимодействии с кислотами и основаниями.

Всего четыре кислотных несолеобразующих оксидов: CO, SiO, N2O, NO. И девять амфотерных:BeO, ZnO, PbO, SnO, Al2O3, Cr2O3, Fe2O3, PbO2, SnO2 
Солеобразующие оксиды  
Это оксиды, которые образуют соли при взаимодействии с кислотами или основаниями. В зависимости от характера соответствующих гидратов оксидов все солеобразующие оксиды делятся па три типа: основные, кислотные, амфотерные.  
Основные оксиды Это оксиды, гидраты которых являются основаниями. Все основные оксиды являются оксидами металлов.  
Кислотные оксиды Это оксиды, гидраты которых являются кислотами. Большинство кислотных оксидов являются оксидами неметаллов. Так же кислотными оксидами являются оксиды металлов с высокой валентностью.

Амфотерные оксиды Это оксиды, которым соответствуют амфотерные гидроксиды. Все амфотерные оксиды являются основными. 
Растворимые (все кислотные, кроме SiO2, растворимы в воде; среди основных только оксиды щелочных металлов( Li2O. Na2O, K2O, Rb2O, Cs2O) и щелочноземельных( CaO, SrO, BaO);амфотерные оксиды не растворяются в воде ·

Нерастворимые ( CuO, FeO, SiO2, Al2O3)

Химические свойства основных оксидов  
Взаимодействие

1.С кислотами: Основной  оксид + Кислота = Соль + H2O

MgO + 2HCl = MgCl + H2O

2.С кислотными оксидами: Основной оксид + Кислотный оксид  = Соль 

3Na2O + P2O5 = 2Na3PO4

3.С водой: Оксид + H2O = Щелочь

K2O + H2O = 2KOH

Химические свойства кислотных оксидов  
Взаимодействие

1.С основаниями: Кислотный  оксид + Основание = Соль + H2O

CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O

2. С основными оксидами: Основной оксид + Кислота = Соль + H2O

CaO + CO2 = CaCO3

3. С водой: Кислотный  оксид + H2O = Кислота

SO3 + H2O = H2SO4  
Химические свойства амфотерных оксидов  
Взаимодействие

1.С кислотами: Амфотерный оксид + Кислота = Соль + H2O

ZnO + 2HNO3 = Zn(NO3)2 + H2O

2.С щелочами: Амфотерный оксид + Щелочь = Соль + H2O

ZnO + 2KOH = K2ZnO2 + H2O

3.С кислотными оксидами: Амфотерный оксид + Кислотный оксид = Соль

ZnO + CO2 = ZnCO3

4. С основными оксидами: Амфотерный оксид + Основной оксид = Соль

ZnO + Na2O = Na2ZnO2

 

Формула	Название	Формула	Название
CO	оксид углерода ( II )	Fe2O3	оксид железа (III )
NO	оксид азота ( II )	CrO3	оксид хрома (VI )
N2O5	оксид азота (V )	Mn2O7	оксид марганца (VII )

ПОЛУЧЕНИЕ ОКСИДОВ.

Окисление кислородом	простых веществ	2Mg +O2=2MgO
	сложных веществ	2H2S+3O2=2H2O+2SO2
Разложение	нагреванием солей	СaCO3=CaO+CO2
	нагреванием оснований	Cu (OH)2=CuO+H2O
	нагреванием кислородсодержащих кислот	H2SO3=H2O+SO2
	нагреванием высших оксидов	4CrO3=Cr2O3+3O2
Окисление низших оксидов	4FeO+O2=2Fe2O3
Вытеснение летучего оксида менее летучим	Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2

КЛАССИФИКАЦИЯ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОКСИДОВ.

Основные-реагируют с избытком кислоты с образованием соли и воды.Основным оксидам соответствуют основания.  1.Взаимодействие с водой(оксиды щелочных и щелочноземельных мет.)   CaO+H2O=Ca(OH)2  2.Все-с кислотами   МgO+2HCl=MgCl2+H2O  3.С кислотнями оксидами   CaO+CO2=CaCO3  4.С амфотерными оксидами  Li2O+Al2O3=2LiAlO2	Амфотерные (ZnO, Al2O3,Cr2O3, MnO2 )  1.Взаимодействуют как с кислотами, так и с основаниями.  ZnO+2HCl=ZnCl2+H2O  ZnO+2NaOH+H2O=Na2[Zn(OH)4]    2.Реагируют с основными и кислотными оксидами   ZnO+CaO=CaZnO2  ZnO+SiO2=ZnSiO3	Кислотные-реагируют с избытком щелочи с образованием соли и воды. Кислотным оксидам часто соответствуют кислоты.  1.Большинство взаимодействуют с водой  SO3+H2O=H2SO4    2.Со щелочами  NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O    3.С основными оксидами  SiO2+CaO=CaSiO3    4.С амфотерными оксидами  Al2O3+3SO3=Al2(SO4)3

 

 

 

 

 

 

Свойства оксидов

Оксиды - это сложные химические вещества, представляющие собой химические соединения простых элементов с кислородом. Они бывают солеобразующими и не образующие соли. При этом солеобразующие бывают 3-х типов: основными (от слова "основание"), кислотными и амфотерными. 
Примером окислов, не образующих соли, могут быть: NO (окись азота) - представляет собой бесцветный газ, без запаха. Он образуется во время грозы в атмосфере. CO (окись углерода) - газ без запаха, образуется при сгорании угля. Его обычно называют угарным газом. Существуют и другие окислы, не образующие соли. Теперь разберём подробнее каждый вид солеобразующих окислов. 
Основные оксиды

Основные оксиды - это сложные химические вещества, относящиеся к окислам, которые образуют соли при химической реакции с кислотами или кислотными оксидами и не реагируют с основаниями или основными оксидами. Например, к основным относятся следующие: 
K₂O (окись калия), CaO (окись кальция), FeO (окись железа 2-валентного).

Рассмотрим химические свойства оксидов на примерах

1. Взаимодействие с водой: 
- взаимодействие с водой с образованием основания (или щёлочи) 
CaO+H₂O = Ca(OH)₂ (известная реакция гашения извести, при этом выделяется большое количества тепла!)

2. Взаимодействие с кислотами: 
- взаимодействие с кислотой с образованием соли и воды (раствор соли в воде) 
CaO+H₂SO₄ = CaSO₄+ H₂O (Кристаллы этого вещества CaSO₄ известны всем под названием "гипс").

3. Взаимодействие с кислотными  оксидами: образование соли 
CaO+CO₂=CaCO₃ (Это вещество известно всем - обычный мел!) 
Кислотные оксиды

Кислотные оксиды - это сложные химические вещества, относящиеся к окислам, которые образуют соли при химическом взаимодействии с основаниями или основными оксидами и не взаимодействуют с кислотными оксидами. 
Примерами кислотных окислов могут быть: 
CO₂ (всем известный углекислый газ), P₂O₅ - оксид фосфора (образуется при сгорании на воздухе белого фосфора), SO₃ - триокись серы - это вещество используют для получения серной кислоты.

- химическая реакция с  водой 
CO₂+H₂O=H₂CO₃ - это вещество - угольная кислота - одна из слабых кислот, её добавляют в газированную воду для "пузырьков" газа. С повышением температуры растворимость газа в воде уменьшается, а его излишек выходит в виде пузырьков. 
- реакция с щелочами (основаниями): 
CO₂+NaOH=Na₂CO₃ - образовавшееся вещество (соль) широко используется в хозяйстве. Её название - кальцинированная сода или стиральная сода, - отличное моющее средство для подгоревших кастрюль, жира, пригара. Голыми руками работать не рекомендую! 
- реакция с основными оксидами: 
CO₂+MgO=MgCO₃ - получившая соль - карбонат магния - ещё называется "горькая соль". 
Амфотерные оксиды

Амфотерные оксиды - это сложные химические вещества, также относящиеся к окислам, которые образуют соли при химическом взаимодействии и с кислотами (или кислотными оксидами) и основаниями (или основными оксидами). Наиболее частое применение слово "амфотерный" в нашем случае относится к оксидам металлов.  
Примером амфотерных оксидов могут быть: 
ZnO - окись цинка (белый порошок, часто применяемый в медицине для изготовления масок и кремов), Al₂O₃ - окись алюминия (называют еще "глинозёмом").

Химические свойства амфотерных оксидов уникальны тем, что они могут вступать в химические реакции, соответствующие как основаниями так и с кислотами. Например: 
- реакция с кислотным оксидом: 
ZnO+H₂CO₃ = ZnCO₃ + H₂O - Образовавшееся вещество - раствор соли "карбоната цинка" в воде. 
- реакция с основаниями: 
ZnO+2NaOH=Na₂ZnO₂+H₂O - полученное вещество - двойная соль натрия и цинка.

Получение оксидов

Получение оксидов производят различными способами. Это может происходить физическим и химическим способами. Самым простым способом является химическое взаимодействие простых элементов с кислородом. Например, результатом процесса горения или одним из продуктов этой химической реакции являются оксиды. Например, если раскалённое железный прутик, да и не только железный (можно взять цинк Zn, олово Sn, свинец Pb, медь Cu, - вообщем то, что имеется под рукой) поместить в колбу с кислородом, то произойдёт химическая реакция окисления железа, которая сопровождается яркой вспышкой и искрами. Продуктом реакции будет чёрный порошок оксида железа FeO: 
2Fe+O₂=2FeO 
Полностью аналогичны химические реакции с другими металлами и неметаллами, Например: Цинк сгорает в кислороде с образованием окисла цинка 
2Zn+O₂=2ZnO 
Горение угля сопровождается образованием сразу двух окислов: угарного газа и углекислого газа 
2C+O₂=2CO - образование угарного газа. 
C+O₂=CO₂ - образование углекислого газа. Этот газ образуется если кислорода имеется в более, чем достаточном количестве, то есть в любом случае сначала протекает реакция с образованием угарного газа, а потом угарный газ окисляется, превращаясь в углекислый газ. 
Получение оксидов можно осуществить другим способом - путём химической реакции разложения. Например, для получения окисла железа или окисла алюминия необходимо прокалить на огне соответствующие основания этих металлов: 
Fe(OH)₂=FeO+H₂O 
2Al(OH)₃=Al₂O₃+3H₂O, 
а также при разложении отдельных кислот: 
H₂CO₃=H₂O+CO₂ - разложение угольной кислоты 
H₂SO₃=H₂O+SO₂ - разложение сернистой кислоты 
Получение оксидов можно осуществить из солей металлов при сильном нагревании, например: 
CaCO₃=CaO+CO₂ - прокаливанием мела получают окись кальция (или негашенную известь) и углекислый газ. 
Cu(NO₃)₂ = 2CuO + 4NO₂ + O₂ - в этой реакции разложения получается сразу два окисла: меди CuO (чёрного цвета) и азота NO₂ (его ещё называют бурым газом из-за его действительно бурого цвета). 
Ещё одним способом, которым можно осуществить получение окислов - это окислительно-восстановительные реакции, например 
Cu + 4HNO₃(конц.) = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O  
S + H₂SO₄(конц.) = 3SO₂ + 2H₂O

Оксиды хлора

Известны следующие оксиды хлора: Cl₂O, ClO₂, Cl₂O₆, Cl₂O₇. Все они, за исключением Cl₂O₇, имеют желтую или оранжевую окраску и не устойчивы, особенно ClO₂, Cl₂O₆. Все оксиды хлора взрывоопасны и являются очень сильными окислителями. 
Реагируя с водой, они образуют соответствующие кислородсодержащие и хлорсодержащие кислоты: 
Так, Cl₂O - кислотный оксид хлора хлорноватистой кислоты. 
Cl₂O + H₂O = 2HClO - Хлорноватистая кислота 
ClO₂ - кислотный оксид хлора хлорноватистой и хлорноватой кислоты, так как при химической реакции с водой образует сразу две этих кислоты: 
ClO₂ + H₂O = HClO₂ + HClO₃ 
Cl₂O₆ - тоже кислотный оксид хлора хлорноватой и хлорной кислот: 
Cl₂O₆ + H₂O = HClO₃ + HClO₄ 
И, наконец, Cl₂O₇ - бесцветная жидкость - кислотный оксид хлора хлорной кислоты: 
Cl₂O₇ + H₂O = HClO₄

Оксиды азота

Азот - газ, который образует 5 различных соединений с кислородом - 5 оксидов азота. А именно: 
- N₂O - гемиоксид азота. Другое его название известно в медицине под названием веселящий газ или закись азота - это бесцветный сладковатый и приятный на вкус на газ. 
- NO - моноксид азота - бесцветный, не имеющий ни запаха ни вкуса газ. 
- N₂O₃ - азотистый ангидрид - бесцветное кристаллическое вещество 
- NO₂ - диоксид азота. Другое его название - бурый газ - газ действительно имеет буро-коричневый цвет 
- N₂O₅ - азотный ангидрид - синяя жидкость, кипящая при температуре 3,5 ⁰C

Из всех этих перечисленных  соединений азота наибольший интерес  в промышленности представляют NO - моноксид азота и NO₂ - диоксид азота. Моноксид азота (NO) и закись азота N₂O не реагируют ни с водой, ни с щелочами. Азотистый ангидрид (N₂O₃) при реакции с водой образует слабую и неустойчивую азотистую кислоту HNO₂, которая на воздухе постепенно переходит в более стойкое химическое вещество азотную кислоту.  
Рассмотрим некоторые химические свойства оксидов азота: 
Реакция с водой: 
2NO₂ + H₂O = HNO₃ + HNO₂ - образуется сразу 2 кислоты: азотная кислота HNO₃ и азотистая кислота. 
Реакция с щелочью: 
2NO₂ + 2NaOH = NaNO₃ + NaNO₂ + H₂O - образуются две соли: нитрат натрия NaNO₃ (или натриевая селитра) и нитрит натрия (соль азотистой кислоты). 
Реакция с солями: 
2NO₂ + Na₂CO₃ = NaNO₃ + NaNO₂ + CO₂ - образуются образуются две соли: нитрат натрия и нитрит натрия, и выделяется углекислый газ.

Получают диоксид азота (NO₂) из моноксида азота (NO) с помощью химической реакции соединения c кислородом: 
2NO + O₂ = 2NO₂