Химические свойства оксидов

Оксиды – бинарные соединения, в которых один из элементов кислород в степени окисления -2.

Степень окисления элемента (металла или неметалла) в оксиде обуславливает его принадлежность к определенной группе. Так, если элемент в оксиде представлен в виде металла, то степень окисления (СО) будет определять его класс следующим образом:

СО металла +1, +2	СО металла +3, +4	СО металла +5, +6, +7
ОСНОВНЫЙ	АМФОТЕРНЫЙ	КИСЛОТНЫЙ
Иск. Beo, ZnO, SnO, PbO - амфотерные	Иск. Beo, ZnO, SnO, PbO – амфотерные при СО +2

Если оксид образован элементом – неметаллом, то распределение по классам оксидов будет выглядеть так:

СО неметалла +1, +2	СО неметалла больше или равна +3
НЕСОЛЕОБРАЗУЮЩИЙ	КИСЛОТНЫЙ
Иск. Cl₂O - кислотный	Иск. Cl₂O – кислотный при СО +1

Общими свойствами кислотных и основных оксидов являются кислотно – основные взаимодействия, которые можно отразить в виде схемы.

Основный оксид Кислотный оксид

соль + Н₂О

Щелочь Кислота

Примеры таких взаимодействий:

CaO + CO₂ → CaCO₃

CaO + 2HNO₃ → Ca(NO₃)₂ + H₂O

МgO +2H₂SO_{4 (избыток)} → Mg(HSO₄)₂ + H₂O

2МgO_{(избыток)} +H₂SO₄ → (MgOH)₂SO₄

СаО + Н₂О → Ca(ОН)₂

SO₂ + K₂O → K₂SO₃

CO₂ + 2NaOH_{(избыток)} → Na₂СO₃ + H₂O

CO_{2 (избыток)} + NaOH→ NaНСO₃

SO₃ + Н₂О → H₂SO₄

CrO₃ + Н₂О → H₂CrO₄

Амфотерные оксиды, обладая свойствами и основных и кислотных оксидов, реагируют с кислотными и основными оксидами, сильными кислотами и щелочами (продуктами взаимодействия с раствором щелочи являются комплексные соли, а при сплавлении образуются средние соли). При сплавлении с солями летучих кислот амфотерные оксиды вытесняют кислотные оксиды. Иллюстрацией данных свойств могут служить следующие реакции:

Al₂O₃ + 3SO₃ → Al₂(SO₄)₃ (оксиды сильных кислот)

Na₂O + ZnO → Na₂ZnO₂

BeO + 2HCl → BeCl₂ + H₂O (аналогично с основными кислотами).

Al₂O₃ + 2KOH + 3H₂O → 2K[Al(OH)₄]

ZnO + 2NaOH Na₂ZnO₂ + H₂O

Fe₂O₃ + Na₂CO₃ 2NaFeO₂ + CO₂

Наибольшую сложность и интерес представляют окислительно – восстановительные реакции оксидов. Рассмотрим некоторые из них.

Примеры реакций, в которых оксиды выступают в роли восстановителей.

Оксиды, имеющие элемент в промежуточной степени окисления, могут взаимодействовать с кислородом.

2СО + О₂ → 2СО₂

FeO + О₂ → Fe₂O₃

С кислотами – окислителями возможны реакции для некоторых оксидов, у которых есть возможность повышать степень окисления элемента, образующего оксид.

FeO + 4HNO₃ _(конц.) → 2Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 2H₂O

FeO + 10HNO₃ _(разб.) →3Fe(NO₃)₃ + NO + 5H₂O

3P₂O₃ + 4HNO₃ _(разб.) + 7H₂O 6H₃PO₄ + 4NO

Примеры реакций, в которых оксиды выступают в роли окислителей.

Угарный газ, водород, алюминий, аммиак восстанавливают металлы из оксидов (только для оксидов, образованных металлами, стоящих в РНМ после алюминия).

FeO + СО → Fe + СО₂

СuO + H₂ → Cu + H₂O

Cr₂O₃ + Al → Cr + Al₂O₃

3СuO + 2NH₃ → 3Cu + 3H₂O + N₂

Металлы, стоящие в РНМ правее цинка, из их оксидов восстанавливаются углеродом до свободного состояния. Активные металлы (до цинка) образуют соответствующие карбиды.

PbO + C → Pb + CO

CaO + C → CaC₂ + CO

Исключение: MgO + C → Mg + CO

Примеры реакций, в которых оксиды выступают и в роли окислителей, и восстановителей (межмолекулярная дисмутация). Характерны для оксидов, не имеющих соответствующих гидроксидов.

2NO₂ + H₂O → HNO₂ + HNO₃

2NO₂ + 2КОН → H₂O + КNO₂ + КNO₃

Интернет-энциклопедия по школьным предметам от Maximum Education. Учебник поможет решить домашнее задание, подготовиться к контрольной и вспомнить прошлые темы.

Химические свойства оксидов