Способы получения оксидов

Оксиды

Оксиды - этосложные вещества, состоящие из двух элементов, одним из которых является кислород.

Оксиды образуют почти все известные элементы за исключением трех инертных газов - гелия, неона и аргона. В зависимости от валентности элемента (Э) формулы оксидов имеют вид:

Э₂О, ЭО, Э₂О₃, ЭО₂, Э₂О₅, ЭО₃, Э₂О₇, где Э, Э, Э,… обозначают соответственно атомы одновалентного, двухвалентного, трехвалентного и т.д. элемента.

Учитывая, что атом кислорода двухвалентен и что валентность изображается черточкой, структурные (графические) формулы некоторых указанных выше типов оксидов имеют вид:

Э – О – Э, Э = О; О = Э – О – Э =О; О = Э = О и т.д.

‌‌‌

Основные оксиды - это оксиды, образованные металлами в невысокой степени окисления (обычно +1 или +2).

Например: K₂O – оксид калия;

CaO – оксид кальция

Основным оксидам соответствуют гидроксиды с основными свойствами- основания.

Например: Na₂O – оксид натрия и соответствующее ему основание - NaOH

Основные оксиды реагируют:

· с водой с получением соответствующих оснований

Например: CaO + H₂O = Ca(OH)₂

Na₂O + H₂O = 2NaOH;

· с кислотами или кислотными оксидами с образованием солей

Например: FeO + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂O

MgO + SO₃ = MgSO₄

Кислотные оксиды - это оксиды, образованные металлами в высокой степени окисления или неметаллами.

Например: V₂O₅ – оксид ванадия (V) – в скобках указывается степень окисления элемента в данном оксиде (если она является переменной)

SO₂ – оксид серы (IV);

P₂O₅ – оксид фосфора (V)

Кислотным оксидам соответствуют кислоты. Последние образуются либо при непосредственном взаимодействии кислотных оксидов с водой, либо косвенным путем. Когда оксиды практически не реагируют с водой (SiO₂) или реагируют незначительно (WO₃, MoO₃), кислотные оксиды можно получать из кислот, отнимая у них воду. Поэтому их называют также ангидридами кислородсодержащих кислот (слово “ангидрид” означает “безводный”).

Например: оксиду серы (VI) – SO₃ (иначе – серный ангидрид) соответствует серная кислота H₂SO_4, в которой сера находится в той же степени окисления

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

Кислотные оксиды реагируют:

· с растворимыми основаниями и основными оксидами с образованием солей

Например: SO₂ + 2NaOH = Na₂SO₃ + H₂O

P₂O₅ + 3CaO = Ca₃(PO₄)₂

Амфотерные оксиды образованы переходными металлами, обладающими как металлическими, так и неметаллическими свойствами

Например: ZnO – оксид цинка,

Fe₂O₃ – оксид железа (III),

Al₃O₃ – оксид алюминия,

Cr₂O₃ – оксид хрома (III),

BeO – оксид бериллия.

Амфотерным оксидам соответствуют гидроксиды, проявляющие основные и кислотные свойства и реагируют. Они взаимодействуют с кислотами, и с основаниями с образованием солей, а также с кислотными и основными оксидами, проявляя двойственный характер.

Например: ZnO + 2HCl = ZnCl₂ + H₂O

ZnO + 2NaOH + H₂O = Na₂[Zn(OH)₄] – тетрагидроксоцинкат

натрия

Оксиды получают:

· взаимодействием простых веществ:

2Mg + O₂ = 2MgO

S + O₂ = SO₂

· горением сложных веществ:

CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2H₂O

· разложением оснований (некоторые основания при нагревании теряют воду, превращаясь в оксиды металлов):

Mg(OH)₂ → MgO + H₂O

· разложением кислот (кислородсодержащие кислоты при нагревании теряют воду, превращаясь в кислотные оксиды):

2H₃BO₃ → B₂O₃ + 3H₂O

· разложением солей (большинство солей кислородсодержащих кислот при нагревании разлагаются на оксид металла и кислотный оксид):

CaCO₃ → CaO + CO₂

2Pb(NO₃)₂ → 2PbO + 4NO₂ + O₂

При нагревании солей щелочных металлов оксиды не образуются.

Если оксид металла термически неустойчив, то вместо оксида образуется свободный металл:

Hg(NO₃)₂ → Hg + 2NO₂ + O₂

· разложением оксидов – когда элемент имеет переменную валентность, то оксид с меньшим содержанием кислорода можно получить нагреванием оксида, в котором элемент проявляет более высокую валентность:

4CrO₃ → 2Cr₂O₃ + 3O₂

Иногда высшие оксиды можно получить окислением низших оксидов:

2SO₂ + O₂ = 2SO₃