Тема 5: Взаємодія металів з оксидами металів

Хімічні властивості. За хімічними властивостями оксиди поділяють на солетворні та несолетворні, або байдужі. Несолетворних оксидів дуже мало, це — CO, SiO, NO, N₂0. Вони не утворюють солей.Оксиди за складом класифікують на оксиди металів і оксиди неметалів. Дізнаємося, як вони ставляться до води.

Дослід 1. У порцелянову чашку поміщаємо грудочки свіжопрожареного кальцій оксиду СаО (негашене вапно) і доливаємо до нього води (мал. 3). Спостерігається таке сильне розігрівання, що частина води перетворюється на пару, а грудочки розсипаються, перетворюючись на сухий пухкий порошок — гашене вапно, або кальцій гідроксид Са(ОН)₂. Виділення теплоти засвідчує, що відбулася реакція. Запиши рівняння цієї реакції:
СаО + Н₂0 = Са(ОН)₂

Мал. 3. Гашення вапна

• Пригадай, як називаються реакції, що відбуваються з виділенням теплоти.
Так само, як кальцій оксид, сполучаються з водою й оксиди інших активних металів, наприклад оксиди Натрію, Літію, Барію:
Na₂0 + Н₂0 = 2NaOH
Натрій гідроксид
Li₂0 + Н₂0 = 2LiOH
Літій гідроксид
ВаО + Н₂0 = Ва(ОН)₂
Барій гідроксид

Гідроксиди металів називають основами. Основи, як і оксиди, утворюють клас неорганічних сполук.

Не всі оксиди металів безпосередньо реагують з водою. Більшість із них, наприклад CuO, Fe₂O₃, Аl₂O₃, з водою не взаємодіє. То, може, відповідні цим оксидам гідроксиди(основи)не існують? Існують, але їх добувають непрямим шляхом, як саме — дізнаєшся далі. А поки що зверни увагу на формули гідроксидів металів, що відповідають оксидам: Оксиди металів, що не взаємодіють з водою
CuO — купрум(ІІ) оксид
Fe₂O₃ — ферум(ІІІ) оксид
Аl₂O₃ — алюміній оксид

Нерозчинні основи — гідроксиди металів
Сu(ОН)₂ — купрум(ІІ) гідроксид
Fe(OH)₃ — ферум(ІІІ) гідроксид
Аl(ОН)₃ — алюміній гідроксид
Zn(OH)₂ — цинк гідроксид

Оксиди, яким відповідають основи (незалежно від того, реагують оксиди з водою чи ні) називаються основними. Усі основні оксиди за стандартних умов — тверді речовини.

Дослід 2. У порцелянову чашку поміщаємо фосфор(V) оксид і додаємо води. Реакція також екзотермічна. Суміш розігрівається так, що вода закипає. Утворюється нова речовина — фосфатна, або ор-тофосфатна, кислота. Якщо вода холодна, то утворюється метафосфатна кислота:
Р₂0₅ + Н₂0 = 2НР0₃
^{холодна Метафосфатна кислота}
Р₂0₅ + ЗН₂0 = 2Н₃Р0₄
^{гаряча Ортофосфатна кислота}

Під час взаємодії з водою багатьох оксидів неметалів, наприклад карбон(IV) оксиду С0₂ або сульфур(VI) оксиду SO₃, також утворюються кислоти. Кислоти — це також певний клас неорганічних сполук:
CO₂ + H₂O = H₂CO₃
^{Карбонатна кислота}
SO₃ + Н₂O = H₂SO₄
^{Сульфатна кислота}
• До якого типу належать розглянуті реакції взаємодії оксидів металів і неметалів з водою?

Під час взаємодії з водою багатьох оксидів неметалів утворюються кислоти. Виникає запитання, чи всі оксиди неметалів розчиняються у воді, утворюючи кислоти? Ні, не всі. Наприклад, силіцій(IV) оксид Si0₂ (річковий пісок) у воді не розчиняється й кислоти у такий спосіб не утворює. Але це не означає, що силікатна кислота H₂Si0₃ не існує. Вона так само, як і інші нерозчинні кислоти, що відповідають нерозчинним оксидам неметалів, може бути добута непрямим шляхом.

Оксиди, яким відповідають кислоти (незалежно від того, реагують оксиди з водою чи ні), називаються кислотними.
Про інші хімічні властивості оксидів ти дізнаєшся пізніше.

ВИСНОВКИ
Оксиди активних металів взаємодіють з водою, утворюючи розчинні гідроксиди металів, або основи.
Оксиди металів, яким відповідають основи, називаються основними оксидами.
Оксиди неметалів взаємодіють з водою, утворюючи розчинні кислоти.
Оксиди неметалів, яким відповідають кислоти, називаються кислотними оксидами.
Кислотним і основним оксидам, що не розчиняються у воді, відповідають нерозчинні кислоти й нерозчинні основи. Кислотні й основні оксиди — солетворні.

Завдання для самоконтролю
1. Розстав коефіцієнти у таких схемах хімічних реакцій:
Na₂O + Н₂O → NaOH
Сl₂O₇ + Н₂O → НСlО₄
N₂O₅ + H₂O → HN0₃
2. Які з наведених речовин можуть реагувати з водою: барій оксид, натрій оксид, сульфур(І\/) оксид, купрум(ІІ) оксид, силіцій(І\/) оксид, сульфур(\/І) оксид? Напиши рівняння реакцій.
3. Напиши рівняння реакцій, що відповідають таким перетворенням: а) Са → СаО → Са(ОН)₂; б) С → С0₂ → Н₂С0₃.
4. Обчисди масові частки елементів у натрій оксиді.

Додаткові завдання
5. Яку масу свинцевої руди треба взяти для добування свинцю масою 10 т? Припускаємо, що домішок немає і руда являє собою чистий свинцевий блиск PbS.
6*. Визнач кількість речовини карбон(І\/) оксиду, необхідного для повної взаємодії з водою масою 1,8 г.
7*. Унаслідок спалювання металу масою 3 г утворився його оксид масою 4,2 г, в якому валентність атома металу 2. Який це метал?
8*. Виведи формулу одного з оксидів Мангану, якщо відомо, що співвідношення маси Мангану в ньому до маси Оксигену становить 1:1.

Н.М. Буринська, Хімія, 8 клас
Вислано читачами інтернет-сайту