Сравнительная характеристика свойств оксидов металлов и неметаллов

Оксиды металлов

Оксиды неметаллов

Оксиды металлов в низших степенях окисления являются основными; некоторые реагируют с водой, образуя ОН-(водн.), напримерCaO,MgO Другие нерастворимы в воде, но реагируют с кислотами и с кислотными оксидами, например, Fe2O3,CuO Сильные основные оксиды, например, K2O,CaO, реагируют с амфотерными оксидами; некоторые оксиды металлов амфотерны, реагируют как с основными, так и с кислотными оксидами, например,ZnO,SnO,SnO2,PbO,PbO2,Cr2O3,Al2O3.

Большинство являются кислотными; некоторые растворяются в воде, образуя растворы с высокой концентрацией водородных ионов, например, SO2 Макромолекулярные оксиды, например, (SiO2)m, (B2O3)n, не растворяются, но реагируют с основными и амфотерными оксидами, образуя соли Небольшое число несолеобразующих нейтральных, например, N2O,NO,F2O

Генетическая связь между классами неорганических соединений

Основной

оксид

М

соль

еталл Основание

Неметалл Кислотный Кислота

оксид

5.4. Гидролиз солей

Гидролиз солей – ионно-обменное взаимодействие солей с водой, сопровождающееся разложением соли. Гидролиз – реакция, обратная нейтрализации.

соль

основание

кислота

+ Н₂О +

1. Соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием (Na₂SO₄, KCl, CrNO₃ и др.), гидролизу не подвергаются, их растворы нейтральны (рН=7).

2. Соли, образованные сильной кислотой и слабым основанием (NH₄Cl, CuSO₄, MgCl₂ и др.), подвергаются гидролизу по катиону, среда в растворе кислая (рН<7).

Составим уравнения гидролиза NH₄Cl:

NH₄Cl + H₂O NH₄OH + HCl (молекулярное

(H⁺+OH^-) слабое. сильная. уравнение)

основание кислота

NH₄⁺ + Cl^– + H₂O NH₄OH + H⁺ + Cl^– (полное ионное уравнение)

NH₄⁺ + H₂O NH₄OH + H⁺ (краткое ионное уравнение)

В растворе увеличивается концентрация ионов Н⁺, следовательно, среда в растворе кислая (рН<7).

Процесс гидролиза равновесный, характеризуется константой гидролиза и степенью гидролиза:

, следовательно, равновесие сильно смещено влево, идет частичный гидролиз.

Степень гидролиза – это отношение молярной концентрации гидролизовавшейся соли к общей молярной концентрации соли в растворе.

h = M_гидр./M_o

Многозарядные катионы слабых оснований подвергаются гидролизу ступенчато:

Рассмотрим гидролиз CuSO₄:

CuSO₄ Cu²⁺ + SO₄^2– (уравнение диссоциации)

H₂O H⁺ + OH^– (уравнение диссоциации воды)

1 стадия Cu²⁺ + H₂O CuOH⁺ + H⁺ (краткое ионное уравнение)

2CuSO₄ + 2H₂O [CuOH]₂SO₄ + H₂SO₄ (молекулярное уравнение)

2 стадия CuOH⁺ + H₂O Cu(OH)₂ + H⁺ (краткое ионное уравнение)

[CuOH]₂SO₄ + 2H₂O2Cu(OH)₂ + H₂SO₄ (молекулярное уравнение)

Вторая стадия гидролиза идет в гораздо меньшей степени, чем первая, т.е. «подавлена».

3. Соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой (Na₂CO₃, K₂S, Na₃PO₄ и др.), подвергаются гидролизу по аниону, среда в растворе щелочная (рН>7).

Рассмотрим гидролиз соли CH₃COONa.

CH₃COO^–Na⁺ + H₂O CH₃COOH + NaOH (молекулярное уравнение)

(H⁺―OH^–)слабаясильное

кислота основание

CH₃COO^– + Na⁺ + H₂OCH₃COOH + Na⁺ + OH^– (полное ионное уравнение)

СH₃COO^– + H₂O CH₃COOH + OH^– (краткое ионное уравнение)

В растворе увеличивается концентрация ОН^– - ионов, следовательно, среда щелочная (рН>7).

4. Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой (NH₄F, CH₃COONH₄ и др.), подвергаются гидролизу одновременно по катиону и аниону, среда в растворе близка к нейтральной (слабокислая или слабощелочная, рН≈7).

Например:

CH₃COO^–NH₄⁺ + H₂O CH₃COOH + NH₄OH (молекулярное уравнение)

(H⁺―OH^–)слабая слабое

кислота основание

CH₃COO^– + NH₄⁺ + H₂OCH₃COOH + NH₄OH (ионное уравнение)

Некоторые соли подвергаются полному гидролизу, если образующиеся продукты – газы или плохо растворимые соединения.

Например:

Al₂S₃ + 6H₂O 2Al(OH)₃↓ + 3H₂S↑