în chimie Handbook
Oxizii numite compuși complecși care constau din două elemente, dintre care unul este oxigen, care este în stare de oxidare -2. Exemple sunt oxizii Al2 O3 - alumină, SiO2 - dioxid de siliciu, NO - oxid nitric (II).
În conformitate cu nomenclatura internațională a compușilor subiect numit oxizi care indică gradul de oxidare a elementului, în cazul în care acest element formează mai mulți oxizi. Când se scrie numele gradul de oxidare este indicată prin cifre romane între paranteze, de exemplu, FeO - oxid de fier (II), Fe2 O3 - oxid de fier (III), SO2 - oxid de sulf (IV), SO3 - oxid de sulf (VI). Foarte des în literatură și denumirile triviale oxizi - plumb roșu (Pb3 O4), gaz ilariant (N2 O), scala de oxid de fier (Fe3 O4) și multe altele.
Oxizii sunt împărțite în sare care formează și nesoleobrazuyuschie. oxizi de sare care formează sunt de obicei împărțite în bază, acid și amfoteri.
Oxizi trebuie sa fie peroxizi distinși. de exemplu H2 O2. Na2 O2 și KO2 nadperokidy. SsO2. În acești compuși, gradul de oxidare a oxigenului în valoare absolută mai mică de doi ani și poate fi fracționată.
Principalii oxizi formate numai metale, deoarece acestea corespund hidratul de bază. De exemplu, CaO, FeO, CuO sunt oxizii de bază, deoarece acestea corespund bazei de Ca (OH) 2. Fe (OH) 2. Cu (OH) 2.
Prepararea oxizilor de bază
Se obțin oxizi de bază:
oxidarea metalelor cu oxigen:
2 Mg + O2 2 MgO;
prin oxidarea metalelor alcaline numai forme de oxigen litiu Li2 O. Peroxidul de sodiu furnizează (Na2 O2), restul - superoxid (KO2 RbO2 CsO2 ..).
descompunere, atunci când compușii de oxigen încălzit: hidroxizi, nitrați, carbonați:
CaCO3 CaO + CO2 (cu excepția carbonați ai metalelor alcaline).
2 ZnS + 3 O2 2 ZnO + 2 SO2.
Proprietățile chimice ale oxizilor de bază
Oxizii de metale alcaline și alcalino-pământoase reacționează direct cu apa:
oxizi de bază reacționează cu acizi pentru a forma o sare și apă, de exemplu:
oxizi de bază, de asemenea, reacționează cu oxizi acizi:
oxizi de bază pot, de asemenea, intră în reacții redox:
oxizi acizi formați nemetalelor (SO2. SO3. CO2. P4 O10, etc.), sau metale de tranziție, care sunt în grade înalte de oxidare (de exemplu, CrO3. Mn2 O7).
oxizii obținuți prin Acide aceleași metode ca oxizii de bază. De exemplu:
și descompunerea acidului:
Proprietățile chimice ale oxizilor acide
1. O formă de acid oxizi acidă prin reacția cu apă:
Unii oxizi sunt anhidridele acide. De exemplu, SO3 - anhidrida acidului sulfuric, SO2 - anhidrida acidului sulfuros, CO2 - anhidrida acidului carbonic, P4 O10 este de trei anhidridă acidă (metafosforic NRO3 ortofosforic H3 PO4 pirofosforic H4 P2 O7 ..).
2. oxizii Acide reacționează cu sărurile de formă de bază:
3. oxizi reacționează cu baze acide pentru a forma o sare și apă;
4. Ca și în cazul altor tipuri de oxizi și oxizi de acizi pot intra în reacții redox:
CO2 + 2 Mg C + 2 MgO,
oxizi amfoteri au proprietăți duale, adică în funcție de condițiile prezintă proprietăți bazice sau acide. Acestea includ: ZnO, 2O 3. BEO, Cr2 O3, și așa mai departe. D. Oxizii amfoteri nu reacționează cu apa, dar reacționează cu acizi și baze. De exemplu:
oxizi amfoteri pot interacționa cu ambele oxizi de bază și acide:
oxizi amfoteri ai alierea cu carbonați alcalini sau sub formă de sare de metal alcalin:
Proprietățile fizice ale oxizilor sunt foarte diverse. Toți oxizii de bază și amfoteri, precum și niște oxizi acizi (SiO2. P4 O10 și colab.) Sunt solide. Mulți oxizi acide la temperaturi obișnuite sunt gaze (SO2. CO2) sau lichid (Cl2 O7. Mn2 O7).
Proprietăți oxizi nesoleobrazuyuschih (CO, NO, N2 O și colab.) Vor fi descrise în următoarele secțiuni sunt dedicate elementelor chimice corespunzătoare.
Trebuie menționate în oxizi (Pb2 O3. Pb3 O4, etc.), în care unul și același element (Pb) este în diferite stări de oxidare. Acești compuși pot include, de asemenea, sărurile de: Pb + 2 Pb 4 O3. Pb2 +2 Pb +4 O2.
Motivele din punct de vedere al disociere electrolitica sunt compuși care se disociază pentru a forma anioni într-o grupă hidroxi OH -. Bazele Proprietăți pot avea nu numai hidroxizi metalici, ci și alte substanțe, de exemplu, NH3. molecula care se poate atașa de protoni:
Conform nomenclaturii internaționale numite de obicei terenuri hidroxizi de elemente: NaOH - hidroxid de sodiu, CsOH - hidroxid de cesiu.
Dacă elementul poate forma mai multe baze, în numele din paranteze indică numărul Roman gradul de oxidare. De exemplu, Fe (OH) 2 - hidroxid de fier (II), Fe (OH) 3 - hidroxid de fier (III).
Cele mai multe baze greu solubili în apă. Baza solubilă în apă sunt numite alcalii. Alcalii sunt, de exemplu, NaOH, KOH, Ba (OH) 2.
Un mod comun de a obține o reacție de schimb de bază între sare și alcaliilor:
Alkalis sunt formate prin reacția metalelor alcaline și alcalino și oxizii lor cu apă:
Industria a produs în mod tipic prin electroliza unei soluții apoase de clorură alcalină:
soluții alcaline schimba indicatorii de culoare: fenolftaleină incolor devine purpuriu, metilorange - galben, Litmus - albastru.
Cele mai multe baze slab solubile în apă este ușor de descompus prin încălzire:
Alkalis stabil termic și se topesc fără descompunere. O excepție este hidroxidul de litiu, care se descompune, de asemenea, după încălzire:
Ca alcaliilor și bazele insolubile pot reacționa cu acizi (reacție de neutralizare):
2 NaOH + HCI NaCl + H2O,
Baze de interacțiune cu oxizi acide și amfoteri discutate în secțiunea 8.1.
hidroxizi amfoteri interacționează atât cu acizi sau cu baze. De exemplu:
În soluții apoase care conțin alcalii, împreună cu [Al (OH) 6] 3-. există și alți ioni, în special, [Al (OH) 5] 2-. [Al (OH) 4] -. [Al O (OH) 4] 3- și colab. A nu indica în mod normal gidrooksokompleksah Aluminiul conține, de asemenea, molecule de H2O, în care formula.
In concluzie alcalii capacitatea de a interacționa cu anumite nemetale și oxizi:
6 NaOH + 3 Cl2 5 NaCl + NaClO3 + 3 H2O,
Reacțiile de mai sus sunt reacții redox și sunt discutate în secțiunea 7.
Din punct de vedere al acidului disociere electrolitica - un compus chimic în disocierea apei în care sunt formate ca numai ioni H + cationi. Idei despre acizi și baze, care rezultă din teoria Arrhenius de disociere electrolitica, sunt aplicabile numai soluții apoase. Investigarea proceselor care au loc în medii non-apoase, fără solvent, și necesită adaosuri semnificative a dus la apariția unor diverși acizi și baze teorii.
8.3.1. Acizi Clasificare și nomenclatura
Distinge anoxic (H2 S, HBr, HCI) și acid (H3 PO4. HNO3. HClO3) oxigen.
Într-un stat carbonic liber instabil (CO3 H2) și acid (SO3 H2) sulfură. O distincție este de asemenea puternic (H2 SO4. HNO3. HCI, HBr, HI, HClO4, etc.) și slab (H2S, H2 CO3. HCN, H2 SO3. HClO și colab.) Acid.
Numărul de ioni de hidrogen produși prin disocierea acidului per formula unitate, determină alcalinitatea acestuia (a se vedea. Secțiunea 9.8).
Denumirile acizi oxigenați sunt produse prin adăugarea numelor -s închidere metaloid, -vaya dacă gradul de oxidare al nemetal este maxim. Odată cu scăderea starea de oxidare sufixe modificări după cum urmează: -ovataya, -ist, -ovatistaya.
Exemple de denumiri ale unor acizi oxigenați sunt prezentate în Tabelul 7.1.
Denumirile unora dintre acizii conțin oxigen
Denumirile acizilor hidrogen sunt compuse din nume metaloid cu adăugarea unei vocale de conectare a cuvântului și -vodorodnaya. De exemplu:
HF - acid fluorhidric
HCl - acid clorhidric
H2 S - acidul hidrogen sulfurat.
1. Majoritatea acizilor oxigenați este preparat prin reacția acidului cu oxizi de apă (vezi §8.1 :. oxizi acizi).
2. Metoda indirectă este utilizată (corespunzând unei sare acidă) pentru a se obține acidul insolubil în apă:
3. Unele acid liber de oxigen se obține prin conectarea directă a blanei cu hidrogen:
sau prin reacția de schimb între sare și acid:
Acizii sunt lichide (H2 SO4. HNO3. HCI, etc.) sau solide (H3 PO4. H3 BO3 și colab.).
Soluțiile de acizi puternici pot deteriora tesutul si pielea.
soluții acide schimba indicatori de culoare. care este utilizat pentru calitatea lor ridicat de detecție. În utilizarea turnesol (într-un mediu neutru - violet în acid - roșu alcalin - Albastru) ca indicator, portocaliu metil (într-un mediu neutru - portocaliu, acid - rosu alcalin - galben), și altele.
Concentrația acizilor de hidrogen, cum ar fi HCI într-un rând - HBr - HI, crește odată cu creșterea razei de anion, deoarece raza anionii mai puțin deține proton, facilitând astfel disocierea acidului. Astfel, principalele subgrupe ale sistemului periodic al acizilor anoxice forță descendentă crește cu raza atomului central.
Pe de altă parte, în seria HClO - HClO2 - HClO3 - HClO4 cu scăderea razei C1 z + cation și o creștere a acestuia crește rezistența de sarcină oxigenați.
Cei mai importanți acizi chimice diferite sunt:
interacțiunea cu oxizi de bază și amfoteri, baze și săruri:
reacția acidului cu o bază - neutralizare;
interacțiunea cu metale pentru a forma săruri și evoluția hidrogenului:
Hidrogenul din acizi nu deplasează metale în picioare într-un număr de potențiale de electrod standard, (în seria electrochimică) în dreapta hidrogenului. Când metalele reacționează cu acid sulfuric concentrat și acid azotic, hidrogen, de obicei, sunt eliberate.
8.3.4. Proprietățile de acid sulfuric concentrat
acid sulfuric concentrat în reacții cu metale pot fi reduse la SO2. S sau H2 S. Compoziția produselor este determinată de activitatea de recuperare a metalelor, concentrația de acid și temperatura sistemului de reacție. La temperaturi obișnuite concentrate H2 SO4 nu reacționează cu aur și platină, iar unele metallamy (Fe, Cr, Al) sunt pasivizate în acid sulfuric concentrat.
metale inactive (în picioare într-un rând la dreapta potențialelor de electrod standard de hidrogen), acid sulfuric concentrat se reduce la SO2.
metale active (. Ca, Mg, Zn, etc.), se reduce la un H2 SO4 de sulf liber concentrat sau H2 S:
În reacția acidului sulfuric cu nemetalelor format SO2.
În reacția SO4 H2 concentrat, cu compuși care conțin cationi metalici situate într-o stare de oxidare inferioară, este oxidarea în continuare a acestor metale:
Acidul azotic oxideaza majoritatea elementelor la cel mai înalt starea lor de oxidare. Interacțiunea HNO3 diferite concentrații cu metale de diferite activități reprezentate de următoarea schemă:
8.4.1. Clasificarea și nomenclatura sărurilor
Din punct de vedere al disocierea electrolitică a sării este un compus care disociază pentru a forma cationi metalici și anioni OH - (vezi secțiunea 9.).
Sărurile sunt următoarele tipuri: medii, acide, bazice, duble, mixte și complexe.
Sărurile medie toți atomii de hidrogen sunt substituiți cu acidul corespunzător al atomilor metalici. Ecuația mediu de disociere sare Na2 SO4 în soluție diluată se scrie după cum urmează:
astfel, indică faptul că gradul de disociere tinde către unitatea (α 1)
Sărurile acide ale acidului corespunzător cu atomii de hidrogen sunt substituiți complet pe metal. sare a acidului obținut prin reacția deacidifierea parțială:
sau în mediul de reacție cu un exces de sare acidă:
Pentru a transforma sarea acidă în mijloc trebuie adăugate la baza:
Disocierea sării acidului poate fi exprimată prin ecuația:
NaHCO3 Na + + HCO3 -; α 1
Anioni HCO3 - se va disocia într-o mică măsură:
Sărurile de adiție acidă sunt formate acizi polibazici.
sare bazică - un produs de substituție incompletă a grupărilor OH - în reziduurile de bază de acid:
Sărurile bazice sunt formate baze care conțin două sau mai multe grupări hidroxi.
Pentru a converti sarea bazică în mediu de acid este necesar să se adauge:
sare bazică Disocierea exprimată prin ecuația:
Mg (OH) Cl MgOH + + Cl -; α 1.
MgOH + cation este disociere suplimentară a unui electrolit slab:
MgOH + Mg 2+ + OH -.
Sărurile dublă - sare este compusă din două cationi diferite și un anion. Exemple de săruri duble sunt: alaun de potasiu KAl (SO4) 2 și SILVINIT KCl · NaCl.
Disocierea sării duble într-o soluție diluată poate fi exprimată prin ecuația:
Sărurile mixte - sunt săruri compuse dintr-un cation și doi anioni diferiți. Bleach CaOCl2. de exemplu, o sare de hipocloros (NS1O) și acidul clorhidric (CI1).
Structura sărurilor complexe includ ioni complexe (în formulele, este circulară) constând dintr-un atom central - complexare înconjurat de mai multe particule - ioni sau molecule (liganzi). În soluții diluate ale sării complexe este disociat după cum urmează:
La rândul său, ionul complex este un electrolit slab și într-un grad minor este în continuare disociere:
nume săruri constă în numele anionului în cazul nominativ, urmată de numele cationului în genitiv. În cazul în care același metal poate fi in amestec grade de oxidare care variază, este indicat în paranteze numeral roman.
Sărurile care conțin oxigen titlul la sfârșitul rădăcină latină a numelui elementului -la adăugat (pentru stări de oxidare mai mare), pentru -um inferior. De exemplu, KNO3 - azotat de potasiu, KNO2 - nitrit de potasiu, FeSO4 - sulfat de fier (II), Fe2 (SO4) 3 - fier sulfat (III).
sufix -id se adaugă la numele metaloid în denumirea sărurilor acidului anoxice, de exemplu, NaCl - clorură de sodiu.
Nume săruri acide formate prin adăugarea anionului hidro- nume prefix. De exemplu, NaHS - hidrosulfură, KH2 PO4 - fosfat diacid de potasiu.
Sărurile bazice formate prin adăugarea la numele și titlul consolelor de anioni hidroxo: Mg (OH) SO4 - magneziu gidroksosulfat, Al (OH) 2 Cl - aluminiu digidroksohlorid.
Cele mai multe metode de preparare a sărurilor discutate mai sus, atunci când se analizează proprietățile oxizi, baze și acizi. Următoarele sunt cele mai importante reacții producătoare de sare:
KOH + HK1 = KC1 + H2O,
Interacțiunile metalelor cu acizi:
Acizii Interacțiune cu oxizi de bază: