35) Основные классы неорганических веществ – оксиды, кислоты, соли, основания. Дать примеры каждого класса и химические реакции каждого класса. Примеры. Реакция нейтрализации (пример).

Оксиды-сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород.

Все оксиды делятся на солеобразующие и несолеобразующие. Немногочисленные несолеобразующие оксиды не взаимодействуют ни с кислотами, ни с основаниями. К ним относятся оксид азота N2O (I), оксид азота NO (II).

По своим химическим свойствам оксиды делятся на основные, кислотные и амфотерные.

Основными называются оксиды, которые образуют соли при взаимодействии с кислотами или кислотными оксидами:

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O

Растворимые в воде основные оксиды вступают в реакцию с водой, образуя основания:

CaO + H2O = Ca(OH) 2

Большинство основных оксидов с водой не взаимодействуют, но им также соответствуют основания, которые можно получить косвенным путем.

Основные оксиды реагируют с кислотными оксидами, образуя соли:

Na2O + SO3 = Na2SO4

Кислотными называются оксиды, которые образуют соли при взаимодействии с основаниями или основными оксидами. Кислотные оксиды также называются ангидридами кислот. Кислотными являются оксиды типичных неметаллов, а также оксиды ряда металлов в высших степенях окисления (B2O3; N2O5).

Многие кислотные оксиды соединяются с водой, образуя кислоты:

N2O3 + H2O = 2HNO2

SO3 + H2O = H2SO4

Кислотные оксиды реагируют с основными оксидами с образованием соли:

CO2 + CaO = CaCO3

Кислотные оксиды взаимодействуют с основаниями, образуя соль и воду:

CO2 + Ba(ОН)2= BaCO3 + H2O

Амфотерными называются оксиды, которые образуют соли при взаимодействии как с кислотами, так и с основаниями. Соединения этих оксидов с водой могут иметь кислотные и основные свойства одновременно, например - Al2O3, Cr2O3, MnO2; Fe2O3 ZnO. К примеру, амфотерный характер оксида цинка проявляется при взаимодействии его как с соляной кислотой, так и с гидроксидом натрия:

ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O

ZnO + 2NaOH = Na2ZnO2 + H2O

Кислоты - сложные вещества, состоящие из одного или нескольких атомов водорода, способных замещаться на атома металлов, и кислотных остатков. Кислородосодержащий и безкислородные.

По числу атомов водорода: число атомов водорода (n) определяет основностькислот:n = 1 одноосновная n = 2 двухосновная n = 3 трехосновная

1)Реагируют с металлами в ряду активности до H2 (искл. HNO3 –азотная кислота) Ме + КИСЛОТА =СОЛЬ + H2↑

Zn + 2 HCl = ZnCl2 + H2

2)С основными (амфотерными) оксидами – оксидами металлов МехОу + КИСЛОТА= СОЛЬ + Н2О (р. обмена) CuO + H2SO4 = Cu SO4 + H2O

3) Реагируют с основаниями – реакция нейтрализации КИСЛОТА + ОСНОВАНИЕ= СОЛЬ+ H2O ( р. обмена) H3PO4 + 3NaOH = Na3PO4 + 3H2O

4)Реагируют с солями слабых, летучих кислот - если образуется соль, выпадающая в осадок или выделяется газ: 2 NaCl (тв.) + H2SO4(конц.) = Na2SO4 + 2HCl­↑ ( р. обмена)

5)Разложение кислородсодержащих кислот при нагревании ( искл. H2SO4 ; H3PO4 ) КИСЛОТА = КИСЛОТНЫЙ ОКСИД + ВОДА (р. разложения )

Сильные — диссоциируют практически полностью, константы диссоциации больше 1·10−3 (HNO3);

Слабые — константа диссоциации меньше 1·10−3 (уксусная кислота Kд= 1,7·10−5).

Соли-сложные вещества, молекулы которых, состоят из атомов металлов и кислотных остатков (иногда могут содержать водород). Например, NaCl – хлорид натрия, СаSO4 – сульфат кальция и т. д.

1. Средние соли – все атомы водорода в кислоте замещены металлом: Na2CO3, KNO3 и т.д.

2. Кислые соли – не все атомы водорода в кислоте замещены металлом. Разумеется, кислые соли могут образовывать только двух- или многоосновные кислоты. Одноосновные кислоты кислых солей давать не могут: NaHCO3, NaH2PO4 ит. д.

3. Двойные соли – атомы водорода двух- или многоосновной кислоты замещены не одним металлом, а двумя различными: NaKCO3, KAl(SO4)2 и т.д.

4. Соли основные можно рассматривать как продукты неполного, или частичного, замещения гидроксильных групп оснований кислотными остатками: Аl(OH)SO4 , Zn(OH)Cl и т.д.

Свойства:

1. Некоторые соли разлагаются при прокаливании: CaCO3 = CaO + CO2↑

2. Взаимодействуют с кислотами с образованием новой соли и новой кислоты. Для осуществление этой реакции необходимо, чтобы кислота была более сильная чем соль, на которую воздействует кислота: 2NaCl + H2 SO4 → Na2SO4 + 2HCl↑.

3. Взаимодействуют с основаниями, образуя новую соль и новое основание: Ba(OH)2 + MgSO4 → BaSO4↓ + Mg(OH)2.

4. Взаимодействуют друг с другом с образованием новых солей: NaCl + AgNO3 → AgCl + NaNO3 .

5. Взаимодействуют с металлами, которые стоят в раду активности до металла, который входит в состав соли: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu↓.

Основания– сложные вещества, молекулы которых в своём составе имеют одну или несколько гидрокси-групп OH. Чаще всего основания состоят из атома металла и группы OH. Например, NaOH – гидроксид натрия, Ca(OH)2 – гидроксид кальция и др.

Растворимые в воде основания называются щелочами. Растворы щелочей «мыльные», скользкие на ощупь и довольно едкие. К щелочам относят гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов (KOH, LiOH, RbOH, NaOH, CsOH, Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2 и др.). Остальные являются нерастворимыми.

Нерастворимые основания – это амфотерные гидроксиды, которые при взаимодействии с кислотами выступают как основания, а со щёлочью ведут себя, как кислоты.

Разные основания отличаются разной способностью отщеплять гидрокси-группы, поэтому признаку они делятся на сильные и слабые основания.

Сильные основания: NaOH, KOH, LiOH, Ba(OH)2 , Ca(OH)2.

Слабые основания :Mg(OH), Fe(OH)2 , Zn(OH)2, NH4OH ,Fe(OH)3

Сильные основания в водных растворах легко отдают свои гидрокси-группы, а слабые – нет.

Свойства:

1. Действуют на индикаторы. Индикаторы меняют свою окраску в зависимости от взаимодействия с разными химическими веществами. В нейтральных растворах – они имеют одну окраску, в растворах кислот – другую. При взаимодействии с основаниями они меняют свою окраску: индикатор метиловый оранжевый окрашивается в жёлтый цвет, индикатор лакмус – в синий цвет, а фенолфталеин становится цвета фуксии.

2. Взаимодействуют с кислотными оксидами с образованием соли и воды: 2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O.

3. Вступают в реакцию с кислотами, образуя соль и воду. Реакция взаимодействия основания с кислотой называется реакцией нейтрализации, так как после её окончания среда становится нейтральной: 2KOH + H2SO4 → K2SO4 + 2H2O.

4. Реагируют с солями, образуя новые соль и основание: 2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2 + Na2SO4.

5. Способны при нагревании разлагаться на воду и основной оксид: Cu(OH)2 = CuO + H2O.

Реакция нейтрализации:Реакцию между кислотами и основаниями называют реакцией нейтрализации: Основание + Кислота = Соль + Вода (реакция обмена, реакция нейтрализации)

Сущность реакции нейтрализации сильного основания сильной кислотой сводится к взаимодействию между гидроксид-ионами OH – и ионами водорода H+.Например: NaOH + HCl = NaCl + H2O Na+ + OH – + H+ + Cl– = Na+ + Cl– + H2O OH – + H+ = H2O

При нейтрализации нерастворимого основания сильной кислотой образуются не только молекулы воды, но и катионы металла. Пример реакции нейтрализации нерастворимого основания: Fe(OH)2 + 2HCl = FeCl2 + 2H2O Fe(OH)2 + 2H+ + 2Cl– = Fe2+ + 2Cl– + 2H2O Fe(OH)2 + 2H+ = Fe2+ + 2H2O