Главная страница / Неорганическая химия / Важнейшие классы неорганических соединений / Оксиды / Получение. СвойстваКарта сайта | Контакты

Получение. Свойства

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,

u + 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:

to
Cu(OH)2 = CuO + H2O

Этим методом нельзя получить оксиды щелочных металлов.

4. Разложение солей кислородсодержащих кислот:

to
BaCO3 = BaO + CO2
to
b(NО3)2 = 2PbО + 4NO2+O2
to
4FеSО4 = 2Fe2O3 + 4SO4 + O2

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

to
[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:

to
2HgO = 2Hg + O2
to
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:

to
Fe2O3+2Al = Al 2O3 + 2Fe
to
3CuO+2NH3 = 3Cu + N2+3H2O
to
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:

to
4P+5O2 = 2P2 + O5
to
2ZnS+3O2 = 2ZnO + 2SO2
to
K2Cr2O7+H2SO4 = 2CrO3↓+ K2So4+H2O
2SiO3 + 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:

to
P2O5+Al2O3 = 2AlPO4

 Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3↓ + Н2О.

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

to
CO2+C = 2CO
2SO2+O2 to 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+,

СО32- + Н2О НСО3 + ОН.