Характер оксидов и гидроксидов металлов и неметаллов
Обновлено: 28.06.2024
Все сложные неорганические вещества можно разделить на следующие группы:
Классификация оксидов
Рассмотрим эти классы по отдельности, начиная с оксидов.
Оксиды – это соединения кислорода в степени окисления «‒2» с другими элементами. Но не все соединения кислорода с элементами будут являться оксидами, степень окисления кислорода очень важна!
Таб. «Соединения кислорода»
* Так как фтор принимает только отрицательную степень окисления (так как может выступать только в качестве окислителя), кислород во фториде кислорода может быть только положительным. Положительные ионы записываются первыми в формуле, поэтому правильнее писать OF2.
** Hадпероксид калия состоит из ионов K + и O2 -1 .
Зачем нужно знать классификацию оксидов?
Рассмотрим несколько уравнений:
Почему какие-то оксиды реагируют с водой, а другие – нет? Нужно знать классификацию оксидов на растворимые и нерастворимые.
Как определить, какие оксиды реагируют друг с другом, а какие нет? Для ответа на этот вопрос нужно знать, какие оксиды относятся к кислотным, а какие к основным, амфотерным или несолеобразующим.
Классификация оксидов на солеобразующие и несолеобразующие
Существует две группы оксидов – те, что при взаимодействии с кислотами/основаниями или друг с другом образуют соли и те, что не вступают в типичные реакции оксидов и не способны образовывать соли (несолеобразующие), их свойства рассматриваются отдельно.
Самыми распространёнными несолеобразующими оксидами являются: N2O, NO, CO, SiO, остальные оксиды считаем солеобразующими (с типичными свойствами).
Классификация солеобразующих оксидов
Все солеобразующие оксиды делятся на основные, кислотные и амфотерные.
Кислотные оксиды соответствуют определенным кислотам, они легко взаимодействуют со своими противоположностями – основными веществами.
Основные оксиды соответствуют определенным основаниям, они легко взаимодействуют со своими противоположностями – кислотными веществами.
Амфотерные оксиды, соответствуют определённым гидроксидам, имеют двойственную природу: с кислотными веществами реагируют как основные соединения, а с основными – как кислотные соединения.
Таб. «Некоторые оксиды и соответствующие им гидроксиды»
* Гидроксид – соединение элемента с гидроксо-группой (OH ‒ ).
Проанализировав таблицу, Вы заметите, что разные оксиды железа могут быть основными или амфотерными, а разные оксиды марганца оказались во всех трех группах. Что бы лучше понимать, от чего зависит принадлежность к тому или иному виду оксидов, необходимо глубже разобраться в классификации этих веществ.
Классификация оксидов неметаллов.
Все солеобразующие оксиды неметаллов относятся к кислотным. Большая часть из них являются растворимыми:
Классификация оксидов металлов.
В отличие от предыдущей группы, в этой не так всё однозначно. Среди оксидов металлов встречаются как основные, так и амфотерные, и даже кислотные. А принадлежность к определённой группе зависит он степени окисления металла, который входит в состав оксида.
Основные оксиды – это оксиды, в которых металл имеет степень окисления «+1» или «+2» (для элементов с большим диапазоном возможных степеней окисления это будут низшие степени окисления). Есть исключения, например, BeO, ZnO хоть и имеют в своём составе металлы в степени окисления «+2», проявляют амфотерные свойства. Список таких оксидов гораздо шире (SnO, PbO, CuO), но в ЕГЭ остальные примеры исключений игнорируются.
Амфотерные оксиды содержат металлы в степени окисления «+3» и «+4» (промежуточные значения степеней окисления для веществ с большим диапазоном возможных степеней окисления), и два примера оксидов с металлами в ст. о. «+2», написанных выше (BeO, ZnO).
Все кислотные оксиды металлов растворяются в воде и реагируют с ней. Все амфотерные оксиды не растворяются в воде и не реагируют с ней. Среди основных оксидов большинство нерастворимы и только оксиды, образованные кальцием, стронцием, барием, а также всеми металлами IА-подгруппы являются растворимыми.
Таким образом металлы, имеющие большой диапазон возможных степеней окисления, могут образовывать совершенно разные по характеру оксиды, например оксиды марганца и хрома:
Таб. «Зависимость характера оксида от степени окисления марганца» (рассмотрены только наиболее распространённые степени)
Таб. «Зависимость характера оксида от степени окисления хрома» (рассмотрены только наиболее степени)
Не следует путать оксиды металлов и неметаллов: у оксидов металлов степень окисления определяет характер оксида, а у оксида неметалла – нет.
Классификация гидроксидов и оснований
Для того, чтобы разбираться в классификации, сначала нужно понять, что такое основание и чем оно отличается от других веществ. Перечислим несколько оснований:
NaOH – гидроксид натрия
Ca(OH)2 – гидроксид кальция
Fe(OH)2 – гидроксид железа
Все три примера относятся к основаниям, но в названии значится, что это гидроксиды. В чем разница между этими понятиями?
Гидроксиды – это вещества, в состав которых какой-либо элемент имеет связь с гидроксильной группой (‒ОН). Но не все гидроксиды – это основания: кислоты, например, тоже являются гидроксидами.
Таким образом, все основания – это гидроксиды, но не все гидроксиды – это основания. Ввиду того, что группа гидроксидов очень разнообразна, её принято делить на три подгруппы.
Таб. «Классификация гидроксидов»
Гидроксид
Основный
Амфотерный
Кислотный
В состав входят гидроксогруппа (-ы) и металл в степени окисления «+1» или «+2» за исключением Zn(OH)2, Be(OH)2, Sn(OH)2, Pb(OH)2
В состав входят гидроксогруппы и металл в степени окисления «+3» или «+4», а также Zn(OH)2, Be(OH)2, Sn(OH)2, Pb(OH)2
Э – элемент. К основным гидроксидам так же относят гидроксид аммония – NH4OH, хотя правильнее его записывать как гидрат аммония – NH3·H2O.
Амфотерные гидроксиды имеют промежуточный характер между основными и кислотными, поэтому имеют обе формы написания.
Задание в формате ЕГЭ с ответом:
Среди предложенных формул веществ, расположенных в пронумерованных ячейках, выберите формулы: амфотерного гидроксида, двухосновного основания, кислотного гидроксида. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) NaOH 2) NH3*H2O 3) HMnO4 4) Be(OH)2 5) KMnO4 6) Na[Al(OH)4] 7) MnO2 8) Ca(OH)2 9) KOH
Пример задания из КИМ ЕГЭ:
Среди перечисленных веществ выберите три формулы, соответствующие амфотерным гидроксидам:
Задание по образцу ФИПИ:
Кислотный гидроксид может образовать следующий элемент:
- натрий
- мышьяк
- алюминий
- хлор
- молибден
- цинк
Кислотные гидроксиды образуют неметаллы в любой степени окисления, поэтому подходит мышьяк и хлор, а также металлы в степени окисления +5 и выше, поэтому подходит молибден – он находится в шестой группе Периодической системы, значит, может образовать ион со степенью окисления +6
Перевод формулы амфотерного гидроксида из основной формы в кислотную.
Возьмём любой амфотерный гидроксид: Al(OH)3;
Поменяем порядок элементов на кислотную форму (водород → элемент → кислород) без учета индексов основной формы: HAlO;
Расставим степени окисления:
H
Al
O
Молекула должна быть электронейтральной (количество положительных и отрицательных зарядов должно быть равным), для этого кислорода должно быть в два раза больше, поэтому после него ставим индекс «2»: HAlO2
Zn
Согласно этой формуле после кислорода придется поставить индекс «1,5», но индексы могут быть выражены только целыми числами, поэтому сначала приведем количество положительных зарядов к четному значению, домножив элемент с нечетной степенью окисления (водород) на 2, получим формулу: H2ZnO, она пока всё равно не является электронейтральной, сумма её зарядов может быть выражена следующим уравнением: +2+2‒2 = +2, а должно быть = 0
H2
Чтобы количество отрицательных зарядов тоже стало равно четырем, количество кислорода нужно умножить вдвое, поставив после него индекс «2». Получается формула H2ZnO2
Таб. «Общие формулы амфотерных гидроксидов в зависимости от степени окисления металла в них»
Классификация основных гидроксидов (оснований) по количеству гидроксо-групп.
Основания
Однокислотные
Двукислотные
Однокислотные основания при диссоциации образуют лишь один гидроксид ион:
Двукислотные основания при диссоциации образуют два гидроксид-иона:
Основные гидроксиды не могут быть трёхкислотными или четырёхкислотными, так как в них металл будет иметь степень окисления «+3» или «+4», а это уже будет не основанием, а амфотерным гидроксидом.
Почему количество гидроксильных групп называется кислотностью? Потому что на нейтрализацию оснований требуется протон водорода из кислоты. Для нейтрализации однокислотных оснований потребуется один протон водорода, а на нейтрализацию двукислотного основания – два протона водорода и так далее. Например:
Молекулярное уравнение (МУ): NaOH + HCl = NaCl + H2O
Полное ионное уравнение (ПИУ): Na + + OH ‒ + H + + Cl ‒ = Na + + Cl ‒ + H2O
Сокращенное ионное уравнение (СИУ): OH ‒ + H + = H2O
На нейтрализацию однокислотного основания потребовался один протон водорода из соляной кислоты.
Классификация оснований по силе
Основания также можно поделить на сильные и слабые. Сильные диссоциируют очень быстро, даже двухосновные распадаются на ионы на столько быстро, что можно не учитывать ступенчатость этого процесса:
Слабые основания диссоциируют очень медленно, ступенчато:
Fe(OH)2 ↔ FeOH + + OH ‒ (первая ступень)
FeOH + ↔ Fe 2+ + OH ‒ (вторая ступень)
Сильные основания растворимы или малорастворимы (исключение: гидроксид аммония будучи растворимым остаётся слабым основанием) и называются щелочами. Слабые основания нерастворимы.
Оксиды и гидроксиды металлов
презентация к уроку по теме "Оксиды и гидроксиды металлов". Урок-обобщение. Сравниваются свойства металлов 1,2,3 групп главных подгрупп и их кислородных соединений.
Просмотр содержимого документа
«Оксиды и гидроксиды металлов»
или = водород + основание (если основание не растворимо в воде)
Реакция протекает только в том случае, если
металл находится в ряду активности до водорода.
Основание – сложное вещество, в котором каждый атом металла связан с одной или несколькими гидроксогруппами.
в степенях окисления +1 и +2 проявляют основные свойства ,
Заполнить таблицу: Сравнительная характеристика оксидов и гидроксидов
металлов главных подгрупп I - III групп
Вопросы для сравнения
I группа
II группа
Степень окисления Ме в оксиде.
2. Физические свойства.
III группа
3. Химические свойства (сравнить).
4. Способы получения оксидов.
Взаимодействие:
б) с кислотами
в) с кислотными оксидами
г) с амфотерными оксидами
д) со щелочами
5. Формула гидроксида.
Степень окисления Ме в гидроксиде.
6. Физические свойства
7. Химические свойства (сравнить).
8. Способы получения гидроксидов.
а) действие на индикаторы
г) с растворами солей
д) с неметаллами
е) со щелочами
ж) с амфотерными оксидами и гидроксидами
з) отношение к нагреванию
Свойства оксидов и гидроксидов в периоде изменяются от основных через амфотерные к кислотным, т.к. увеличивается положительная степень окисления элементов.
Na 2 O , Mg +2 O , Al 2 O 3
основные амфотерный
Na +1 O Н , Mg +2 (O Н ) 2 , Al +3 (O Н ) 3
щелочь Слабое Амфотерный
основание гидроксид
В главных подгруппах основные свойства оксидов и гидроксидов возрастают сверху вниз .
Соединения металлов I А группы
Оксиды щелочных металлов
Общая формула Ме 2 О
Физические свойства: Твердые, кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде.
Li 2 O , Na 2 O – бесцветные, К 2 О, Rb 2 O – желтые, Cs 2 О – оранжевый.
Способы получения:
Окислением металла получается только оксид лития
4 Li + O 2 → 2 Li 2 O
(в остальных случаях получаются пероксиды или надпероксиды).
Все оксиды (кроме Li 2 O ) получают при нагревании смеси пероксида (или надпероксида) с избытком металла:
Na 2 O 2 + 2Na → 2Na 2 O
KO 2 + 3K → 2K 2 O
Химические свойства
Типичные основные оксиды:
Взаимодействуют с водой, образуя щелочи: Na 2 О + H 2 O →
2. Взаимодействуют с кислотами, образуя соль и воду: Na 2 О + Н Cl →
3. Взаимодействуют с кислотными оксидами, образуя соли: Na 2 О + SO 3 →
4. Взаимодействуют с амфотерными оксидами, образуя соли: Na 2 О + ZnO → Na 2 ZnO 2
Гидроксиды щелочных металлов
Общая формула – МеОН
Физические свойства: Белые кристаллические вещества, гигроскопичны, хорошо растворимы в воде (с выделением тепла). Растворы мылкие на ощупь, очень едкие.
NaOH – едкий натр
КОН – едкое кали
Сильные основания - Щелочи. Основные свойства усиливаются в ряду:
LiOH → NaOH → KOH → RbOH → CsOH
1. Электролиз растворов хлоридов:
2NaCl + 2H 2 O → 2NaOH + H 2 + Cl 2
2. Обменные реакции между солью и основанием:
K 2 CO 3 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 + 2KOH
3. Взаимодействие металлов или их основных оксидов (или пероксидов и надпероксидов) с водой:
2 Li + 2 H 2 O → 2 LiOH + H 2
Li 2 O + H 2 O → 2 LiOH
Na 2 O 2 + 2 H 2 O → 2 NaOH + H 2 O 2
1. Изменяют цвет индикаторов:
Лакмус – на синий
Фенолфталеин – на малиновый
Метил-оранж – на желтый
2. Взаимодействуют со всеми кислотами.
NaOH + HCl → NaCl + H 2 O
3. Взаимодействуют с кислотными оксидами.
2NaOH + SO 3 → Na 2 SO 4 + H 2 O
4. Взаимодействуют с растворами солей, если образуется газ или осадок.
2 NaOH + CuSO 4 → Cu(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4
5. Взаимодействуют с некоторыми неметаллами (серой, кремнием, фосфором)
2 NaOH +Si + H 2 O → Na 2 SiO 3 + 2H 2 ↑
6. Взаимодействуют с амфотерными оксидами и гидроксидами
2 NaOH + Zn О + H 2 O → Na 2 [ Zn ( OH ) 4 ]
2 NaOH + Zn (ОН) 2 → Na 2 [ Zn ( OH ) 4 ]
7. При нагревании не разлагаются, кроме LiOH .
Соединения металлов главной подгруппы II группы
Оксиды металлов II А группы
Общая формула МеО
Физические свойства: Твердые, кристаллические вещества белого цвета, малорастворимые в воде.
Окисление металлов (кроме Ba , который образует пероксид)
2) Термическое разложение нитратов или карбонатов
CaCO 3 → CaO + CO 2
2Mg(NO 3 ) 2 → 2MgO + 4NO 2 + O 2
ВеО – амфотерный оксид
Оксиды Mg , Ca , Sr , Ba – основные оксиды
Взаимодействуют с водой(кроме ВеО), образуя щелочи( Mg ( OH ) 2 – слабое основание):
2. Взаимодействуют с кислотами, образуя соль и воду: СаО + Н Cl →
3. Взаимодействуют с кислотными оксидами, образуя соли: СаО + SO 3 →
4. ВеО взаимодействует со щелочами: ВеО + 2 NaOH + H 2 O → Na 2 [Ве( OH ) 4 ]
Гидроксиды металлов II А группы
Общая формула – Ме(ОН) 2
Физические свойства: Белые кристаллические вещества, в воде растворимы хуже, чем гидроксиды щелочных металлов. Ве(ОН) 2 – в воде нерастворим.
Основные свойства усиливаются в ряду:
Ве(ОН) 2 → Mg (ОН) 2 → Ca (ОН) 2 → Sr (ОН) 2 → В a (ОН) 2
Реакции щелочноземельных металлов или их оксидов с водой:
Ba + 2 H 2 O → Ba ( OH ) 2 + H 2
CaO (негашеная известь) + H 2 O → Ca ( OH ) 2 (гашеная известь)
Ве(ОН) 2 – амфотерный гидроксид
Mg (ОН) 2 – слабое основание
Са(ОН) 2 , Sr (ОН) 2, Ва(ОН) 2 – сильные основания – щелочи.
Изменяют цвет индикаторов:
2. Взаимодействуют с кислотами, образуя соль и воду:
Ве(ОН) 2 + Н 2 SO 4 →
3. Взаимодействуют с кислотными оксидами:
4. Взаимодействуют с растворами солей, если образуется газ или осадок:
Ва(ОН) 2 + K 2 SO 4 →
Гидроксид бериллия взаимодействует со щелочами:
Ве(ОН) 2 + 2 NaOH → Na 2 [Ве( OH ) 4 ]
При нагревании разлагаются: Са(ОН) 2 →
Соединения металлов главной подгруппы III группы
Соединения алюминия
Оксид алюминия
Al 2 O 3
O = Al – O – Al = O
Физические свойства: Глинозем, корунд, окрашенный – рубин (красный), сапфир (синий).
Твердое тугоплавкое ( t° пл.=2050 ° С) вещество; существует в нескольких кристаллических модификациях.
Сжигание порошка алюминия: 4 Al + 3 O 2 → 2 Al 2 O 3
Разложение гидроксида алюминия: 2 Al ( OH ) 3 → Al 2 O 3 + 3 H 2 O
Al 2 O 3 - амфотерный оксид с преобладанием основных свойств; с водой не реагирует.
1) Реагирует с кислотами и растворами щелочей:
Как основной оксид: Al 2 O 3 + 6 HCl → 2 AlCl 3 + 3 H 2 O
Как кислотный оксид: Al 2 O 3 + 2 NaOH + 3 H 2 O → 2 Na [ Al ( OH ) 4 ]
2) Сплавляется со щелочами или карбонатами щелочных металлов:
Al 2 O 3 + Na 2 CO 3 → 2 NaAlO 2 (алюминат натрия) + CO 2
Al 2 O 3 + 2 NaOH → 2 NaAlO 2 + H 2 O
Гидроксид алюминия Al ( OH ) 3
Физические свойства: белое кристаллическое вещество,
нерастворимое в воде.
1) Осаждением из растворов солей щелочами или гидроксидом аммония:
AlCl 3 + 3NaOH → Al(OH) 3 + 3NaCl
Al 2 (SO 4 ) 3 + 6NH 4 OH → 2Al(OH) 3 + 3(NH 4 ) 2 SO 4
Al 3+ + 3 OH ¯ → Al ( OH ) 3 (белый студенистый)
2) Слабым подкислением растворов алюминатов:
Na[Al(OH) 4 ] + CO 2 → Al(OH) 3 + NaHCO 3
Al ( OH ) 3 - а мфотерный гидроксид :
Как основание Al ( OH ) 3 + 3 HCl → AlCl 3 + 3 H 2 O
Как кислота Al ( OH ) 3 + NaOH → Na [ Al ( OH ) 4 ]
При нагревании разлагается: 2 Al ( OH ) 3 → Al 2 O 3 + 3 H 2 O
Классификация неорганических веществ
Неорганическая химия - раздел химии, изучающий строение и химические свойства неорганических веществ.
Среди простых веществ выделяют металлы и неметаллы. Среди сложных: оксиды, основания, кислоты и соли. Классификация неорганических веществ построена следующим образом:
Большинство химических свойств мы изучим по мере продвижения по периодической таблице Д.И. Менделеева. В этой статье мне хотелось бы подчеркнуть ряд принципиальных деталей, которые помогут в дальнейшем при изучении химии.
Оксиды
Все оксиды подразделяются на солеобразующие и несолеобразующие. Солеобразующие имеют соответствующие им основания и кислоты (в той же степени окисления (СО)!) и охотно вступают в реакции солеобразования. К ним относятся, например:
- CuO - соответствует основанию Cu(OH)2
- Li2O - соответствует основанию LiOH
- FeO - соответствует основанию Fe(OH)2 (сохраняем ту же СО = +2)
- Fe2O3 - соответствует основанию Fe(OH)3 (сохраняем ту же СО = +3)
- P2O5 - соответствует кислоты H3PO4
Солеобразующие оксиды, в свою очередь, делятся на основные, амфотерные и кислотные.
Основным оксидам соответствуют основания в той же СО. В химических реакциях основные оксиды проявляют основные свойства, образуются исключительно металлами. Примеры: Li2O, Na2O, K2O, Rb2O CaO, FeO, CrO, MnO.
Основные оксиды взаимодействуют с водой с образованием соответствующего основания (реакцию идет, если основание растворимо) и с кислотными оксидами и кислотами с образованием солей. Между собой основные оксиды не взаимодействуют.
Li2O + H2O → LiOH (основный оксид + вода → основание)
Здесь не происходит окисления/восстановления, поэтому сохраняйте исходные степени окисления атомов.
Эти оксиды действительно имеют двойственный характер: они проявляют как кислотные, так и основные свойства. Примеры: BeO, ZnO, Al2O3, Fe2O3, Cr2O3, MnO2, PbO, PbO2, Ga2O3.
С водой они не взаимодействуют, так как продукт реакции, основание, получается нерастворимым. Амфотерные оксиды реагируют как с кислотами и кислотными оксидами, так и с основаниями и основными оксидами.
ZnO + KOH + H2O → K2[Zn(OH)4] (амф. оксид + основание = комплексная соль)
ZnO + N2O5 → Zn(NO3)2 (амф. оксид + кисл. оксид = соль; СО азота сохраняется в ходе реакции)
Fe2O3 + HCl → FeCl3 + H2O (амф. оксид + кислота = соль + вода; обратите внимание на то, что СО Fe = +3 не меняется в ходе реакции)
Проявляют в ходе химических реакций кислотные свойства. Образованы металлами и неметаллами, чаще всего в высокой СО. Примеры: SO2, SO3, P2O5, N2O3, NO2, N2O5, SiO2, MnO3, Mn2O7.
- SO2 - H2SO3
- SO3 - H2SO4
- P2O5 - H3PO4
- N2O5 - HNO3
- NO2 - HNO2, HNO3
Кислотные оксиды вступают в реакцию с основными и амфотерными, реагируют с основаниями. Реакции между кислотными оксидами не характерны.
SO2 + Na2O → Na2SO3 (кисл. оксид + осн. оксид = соль; сохраняем СО S = +4)
SO3 + Li2O → Li2SO4 (кисл. оксид + осн. оксид = соль; сохраняем СО S = +6)
P2O5 + NaOH → Na3PO4 + H2O (кисл. оксид + основание = соль + вода)
При реакции с водой кислотный оксид превращается в соответствующую ему кислоту. Исключение SiO2 - не реагирует с водой, так как продукт реакции - H2SiO3 является нерастворимой кислотой.
- CO
- N2O
- NO
- SiO
- S2O
Реакции несолеобразующих оксидов с основаниями, кислотами и солеобразующими оксидов редки и не приводят к образованию солей. Некоторые из несолеобразующих оксидов используют в качестве восстановителей:
FeO + CO → Fe + CO2 (восстановление железа из его оксида)
Основания
Основания - химические соединения, обычно характеризуются диссоциацией в водном растворе с образованием гидроксид-анионов. Растворимые основания называются щелочами: NaOH, LiOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2.
Гидроксиды щелочных металлов (Ia группа) называются едкими: едкий натр - NaOH, едкое кали - KOH.
Основания классифицируются по количеству гидроксид-ионов в молекуле на одно-, двух- и трехкислотные.
Так же, как и оксиды, основания различаются по свойствам. Все основания хорошо реагируют с кислотами, даже нерастворимые основания способны растворяться в кислотах. Также нерастворимые основания при нагревании легко разлагаются на воду и соответствующий оксид.
NaOH + HCl → NaCl + H2O (основание + кислота = соль + вода - реакция нейтрализации)
Mg(OH)2 → (t) MgO + H2O (при нагревании нерастворимые основания легко разлагаются)
Если в ходе реакции основания с солью выделяется газ, выпадает осадок или образуется слабый электролит (вода), то такая реакция идет. Нерастворимые основания с солями почти не реагируют.
Ba(OH)2 + NH4Cl → BaCl2 + NH3 + H2O (в ходе реакции образуется нестойкое основание NH4OH, которое распадается на NH3 и H2O)
KOH + BaCl2 ↛ реакция не идет, так как в продуктах нет газа/осадка/слабого электролита (воды)
В растворах щелочей pH > 7, поэтому лакмус окрашивает их в синий цвет.
Амфотерные оксиды соответствуют амфотерным гидроксидам. Их свойства такие же двойственные: они реагирую как с кислотами - с образованием соли и воды, так и с основаниями - с образованием комплексных солей.
Al(OH)3 + HCl → AlCl3 + H2O (амф. гидроксид + кислота = соль + вода)
Al(OH)3 + KOH → K[Al(OH)4] (амф. гидроксид + основание = комплексная соль)
При нагревании до высоких температур комплексные соли не образуются.
Al(OH)3 + KOH → (t) KAlO2 + H2O (амф. гидроксид + основание = (прокаливание) соль + вода - при высоких температурах вода испаряется, и комплексная соль образоваться не может)
Кислоты
Кислота - химическое соединение обычно кислого вкуса, содержащее водород, способный замещаться металлом при образовании соли. По классификации кислоты подразделяются на одно-, двух- и трехосновные.
Основность кислоты определяется числом атомов водорода, которое способна отдать молекула кислоты, реагируя с основанием. Определять основность кислоты по числу атомов водорода в ней - часто верный способ, но не всегда: например, борная кислота H3BO3 является слабой одноосновной кислотой, фосфористая кислота H3PO3 - двухосновной кислотой.
Кислоты отлично реагируют с основными оксидами, основаниями, растворяя даже те, которые выпали в осадок (реакция нейтрализации). Также кислоты способны вступать в реакцию с теми металлами, которые стоят в ряду напряжений до водорода (то есть способны вытеснить его из кислоты).
H3PO4 + LiOH → Li3PO4 + H2O (кислота + основание = соль + вода - реакция нейтрализации)
Zn + HCl → ZnCl2 + H2↑ (реакция идет, так как цинк стоил в ряду активности левее водорода и способен вытеснить его из кислоты)
Cu + HCl ↛ (реакция не идет, так как медь расположена в ряду активности правее водорода, менее активна и не способна вытеснить его из кислоты)
Записать эти кислоты в растворе в виде "H2CO3 или H2SO3" - будет считаться ошибкой. Пишите угольную и сернистую кислоты в разложившемся виде - виде газа и воды.
Все кислоты подразделяются на сильные и слабые. Напомню, что мы составили подробную таблицу сильных и слабых кислот (и оснований!) в теме гидролиз. В реакции из сильной кислоты (соляной) можно получить более слабую, например, сероводородную или угольную кислоту.
Однако невозможно (и противоречит законам логики) получить из более слабой кислоты сильную, например из уксусной - серную кислоту. Природу не обманешь :)
K2S + HCl → H2S + KCl (из сильной - соляной кислоты - получили более слабую - сероводородную)
K2SO4 + CH3COOH ↛ (реакция не идет, так как из слабой кислоты нельзя получить сильную: из уксусной - серную)
Подчеркну важную деталь: гидроксиды это не только привычные нам NaOH, Ca(OH)2 и т.д., некоторые кислоты также считаются кислотными гидроксидами, например серная кислота - H2SO4. С полным правом ее можно записать как кислотный гидроксид: SO2(OH)2
В завершении подтемы кислот предлагаю вам вспомнить названия основных кислот и их кислотных остатков.
Соль - ионное соединение, образующееся вместе с водой при нейтрализации кислоты основанием (не единственный способ). Водород кислоты замещается металлом или ионом аммония (NH4). Наиболее известной солью является поваренная соль - NaCl.
- Средние - продукт полного замещения атомов водорода в кислоте на металл: KNO3, NaCl, BaSO4, Li3PO4
- Кислые - продукт неполного замещения атомов водорода: LiHSO4, NaH2PO4 и Na2HPO4 (гидросульфат лития, дигидрофосфат и гидрофосфат натрия)
- Основные - продукт неполного замещения гидроксогрупп на кислотный остаток: CrOHCl (хлорид гидроксохрома II)
- Двойные - содержат два разных металла и один кислотный остаток (NaCr(SO4)2
Читайте также: