План урока:

Оксиды

Кислоты

Основания

Соли

Оксиды

Оксиды – неорганические соединения, которые содержат кислород и какой-либо другой элемент. Животные и человек вдыхают кислород О₂, а выдыхают диоксид углерода СО₂. Углекислый газ СО₂ применяется в качестве сухого льда для охлаждения чего-либо.

Классификация оксидов

Одни оксиды соответствуют кислотам, другие – основаниям, а третьи – и кислотам, и основаниям.

• Кислотные оксиды образуются при реакции кислорода и неметалла или металла со степенью окисления от+5 до +8. Примеры: SO₃, Mn₂O₇.
• Основные оксиды формируются при помощи металла, степень окисления которого +1 или +2. Примеры: Na₂O, CuO.
• Амфотерные оксиды – оксиды, образованные металлами со степенью окисления от +3 до +4. Примеры: Al₂O₃, Fe₂O₃. Также к ним относятся четыре оксида, металлы которых проявляют степень окисления +2: ZnO, BeO, SnO, PbO.

Получение оксидов

• При горении простых и сложных веществ

4 Р + 5 О₂ = 2 Р₂О₅

2 С₂Н₂ + 5 О₂ = 4 СО₂ + 2 Н₂О

• При разложении кислот

Н₂SO₄= SO₃+H₂O (нагревание)

• При разложении солей

СаСО₃=СаО+СО₂

Физические свойства оксидов

Оксиды существуют во всех агрегатных состояниях. Для них характерны разнообразные цвета. Черный оксид меди (II) CuO и белый оксид кальция СаО находятся в твердом состоянии. Бесцветный оксид серы (VI) SO₃ – летучая жидкость. Бесцветный оксид углерода (IV) CO₂ – газообразное вещество.

Химические свойства оксидов

• Основный оксид+вода=основание

Li₂O + H₂O = LiOH

• Основный оксид+кислотный оксид = соль

Li₂O + P₂O₅ = Li₃PO₄

• Основный оксид+кислота=соль+вода

Li₂O + H₃PO₄ → Li₃PO₄ + H₂O

• Амфотерный оксид+основный оксид=соль

Fe₂O₃ + K₂O = KFeO₂ (нагревание)

• Амфотерный оксид+основание=комплексная соль

ZnO + KOH + H₂O → K₂[Zn(OH)₄]

• Амфотерный оксид+кислотный оксид = соль

ZnO + N₂O₅ → Zn(NO₃)₂

• Амфотерный оксид+кислота=соль+вода

Fe₂O₃ + HCl → FeCl₃ + H₂O

Каждому кислотному оксиду соответствует своя кислота, поэтому в процессе реакции степени окисления сохраняются.

• Кислотный оксид+основный оксид=соль

SO₂ + Na₂O → Na₂SO₃ 

• Кислотный оксид+основание =вода+соль

P₂O₅ + NaOH → Na₃PO₄ + H₂O

• Кислотный оксид+вода=кислота

Mn₂O₇ + H₂O → HMnO₄ 

SO₃ + H₂O → H₂SO₄

Кислоты

Кислоты широко распространены в природе. Кислый вкус яблок, лимонов, апельсинов и других фруктов обусловлен наличием кислот.

Классификация кислот

• Наличие кислорода

• Количество атомов водорода (основность)

• Растворимость в воде

Растворимость кислоты определяют с помощью таблицы растворимости.

Способы получения кислот

• Реакция водорода с неметаллом

H₂ + Cl₂ = 2 HCl

• Взаимодействие кислот с солями

2 NaCl + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2 HCl (нагревание)

Физические свойства кислот

Большинство кислот представляет собой бесцветные жидкости, но также существуют твердые кислоты. Практические все кислоты растворимы в воде.

Химические свойства кислот

Кислоты – вещества, которые состоят из водородного атома и кислотного остатка. Химические свойства кислот отражаются в реакциях:

• С металлами
• Реакции с металлами, находящимися в ряду активности до водородного атома, сопровождаются выделением водорода и соли.

   Mg + 2 HCl = MgCl₂ + H₂

• Реакции металлов с азотной и концентрированной серной кислотами протекают особенно.

     При взаимодействии концентрированной азотной кислоты и металла выделяется бурый газ –       диоксид азота.

       Mg + 4 HNO_3конц = Mg(NO₃)₂ + NO₂ +2 H₂O

• Реакции разбавленной азотной кислоты и щелочных или щелочно-земельных металлов выглядят следующим образом:

       8Na + 10 HNO_3разб = 8 КNO₃ + NH₄NO₃ + 3 H₂O

• При взаимодействии разбавленной азотной кислоты с металлами, располагающимися между марганцем и водородным атомом, выделяется азот.

       5Mn + 12 HNO_3разб = 5 Mn(NO₃)₂ + N₂ + 6H₂O

• Реакция разбавленной азотной кислоты и металлов, которые стоят после водорода, сопровождается выделением окиси азота.

3 Cu + 8 HNO_3разб = 3 Cu(NO₃)₂ + 2 NO + 4H₂O

• Концентрированная серная кислота реагирует с активными металлами с выделением сероводорода.

Na + H₂SO_4конц = Na₂SO₄ + H₂S + H₂O

• При взаимодействии серной кислоты с металлами, стоящими между марганцем и водородом, образуется сера.

Zn + H₂SO_4конц = ZnSO₄ + S + H₂O

• Реакция серной кислоты с металлами, которые располагаются после водорода, выглядит следующим образом:

Cu + H₂SO_4конц = CuSO₄ + SO₂ + H₂O

• Кислота+основный оксид=соль+вода

K₂O + 2 HNO₃ = 2 KNO₃ + H₂O

• Кислота+амфотерный оксид=соль+вода

Al₂O₃ + 6 HCl = 2 AlCl₃ + 3 H2O

• Кислота+щелочь=соль+вода

 KOH + HNO₃ = KNO₃ + H₂O

• С солями

Кислоты взаимодействуют с солями в трех случаях.

• При образовании нерастворимого осадка (растворимость продукта оценивают по таблице растворимости)

H₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄ + 2 HCl

• При образовании газа

NaCl_тв + H₂SO_4конц = Na₂SO₄ + 2 HCl↑

• При формировании слабого электролита

Если реагирующая кислота – сильный электролит, то образующаяся кислота — слабый электролит. Например, соляная кислота вытесняет угольную из ее соли.

2 HCl + CaCO₃ = CaCl₂ + H₂CO₃

Оценить силу кислоты можно с помощью вытеснительного ряда кислот. Кислота, находящаяся левее, вытесняет из солей ту, которая стоит правее.

Основания

Основания применяются в промышленности и быту. Например, гидроксид натрия NaOH используется при очистке нефти, в производстве мыла и текстильной промышленности. Гидроксиды калия КОН и лития LiOH применяют в аккумуляторах.

Классификация оснований

У оснований есть несколько признаков классификации.

• По способности растворяться

• По количеству гидроксид-ионов

Методы получения оснований

• Взаимодействие воды с активными металлами

Na + H₂O = NaOH + H₂

• Реакция воды и оксидов активных металлов

СаО + Н₂О = Са(ОН)₂

• Обмен между кислотами и солями

CuCl₂ + 2 NaOH = Cu(OH)₂ + 2 NaCl

Физические свойства оснований

Большинство оснований – твердые соединения с разной растворимостью.

Химические свойства оснований

Растворимые и нерастворимые основания реагируют с кислотами с образование соли и воды.

NaOH+ HCl = NaCl+H₂O 

Для растворимых оснований характерны реакции с солями и кислотными оксидами.

Ba(OH)₂+NH₄Cl = BaCl₂ + NH₃ + H₂O

2 КОН + СО₂ = К₂СО₃ + Н₂О

Нерастворимые основания разлагаются при нагревании с образованием оксида и воды.

2 Fe(OH)₃ = Fe₂O₃ + 3 H₂O

Соли

Каждый день мы добавляем в суп поваренную соль – хлорид натрия NaCl. Растения на грядках растут благодаря минеральным удобрениям (например, соли фосфата кальция Са₃(РО₄)₂).

Классификация солей

Соли – соединения из атомов металлов и кислотных остатков. Они классифицируются на несколько групп.

• Средние, или нормальные, соли (в соответствующих кислотах все атомы водорода замещены на металлы).

Н₃РО₄+3NaOH=Na₃PO₄+3H₂O

• Кислые соли (в кислотах не все атомы водорода замещены). Их получают при избытке кислоты.

Н₃РО₄ + NaOH = NaН₂PO₄ + H₂O

• Основные соли (в солях присутствуют гидроксогруппы). Их получают при избытке оснований.

Mg(OH)₂ + HCl = Mg(OH)Cl + H₂O

• Двойные соли (в соответствующих кислотах металлами замещены только два атома водорода)

Н₃РО₄ + 2 КОН + NaOH = K₂NaPO₄ + 3 Н₂О

• Смешанные соли – соли, которые включают один металл и два кислотных остатка.

СuBrCl = Cu²⁺ + Br^- + Cl^-

• Комплексные соли содержат комплексный катион или анион - атом металла, связанный с несколькими лигандами.

Методы получения солей

• При реакции кислот и металлов, основных оксидов, оснований

2 Н₂РО₄ + 6 Na = 2 Na₃PO₄ + 3 H₂

3 Н₂SO₄ + Fe₂O₃ = Fe₂(SO₄)₃ + 3 H₂O (нагревание)

3 HNO₃ + Cr(OH)₃ = Cr(NO₃)₃ + 3 H₂O

• При реакции кислотных оксидов с основаниями, основными оксидами

N₂O₅ + Ca(OH)₂ = Ca(NO₃)₂ + H₂O

SiO₂ + CaO = CaSiO₃

• При реакции одних солей с другими

Al₂(SO₄)₃ + 3 BaCl₂ = 3 BaSO₄ + 2 AlCl₃

Физические свойства солей

Соли – твердые вещества. Они отличаются между собой по цвету, степени растворимости.

Химические свойства солей

• Соль+металлы=новая соль+новый металл

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu 

• Соль+щелочь=основание+соль

MgCl₂ + LiOH → Mg(OH)₂↓ + LiCl

• Одна соль+другая соль=две молекулы новых солей)

Na₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄ + 2 NaCl

Таким образом, кислоты, основания, оксиды и соли постоянно окружают нас. Без них невозможно представить существование жизни на нашей планете.