12-Eco

Кислотно-основные свойства оксидов

•Полимерные (каркасные) оксиды (SiO2, B2O3) с водой практически не взаимодействуют, но

являются кислотными, т.к. растворяются в щелочах

SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 H2O

("жидкое стекло")

•Несолеобразующие оксиды с водой и щелочами не реагируют, кислоты им не соответствуют (CO, N2O)

Кислородные кислоты и их соли

• Получение кислородных кислот:

– взаимодействие кислотных оксидов с водой

SO3 + H2O → H2SO4

– вытеснение более сильными и нелетучими кислотами из солей

KNO3(тв.) + H2SO4(к) → HNO3 + KHSO4

Важнейшие кислородные кислоты

Устойчивость кислородных кислот

•Сила и устойчивость кислородных кислот во многом зависят от поляризующего действия катиона неметалла.

•Поляризующее действие определяется в первую очередь поверхностной плотностью заряда

q q

e S 4 r 2

где q - заряд, S - площадь поверхности, r - радиус иона

Всистеме Э - O - H

•Если катион Э обладает высоким поляризующим действием - он оттягивает электронную плотность от кислорода, в результате увеличивается поляризация связи OH

H → O → Э

•Переход ионов H+ в раствор облегчается - сила кислоты растет (+ увеличивается стабильность системы O - Э за счет роста прочности связи).

Кислородные кислоты неметаллов 3 периода в высшей степени окисления

•В ряду Si+4 - Cl+7 катионы неметалла имеют одинаковое электронное строение 2s22p6 (Ne) но заряд ядра увеличивается, поэтому уменьшается радиус катиона. Одновременно растет и заряд катиона, что приводит к существенному повышению поляризующего действия и, как следствие, силы кислоты.

Сила кислот

•В подгруппах радиус атомов и ионов растет, поэтому сила кислот при равной степени окисления уменьшается сверху вниз

•Если возможно существование кислот с разными степенями

окисления, то с ростом степени окисления повышается сила и устойчивость кислоты Наиболее четко эту тенденцию можно проследить на примере кислородных кислот хлора

•Увеличение силы кислот 

•Увеличение устойчивости в водном растворе 

•Окислительная активность 

•Поэтому кислота

HNO3 (азотная) устойчивее и сильнее, чем HNO2 (азотистая) H2SO4 (серная) устойчивее и сильнее, чем H2SO3 (сернистая)

Кислородные кислоты - окислители

•Среди кислородных кислот выделяют кислотыокислители (H2SO4 и HNO3)

•При взаимодействии с восстановителями (металлами) восстанавливается не ион H+, а центральный катион неметалла

Cu + 2H2SO4(конц.)  CuSO4 + SO2 + 2H2O

3Cu + 8HNO3 (33%)  Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O Cu + 4HNO3 (70%)  Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

•4Zn + 6HNO3(разб.)  4Zn(NO3)2 + N2O + 3H2O 3Zn + 8HNO3(конц.)  3Zn(NO3)2 + 2NO + 4H2O

•Степень восстановления азота зависит от концентрации кислоты и активности реагирующего металла

Соли кислородных кислот

•Соли могут быть получены в реакции кислотных оксидов или кислот с

–основаниями

H2SO4 + 2NaOH  Na2SO4 + 2H2O

CO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O (утилизация)

–с основными оксидами

CaO + H2SO4  CaSO4 + H2O BaO + CO2  BaCO3

–с солями более слабых кислот

Na2SiO3 +H2O + CO2  Na2CO3 + H2SiO3

•Возможны также реакции металлов с кислотами или реакции ионного обмена солей

Химические свойства солей

•Соли устойчивее, чем кислоты (в кислотах сильное поляризующее действие оказывает ион H+) H  O  Э

•По этой же причине соли с катионами металлов с низким поляризующем действием оказываются более термически устойчивы