Получение. Свойства

9 января 2007

Основные оксиды. К основным относятся оксиды типичных металлов, им соответствуют гидроксиды, обладающие свойствами оснований.

Получение основных оксидов:

1. Окисление металлов при нагревании в атмосфере кислорода:

2Mg + О₂ = 2МgО,

2Сu + О₂ = 2СuО.

Этот метод практически неприменим для щелочных металлов, которые при окислении обычно дают пероксиды, поэтому оксиды Na₂О, К₂О крайне труднодоступны.

2. Обжиг сульфидов:

2CuS + ЗО₂ = 2СuО + 2SО₂,

4FeS₂ + 11О₂ = 2Fе₂О₃ + 8SО₂.

Метод неприменим для сульфидов активных металлов, окисляющихся до сульфатов.

3. Разложение гидроксидов:

	t^o
Cu(OH)₂	=	CuO + H₂O

Этим методом нельзя получить оксиды щелочных металлов.

4. Разложение солей кислородсодержащих кислот:

	t^o
BaCO₃	=	BaO + CO₂

	t^o
2Рb(NО₃)₂	=	2PbО + 4NO₂+O₂

	t^o
4FеSО₄	=	2Fe₂O₃ + 4SO₄ + O₂

Этот способ получения оксидов особенно легко осуществляется для нитратов и карбонатов, в том числе и для основных солей:

	t^o
[ZnOH]₂	=	2ZnO + CO₂ + H₂ O

Свойства основных оксидов. Большинство основных оксидов представляет собой твердые кристаллические вещества ионного характера, в узлах кристаллической решетки расположены ионы металлов, достаточно прочно связанные с оксид-ионами О²^—, поэтому оксиды типичных металлов обладают высокими температурами плавления и кипения.

Отметим одну характерную для оксидов особенность. Близость ионных радиусов многих ионов металлов приводит к тому, что в кристаллической решетке оксидов часть ионов одного металла может быть заменена на ионы другого металла. Это приводит к тому, что для оксидов часто не выполняется закон постоянства состава и могут существовать смешанные оксиды переменного состава.

Большинство основных оксидов не распадается при нагревании, исключение составляют оксиды ртути и благородных металлов:

	t^o
2HgO	=	2Hg + O₂

	t^o
2Ag₂O	=	4Ag + O₂

Основные оксиды при нагревании могут вступать в реакции кислотными и амфотерными оксидами, с кислотами:

ВаО + SiO₂ = ВаSiO₃,

МgО + Аl₂О₃ = Мg(AlO₂)₂,

ZnО + Н₂SО₄ = ZnSО₄ + Н₂О.

Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов непосредственно реагируют с водой:

Как и другие типы оксидов, основные оксиды могут вступать в окислительно-восстановительные реакции:

	t^o
Fe₂O₃+2Al	=	Al ₂O₃ + 2Fe

	t^o
3CuO+2NH₃	=	3Cu + N₂+3H₂O

	t^o
4FeO+O₂	=	2Fe₂ + O₃

Кислотные оксиды. Кислотные оксиды представляют ее оксиды неметаллов или переходных металлов в высоких степенях окисления и могут быть получены методами, аналогичными методам получения основных оксидов, например:

	t^o
4P+5O₂	=	2P₂ + O₅

	t^o
2ZnS+3O₂	=	2ZnO + 2SO₂

	t^o
K₂Cr₂O₇+H₂SO₄	=	2CrO₃↓+ K₂So₄+H₂O

Nа₂SiO₃ + 2НСl

2NаСl + SiO₂↓ + Н₂О

Большинство кислотных оксидов непосредственно взаимодействует с водой с образованием кислот:

Наиболее типичными для кислотных оксидов являются их реакции с основными и амфотерными оксидами, с щелочами:

	t^o
P₂O₅+Al₂O₃	=	2AlPO₄

Са(ОН)₂ + СО₂ = СаСО₃↓ + Н₂О.

Выше упоминалось, что кислотные оксиды могут вступать в многочисленные окислительно-восстановительные реакции, например:

	t^o
CO₂+C	=	2CO

2SO₂+O₂	t^o	2SO₃

SО₂ + 2Н₂S = 3S + 2Н₂О,

4CrO₃ + С₂Н₅ОН = 2Сr₂О₃ + 2СО₂ + ЗН₂О.

Амфотерные оксиды обладают двойственной природой: они одновременно способны к реакциям, в которые вступают как основные, так и кислотные оксиды, т.е. реагируют и с кислотами, и со щелочами:

Аl₂О₃ + 6НСl = 2АlСl₃ + ЗН₂О,

Аl₂О₃ + 2NаОН + ЗН₂О = 2Nа[Аl(ОН)₄].

К числу амфотерных оксидов относятся оксид алюминия Аl₂О₃, оксид хрома (III) Сr₂О₃, оксид бериллия ВеО, оксид цинка ZnО, оксид железа (III) Fe₂О₃ и ряд других.

Идеально амфотерным оксидом является вода Н₂О, которая диссоциирует с образованием одинаковых количеств ионов водорода (кислотные свойства) и гидроксид-иона (основные свойства). Амфотерные свойства воды ярко проявляются при гидролизе растворенных в ней солей:

Сu²⁺+ Н₂О Сu(ОН)⁺ + Н⁺,

СО₃^2- + Н₂О НСО₃^— + ОН^—.

Классификация и номенклатура