2. Принцип взаимодействия различных оксидов

В прошлой статье мы познакомились с различными классами неорганических веществ. Она закончилась тем, что мы разобрали различные сложные неорганические соединения. Как мы говорили ранее всё связано со всем и многие соединения могут реагировать друг с другом.

Например, оксиды могут реагировать между собой, при этом образуя соль и воду. Для получения кислоты или основания, к кислотному или основному оксиду необходимо добавить воду. Таких правил не так много и запомнив их, можно прогнозировать какое вещество получится при взаимодействии различных соединений.

Процесс сжигания меди в открытом пламени, то есть по сути - получение оксида меди CuO.

Для того, чтобы прописать несколько из таких правил необходимо повторить и дать несколько определений:

1. Оксид – это сложное вещество, состоящее из атомов двух элементов, один из которых кислород, степени окисления 2-.
2. Основный оксид – это такой оксид, которому соответствует основный гидроксид. Степени окисления в оксиде и гидроксиде одинаковы. Как правило, основные оксиды - это оксиды металлов.
3. Кислотный оксид – это такой оксид, которому соответствует кислотный гидроксид (кислота). Кислотные оксиды - это оксиды неметаллов и некоторые металлы в высших степенях окисления.
4. Амфотерные гидроксиды – это такие оксиды, которые способны реагировать как с кислотами, так и с основаниями. И их гидроксиды проявляют такие же свойства.

У каждого из соединений, прописанных выше, есть свои свойства или правила, по которым они существуют.

Свойства основных оксидов

• Основный оксид (Образованный щелочным или щелочноземельным металлом) + вода = щелочь.
• Основный оксид + кислота = соль + вода.
• Основный оксид + щелочь = реакция не идет.
• Основный оксид + кислотный оксид = соль.
• Основный оксид + амфотерный оксид = соль.

Свойства кислотных оксидов

• Кислотный оксид + вода = кислота (кроме Si­O2).
• Кислотный оксид основание = соль + вода.
• Кислотный оксид + кислота = реакция не идет.
• Кислотный оксид + основный оксид = соль.
• Кислотный оксид + амфотерный оксид = соль.

Свойства амфотерных оксидов

• Амфотерный оксид + вода = не идет.
• Амфотерный оксид + сильная кислота = соль + вода.
• Амфотерный оксид + сильное основание = соль + вода.
• Амфотерный оксид + кислотный оксид = соль.
• Амфотерный оксид + основный оксид = соль.

Отдельно стоит отметить, что, при взаимодействии несолеобразующих оксидов с водой, кислотой или основанием, реакция не идет (по крайней мере при обычных условиях).

Несолеобразующие оксиды: СO, SiO, N2O, NO.

Чуть выше мы затронули факт того, что кислотному оксиду соответствует кислотный гидроксид (кислота), а основному оксиду основный гидроксид. Давайте разберемся с этим подробнее.

Для удобства составим таблицы, где покажем какому оксиду соответствует какой гидроксид, какие у них бывают остатки.

Отдельно стоит отметить, что соединения Бериллия (BeO2(2-)) называют бериллиаты, Цинка (ZnO2(2-)) - цинкаты, Свинца (PbO3(2-)) плюмбаты, (PbO2(2-)) - плюмбиты, соединения Олова аналогично свинцу, Алюминия (AlO3(3-)) - ортоалюминаты, (AlO2(2-)) - метаалюминаты, Железа (FeO3(3-)) - ортоферрит, (FeO2(-)) - метаферрит, Хрома (CrO3(3-)) - ортохромит, CrO2(-) - метахромит.

Попробуем воспользоваться правилами, которые мы прописали выше, при этом будем обращаться к нашим таблицам.

Например, прибавим к оксиду натрия воду: Na2O + H2O. Смотрим, что Na2O - это основный оксид, а в свойствах основных оксидов написано, что при добавлении воды получается основание. Смотрим, какое основание соответствует Na2O - это основание NaOH.

Получается Na2O + H2O = NaOH. Количество натриев по обеим сторонам от знака "=" не совпадает. Одно из правил в химии гласит, что количество элементов по обеим сторонам уравнения должно быть равно или в балансе. И процесс уравнивания химических элементов в обеих сторонах можно назвать балансировкой. Для балансировки нашего уравнения добавим 2 пере NaOH и получим Na2O + H2O = 2NaOH. Теперь количество всех элементов уравнено.

Стоит отметить, что, если бы мы поставили 2 перед оксидом натрия, то количество Na стало бы 4, так как в таком случае коэффициент 2 умножался бы на подстрочный индекс у Na.

Попробуем прибавить оо оксиду натрия какую-нибудь кислоту, например соляную - HCl.

Na2O + HCl. Смотрим в свойства основных оксидов, получается соль и вода: Na2O + HCl = NaCl + H2O.

Уравниваем и получаем: Na2O + 2HCl = 2NaCl + H2O.

Теперь прибавим к оксиду натрия какой-нибудь кислотный оксид, например, SO3.

Na2O + SO3. Смотрим опять же в свойства основных оксидов (или кислотных, тут не принципиально) и видим, что получается соль. Смотрим на кислотный остаток оксида SO3. Видим, что ему соответствует кислотный остаток SO4(2-). Вспоминаем, что соль - это сложные вещества, которые состоят из Катиона металла (или NH4(+)) и кислотного остатка. Кислотный остаток мы знаем, металл у нас есть и вуаля, мы получаем соль Na2SO4. Повезло, уравнивать ничего не нужно: Na2O + SO3 = Na2SO4.

Итак, подведем небольшой итог: мы узнали правила, по которым различные оксиды могут взаимодействовать друг с другом, в удобной форме увидели составленные таблицы для кислотных, основных и амфотерных оксидов (за данные таблицы отдельно спасибо Мороз Глебу) и на примерах продемонстрировали как пользоваться свойствами различных оксидов.