Оксиды Классификация оксидов

Оксиды
Среди неорганических бинарных соединений (хлоридов, гидридов,
фосфидов, нитридов и др.) наибольшее значение имеют оксиды.

Оксиды — это сложные вещества, состоящие из двух элементов,
один из которых — кислород в степени окисления -2.
Это определение позволяет исключить из числа оксидов те вещества,
которые к ним не имеют никакого отношения, а именно: пероксиды
(например, Na2O ), а также фториды кислорода (например, O+2F2).
Классификация оксидов
Класс оксиды делят на два больших подкласса.
1. Несолеобразующие оксиды. Это оксиды, которые не взаимодействуют ни с кислотами, ни с основаниями и поэтому солей не образуют.
Такими оксидами являются N2O, NO, СО, SiO.
2. Солеобразующие оксиды. Эти оксиды в свою очередь делятся на три
группы.
1.
Основные оксиды — это оксиды, которым в качестве гидроксидов
соответствуют основания, например:
Na O → NaОН
СаО → Са(ОН)
С
→ С ОН
Как правило, основные оксиды — это оксиды металлов в степени
окисления +1, +2, но и здесь есть исключения; например, ZnО, ВеО и
некоторые другие оксиды относят к амфотерным.
2.
Кислотные оксиды — это оксиды, которым в качестве гидроксидов соответствуют кислоты, например:
SO → Н SO
N O → HNО
N O → НNO
Мn O → НМnO
Как правило, кислотные оксиды — это оксиды неметаллов или металлов
в высокой степени окисления.
3.
Амфотерные оксиды — это оксиды, которым соответствуют
амфотерные гидроксиды; например:
ZnО → Zn(OН)
Аl O → Аl(ОН)
Если металл проявляет ряд степеней окисления, то, как правило, оксид и
гидроксид с низшей степенью окисления являются основными, с высшей —
кислотными, а с промежуточной — амфотерными, например:
Химические свойства оксидов
Химические свойства основных и кислотных оксидов сопоставлены в
табл. 4.4
Таблица 4.4
Химические свойства основных и кислотных оксидов
Свойство
Основный оксид
Кислотный оксид
Взаимодействие с гид- Взаимодействует с Взаимодействует
со
роксидами противопо- кислотами: МgО + щелочами: СО2 + Са(ОН)2
ложного класса
2НNO3 = Мg(NO3)2 + = СаСO3 + Н2O
Н2О
SO2 + 2NaОН = Na2SO3 +
Na2O + Н2SO4 = Н2O
Na2SO4 + Н2O
Взаимодействие с ок- Взаимодействует с Взаимодействует
с
сидами противополож- кислотными
окси- основными оксидами:
ной группы
дами:
SO2 + К2O = К2SO3
СаО + SiO2 = СаSiO3 N2O3 + СаО = Са(NO2)2
СrО + SO3 = СrSO4 SiO2 + МgО = МgSiO3
ВаО + СO2 = ВаСO3
Взаимодействие с водой, SrО + Н2O = Sr(ОН)2 Р2O5+ ЗН2O = 2Н3РO4
если
образуется Li2O + Н2O = 2LiОН СrОз + Н2O=Н2СrO4
растворимый гидроксид
Взаимодействие
с FеО + СО = Fе + СO2 SiO2 + 2Мg = Si + 2МgО
восстановителем
и 2Сu2O + O2 = 4СuО Р2O3 + О2 = Р2О5
окислителем
Основным химическим свойством амфотерных оксидов является их
взаимодействие как с кислотами, так и со щелочами с образованием солей:
ZnО + Н2SO4 = ZnSO4 + Н2O
ZnO + 2NaОН = Na2ZnO2 + Н2O
Следовательно, амфотерным оксидам присущи свойства как основных,
так и кислотных оксидов. У различных амфотерных оксидов эта
двойственность может быть выражена в разной степени. Например, оксид
цинка одинаково легко растворяется и в кислотах, и в щелочах, т.е. у этого
оксида основная и кислотная функции выражены примерно в равной степени.
Оксид железа(III) обладает преимущественно основными свойствами, и
кислотные свойства проявляет только при взаимодействии со щелочами при
высокой температуре:
У амфотерного оксида олова(IV) преобладают, наоборот, кислотные
свойства:
SnO2 + 2NaОН = Na2SnO3 + Н2O
Получение оксидов
Оксиды получают прямым синтезом, окислением и разложением
сложных веществ.
1.
Оксиды получают прямым синтезом: взаимодействием про
стых веществ с кислородом:
4Р + 502 = 2Р2O5
S + O2 = SO2 (и далее: 2 SO2 + O2
2SO3)
С + O2 = СO2 (и далее: СO2 + С ⇄ 2СО)
2Nа + O2 = Na2O2 (и далее: Na2O2 + 2 Nа = 2Nа2O)
Исключение составляют благородные газы, галогены, золото и платина.
При температуре электрической дуги азот взаимодействует с
кислородом с образованием оксида азота(II):
N2 + O2 ⇄ 2NO
далее оксид азота(II) окисляется:
2NО + O2 = 2NO2
а оксид NO2 может димеризоваться:
2NO2 = N2O4
2.
Оксиды могут быть получены при полном или неполном окислении сложных веществ кислородом:
2Н2S + 3O2 = 2SO2 + 2Н2O
СS2 + 3O2 = СO2 + 2SO2
4FеS2+ 11O2 = 2Fе2O3 + 8SO2
Р2О3 + О2 = Р2О5
4NH3 + 5O2
4NО + 6Н2O
3. Оксиды получают разложением сложных веществ:
а) солей; например, карбонатов различного типа:
СаСO3
СаО + СО2
2NaНСO3 = Na2СO3 + Н2O + СO2
(СuОН)2СO3 = 2СuО + СO2 + Н2O
нитратов:
2АgNO3
2Аg + 2NO2 + O2
2Рb(NO3)2
2РbО + 4NO2 + О2
дихромата аммония:
(NН4)2Сr2O7
N2 + Сr2O3 + 4Н2O
б) оснований и амфотерных гидроксидов:
Мg(ОН)2
2Аl(ОН)3
МgО + Н2О
А12O3 + ЗН2O
в) кислот:
4НNО3
2Н2O + 4NO2 + O2
2Н3ВO3 В2O3 + 3Н2O
Н2SiO3 SiO2 + Н2O
Вопросы
1. Какие вещества называют оксидами? Чем они отличаются от пероксидов и фторидов
кислорода?
2. Как классифицируют оксиды? Какие оксиды называют несолеобразующими?
Приведите примеры.
3. Раньше несолеобразующие оксиды называли также безразличными, или
индифферентными. Почему это название уходит из химического языка?
4. Какие оксиды называют солеобразующими? Почему?
5. Какие оксиды называют основными? Какие элементы образуют эти оксиды?
6. Какие оксиды называют кислотными? Какие элементы образуют эти оксиды?
7. Какие оксиды называют амфотерными? Какие элементы образуют эти оксиды?
8. Марганец образует несколько оксидов, в том числе МnО, МnO2, Мn2O7. Определите
характер каждого из них. Напишите формулы гидроксидов, соответствующих этим
оксидам.
9. Напишите уравнения реакций, характеризующих свойства оксидов ВаО, SO3, ВеО.
Реакции с участием электролитов напишите также в ионной форме.
10. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие
превращения:
С ⟶ СO2 ⟶ СаСO3 ⟶ СаО ⟶ Са(ОН)2 ⟶ Са3(РO4)2 ⟶ Р2O5 ⟶ Р
11. В 1600 мл воды растворили 124 г оксида натрия. Найдите массовую долю гидроксида
натрия в полученном растворе.
12. В 980 мл воды растворили 71 г оксида фосфора(V). Найдите массовую долю
фосфорной кислоты в полученном растворе.