[Править]Амфотерные оксиды
При взаимодействии с сильной кислотой или кислотным оксидом проявляют основные свойства:
ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O
При взаимодействии с сильным основанием или основным оксидом проявляют кислотные свойства:
ZnO + 2KOH + H2O → K2[Zn(OH)4] (в водном растворе)
ZnO + CaO → CaZnO2 (при сплавлении)
[Править]Получение
1. Взаимодействие простых веществ (за исключением инертных газов, золота и платины) с кислородом:
2H2 + O2 → 2H2O
2Cu + O2 → 2CuO
При горении в кислороде щелочных металлов (кроме лития), а так же стронция и бария образуются пероксиды и надпероксиды:
2Na + O2 → Na2O2
K + O2 → KO2
2. Обжиг или горение бинарных соединений в кислороде:
4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2↑
CS2 + 3O2 → CO2 + 2SO2
2PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2O
3. Термическое разложение солей:
CaCO3 → CaO + CO2↑
2FeSO4 → Fe2O3 + SO2↑ + SO3↑
4. Термическое разложение оснований или кислот:
2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O↑
4HNO3 → 4NO2↑ + O2↑ + 2H2O
5. Окисление низших оксидов в высшие и восстановление высших в низшие:
4FeO + O2 → 2Fe2O3
Fe2O3 + CO → 2FeO + CO2↑
6. Взаимодействие некоторых металлов с водой при высокой температуре:
Zn + H2O → ZnO + H2↑
7. Взаимодействие солей с кислотными оксидами при сжигании кокса с выделением летучего оксида:
Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C(кокс) → 3CaSiO3 + 2P+5CO↑
8. Взаимодействие металлов с кислотами-оксилителями:
Zn + 4HNO3(конц.) → Zn(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
9. При действии водоотнимающих веществ на кислоты и соли:
2KClO4 + H2SO4(конц) → K2SO4 + Cl2O7 + H2O
10. Взаимодействие солей слабых неустойчивых кислот с более сильными кислотами:
NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2↑
10.
Теория электролитической диссоциации
( С. Аррениус, 1887г. )
1. При растворении в воде (или расплавлении) электролиты распадаются на положительно и отрицательно заряженные ионы (подвергаются электролитической диссоциации).
2. Под действием электрического тока катионы (+) двигаются к катоду (-), а анионы (-) – к аноду (+).
3. Электролитическая диссоциация - процесс обратимый (обратная реакция называется моляризацией).
4. Степень электролитической диссоциации () зависит от природы электролита и растворителя, температуры и концентрации. Она показывает отношение числа молекул, распавшихся на ионы (n) к общему числу молекул, введенных в раствор (N).
= n / N 0<<1
Механизм электролитической диссоциации ионных веществ
При растворении соединений с ионными связями (например, NaCl) процесс гидратации начинается с ориентации диполей воды вокруг всех выступов и граней кристаллов соли.
Ориентируясь вокруг ионов кристаллической решетки, молекулы воды образуют с ними либо водородные, либо донорно-акцепторные связи. При этом процессе выделяется большое количество энергии, которая называется энергией гидратации.
Энергия гидратации, величина которой сравнима с энергией кристаллической решетки, идет на разрушение кристаллической решетки. При этом гидратированные ионы слой за слоем переходят в растворитель и, перемешиваясь с его молекулами, образуют раствор.
Механизм электролитической диссоциации полярных веществ
Аналогично диссоциируют и вещества, молекулы которых образованы по типу полярной ковалентной связи (полярные молекулы). Вокруг каждой полярной молекулы вещества (например, HCl), определенным образом ориентируются диполи воды. В результате взаимодействия с диполями воды полярная молекула еще больше поляризуется и превращается в ионную, далее уже легко образуются свободные гидратированные ионы.
Электролиты и неэлектролиты
Электролитическая диссоциация веществ, идущая с образованием свободных ионов объясняет электрическую проводимость растворов.
Процесс электролитической диссоциации принято записывать в виде схемы, не раскрывая его механизма и опуская растворитель (H2O), хотя он является основным участником.
CaCl2 Ca2+ + 2Cl-
KAl(SO4)2 K+ + Al3+ + 2SO42-
HNO3 H+ + NO3-
Ba(OH)2 Ba2+ + 2OH-
Из электронейтральности молекул вытекает, что суммарный заряд катионов и анионов должен быть равен нулю.
Например, для
Al2(SO4)3 –– 2 • (+3) + 3 • (-2) = +6 - 6 = 0
KCr(SO4)2 –– 1 • (+1) + 3 • (+3) + 2 • (-2) = +1 + 3 - 4 = 0
Солями называются электролиты, при диссоциации которых образуются катионы металлов а также катион аммония ( NH+4) и анионы кислотных остатков
Например:
(NH4)2SO4 
2NH+4 +
SO2-4;
Na3PO4 
3Na+ +
PO3-4
Так диссоциируют средние соли. Кислые же и основные соли диссоциируют ступенчато. У кислых солей вначале отщепляются ионы металлов, а затем катионы водорода.Например:
KHSO4 
K+ + HSO-4
и далее
HSO-4 
H++SO2-4
У основных солей вначале отщепляются кислотные остатки, а затем гидроксид-ионы.
Mg(OH)Cl 
Mg(OH)++Cl-
и далее
Mg(OH)+ 
Mg2++OH-
Например:
Например:
НCl 
Н++ Сl-; СН3СООН
Н+ + СН3СОО-
11.
Основные классы неорганических соединений. Оксиды – соединения элемента с кислородом, имеющим степень окисления –2. Общая формула ЭmOn. Оксиды не образующие кислот, оснований и солей при обычных условиях, называются не солеобразующими. Солеобразующие оксиды подразделяются на кислотные, основные и амфотерные (обладающие двойственными свойствами). Неметаллы образуют только кислотные оксиды, металлы – все остальные и некоторые кислотные.
Основания – сложные вещества, молекулы которых состоят из атома металла (или иона NH4+) и одной или нескольких гидроксогрупп ОН, способных замещаться на кислотный остаток. Общая формула оснований Ме(ОН)х, где х – степень окисления металла. Кислоты – сложные вещества, содержащие атомы водорода, которые могут замещаться катионами металла (или ионами аммония). Общая формула кислот НхАn. Соли – продукты замещения (полного или частичного) атомов водорода в молекулах кислот катионами металла (а также ионами аммония), либо гидроксогрупп в молекулах оснований кислотными остатками. Соли делятся на средние, кислые, основные, двойные, смешанные и комплексные. Средние соли – это продукт полного замещения атомов водорода. МехAny. Кислотные соли – это продукт не полного замещения атомов водорода в молекулах только многоосновных кислот. Основные соли – продукт неполного замещения гидроксогрупп в молекулах только многокислотных оснований кислотными остатками. Двойные соли – содержит два химически разных катиона и один тип аниона. Смешанные соли – содержат один тип катиона, но два типа аниона. В состав комплексных солей входят сложные комплексные ионы (заключённые в квадратные скобки), устойчивые как в кристаллическом состоянии, так и при растворении в воде. Название средней соли = Название кислотного остатка + Название металла (р.п.) + Степень окисления металла.
Кислоты - это сложные химические вещества, которые содержат атомы водорода, способные замещаться на атомы металлов и образовавать соли. Кислоты различаются по основности: Основность определяется количеством атомов водорода, входящим в их состав. Напроимер, cерная - H2SO4 - двухосновная, так как в её состав входит 2 атома водорода. Кислоты разделяют также на кислородосодержащие и не содержащие кислород. Например, соляная - HCl - не содержит атомов кислорода, а H2СO3 -угольная - содержит 3 атома кислрода и является кислородосодержащей. Теперь разберём подробнее свойства кислот и их химическое взаимодействие c простыми и сложными веществами.
Основные химические свойства кислот: - взаимодействие с металлами: H2SO4 +Zn = ZnSO4 + H2 - Образуется соль и выделяется водород В зависимости от концентрации самой кислоты получаются различные продукты химической реакции. Например, 2H2SO4 + Cu = CuSO4 + SO2 +2H2O - в этом случае серная кислота - концентрированная. Разбавленная - на медь (Cu) никак не действует. - взаимодействие с основными оксидами и амфотерными оксидами: CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O - образуется соль и вода; SnO + HCl = SnCl2 + H2O (оксид олова - SnO - амфотерный оксид) - взаимодействие с основаниями и щелочами: HCl + KOH = KCl + H2O - эту реакцию ещё называют реакцией нейтрализации - образуется соль и вода; Cu(OH)2 + 2HCl = CuCl2 + 2H2O - взаимодействие с солями: При химических реакциях кислот с солями обязательно надо учитывать основные признаки химических реакций, а именно, химическая реакция пройдёт, если будет выделяться газ, выпадет осадок, и т.д. N2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H2O - выделяется углекислый газ CO2. Конечно, если говорить точно, то образуется слабая угольная кислота (H2CO3), которая сразу же распадается на углекислый газ и воду. При этих реакциях образуется соль и другая кислота (менее слабая).
Теперь рассмотрим основным методы получения кислот