Состав высшего оксида его характер основный кислотный амфотерный калий


Оксид калия, характеристика, свойства и получение, химические реакции

Оксид калия, характеристика, свойства и получение, химические реакции.

 

 

Оксид калия – неорганическое вещество, имеет химическую формулу K2O.

 

Краткая характеристика оксида калия

Физические свойства оксида калия

Получение оксида калия

Химические свойства оксида калия

Химические реакции оксида калия

Применение и использование оксида калия

 

Краткая характеристика оксида калия:

Оксид калия – неорганическое вещество бесцветного либо бледно-желтого цвета.

Так как валентность калия равна одному, то оксид калия содержит один атом кислорода и два атома калия.

Химическая формула оксида калия K2O.

В воде не растворяется, а вступает в реакцию с ней.

Растворим в органических растворителях.

Обладает высокой гигроскопичностью.

 

Физические свойства оксида калия:

Наименование параметра: Значение:
Химическая формула K2O
Синонимы и названия иностранном языке potassium oxide (англ.)

калия окись (рус.)

Тип вещества неорганическое
Внешний вид бесцветные (иногда бледно-желтый) кубические кристаллы
Цвет бесцветный, иногда – бледно-желтый
Вкус —*
Запах
Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) твердое вещество
Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м3 2320
Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см3 2,32
Температура кипения, °C
Температура плавления, °C 740
Температура разложения, °C 300
Гигроскопичность высокая гигроскопичность
Молярная масса, г/моль 94,196

* Примечание:

— нет данных.

 

Получение оксида калия:

Оксид калия получается в результате следующих химических реакций:

  1. 1. из пероксида калия:

Вначале получают пероксид калия.

2К + О2 → К2О2.

Затем пероксид калия обогащают калием.

К2О+ 2К → 2К2О.

Напрямую оксид калия путем окисления самого калия не получается.

 

Химические свойства оксида калия. Химические реакции оксида калия:

Химически активное вещество.

Химические свойства оксида калия аналогичны свойствам оксидов других щелочных металлов. Поэтому для него характерны следующие химические реакции:

1. реакция оксида калия с галогенами:

К2О + СІ2 → КСІ + КСІО;

К2О + Br2 → КBr + КBrО;

К2О + I2 → КI + КIО.

Оксид калия бурно реагирует с галогенами, образуя соответственно две соли:

– хлорид калия и гипохлорит калия,

– бромид калия и гипобромит калия,

– йодид калия и гипойодит калия.

2. реакция оксида калия с водой:

К2О + Н2О → 2КОН.

Оксид калия бурно реагирует с водой, образуя гидроксид калия.

3. реакция оксида калия с оксидом углерода (углекислым газом):

К2О + СО2 → К2СО3.

Оксид калия на воздухе реагирует с углекислым газом (являющийся кислотным оксидом), образуя соль – карбонат калия.

4. реакция оксида калия с оксидом серы: 

К2О + SО2 → К23;

К2О + SО3 → К24. 

Оксид серы также является кислотным оксидом. В результате реакции образуется соответственно соль – в первом случае – сульфит калия, во втором случае – сульфат калия.

5. реакция оксида калия с оксидом кремния:

К2О + SiО2 → К2SiО3.

Оксид кремния также является кислотным оксидом. В результате реакции образуется соль – силикат калия.

Аналогично проходят реакции оксида калия и с другими кислотными оксидами.

6. реакция оксида калия с оксидом цинка:

К2О + ZnО → К2ZnО2.

Оксид цинка является амфотерным оксидом. Это значит, что как амфотерный оксид оксид цинка проявляет свойства как кислотных, так и основных соединений. В результате реакции образуется соль – цинкат калия.

Аналогично проходят реакции оксида калия и с другими амфотерными оксидами.

7. реакция оксида калия с плавиковой кислотой:

K2O + 2HF → 2KF + H2O.

В результате химической реакции получается соль – фторид калия и вода.

Аналогично проходят реакции оксида калия и с другими кислотами.  

8. реакция оксида калия с бромистым водородом (бромоводородом):

K2O + 2HBr → 2KBr + H2O.

В результате химической реакции получается соль – бромид калия и вода.

9. реакция оксида калия с йодоводородом:

K2O + 2HI → 2KI + H2O.

В результате химической реакции получается соль – йодид калия и вода.

10. реакция оксида калия с жидким аммиаком:

K2O + NH3 → КОН + KNH2 (t = -50 oC).

В результате химической реакции получается гидроксид калия и амид калия.

 

Применение и использование оксида калия:

Оксид калия используется в сельском хозяйстве в качестве компонента минеральных удобрений, в строительстве в составе цемента, а также в химической промышленности для получения других соединений калия.

 

Примечание: © Фото //www.pexels.com, //pixabay.com

 

карта сайта

оксид калия реагирует кислота 1 2 3 4 5 вода
уравнение реакций соединения масса взаимодействие оксида калия
реакции с оксидом калия

 

Коэффициент востребованности 4 130

Кислотно-основное поведение оксидов

На этой странице обсуждаются реакции оксидов элементов периода 3 (натрий в хлор) с водой, а также с кислотами или основаниями, где это необходимо (как и раньше, аргон опускается, потому что он не образует окись).

Краткое описание тенденции

Оксиды: Представляющие интерес оксиды приведены ниже:

Na 2 O MgO Al 2 O 3 SiO 2 П 4 О 10 СО 3 Класс 2 O 7
П 4 О 6 СО 2 класс 2 O

Тенденцию кислотно-щелочного поведения можно резюмировать следующим образом:

Кислотность увеличивается слева направо, от сильно основных оксидов слева до сильнокислых справа, с амфотерным оксидом (оксидом алюминия) в середине.Амфотерный оксид проявляет как кислотные, так и основные свойства.

Эта тенденция применима только к самым высоким оксидам отдельных элементов (см. Верхнюю строку таблицы) с наивысшими степенями окисления для этих элементов. Для других оксидов картина менее ясна. Кислотность неметаллических оксидов определяется в терминах кислотных растворов, образующихся в реакциях с водой - например, триоксид серы реагирует с водой с образованием серной кислоты. Однако все они будут реагировать с основаниями, такими как гидроксид натрия, с образованием солей, таких как сульфат натрия, что подробно рассматривается ниже.

Оксид натрия

Оксид натрия - простой сильноосновной оксид. Он является основным, поскольку содержит ион оксида, O 2-, который является очень сильным основанием с высокой тенденцией к объединению с ионами водорода.

Реакция с водой : Оксид натрия экзотермически реагирует с холодной водой с образованием раствора гидроксида натрия. Концентрированный раствор оксида натрия в воде будет иметь pH 14.

\ [Na_2O + H_2O \ стрелка вправо 2NaOH \]

Реакция с кислотами: Оксид натрия, как сильное основание, также реагирует с кислотами.Например, он реагирует с разбавленной соляной кислотой с образованием раствора хлорида натрия.

\ [Na_2O + 2HCl \ стрелка вправо 2NaCl + H_2O \]

Оксид магния

Оксид магния - еще один простой основной оксид, который также содержит ионы оксида. Однако он не такой сильно основной, как оксид натрия, потому что ионы оксида не так слабо связаны. В оксиде натрия твердое вещество удерживается вместе за счет притяжения между ионами 1+ и 2-. В оксиде магния притяжение составляет от 2+ до 2-ионов.Из-за более высокого заряда металла требуется больше энергии, чтобы разорвать эту ассоциацию. Даже с учетом других факторов (таких как энергия, выделяемая при ионно-дипольном взаимодействии между катионами и водой), общий эффект заключается в том, что реакции с участием оксида магния всегда будут менее экзотермическими, чем реакции оксида натрия.

Реакция с водой: На первый взгляд кажется, что порошок оксида магния не реагирует с водой. Однако pH полученного раствора составляет около 9, что указывает на образование гидроксид-иона.Фактически, в реакции образуется некоторое количество гидроксида магния, но, поскольку этот компонент практически нерастворим, фактически растворяется небольшое количество гидроксид-ионов. Реакция показана ниже:

\ [MgO + H_2O \ rightarrow Mg (OH) _2 \]

Реакция с кислотами: Оксид магния реагирует с кислотами, как и предполагалось для простого оксида металла. Например, он реагирует с теплой разбавленной соляной кислотой с образованием раствора хлорида магния.

\ [MgO + 2HCl \ стрелка вправо MgCl_2 + H_2O \]

Оксид алюминия

Описание свойств оксида алюминия может сбивать с толку, поскольку он существует в нескольких различных формах.Одна из этих форм очень инертна (химически известна как альфа-Al 2 O 3 ) и производится при высоких температурах. Следующие ниже реакции касаются более реакционноспособных форм молекулы. Оксид алюминия амфотерный. Он вступает в реакцию как с основанием, так и с кислотой.

Реакция с водой: Оксид алюминия не растворяется в воде и не реагирует подобно оксиду натрия и оксиду магния. Ионы оксида слишком сильно удерживаются в твердой решетке, чтобы реагировать с водой.

Реакция с кислотами: Оксид алюминия содержит ионы оксида и поэтому реагирует с кислотами так же, как оксиды натрия или магния. Оксид алюминия реагирует с горячей разбавленной соляной кислотой с образованием раствора хлорида алюминия.

\ [Al_2O_3 + 6HCl \ стрелка вправо 2AlCl_3 + 3H_2O \]

Эта и другие реакции показывают амфотерную природу оксида алюминия.

Реакция с основаниями: Оксид алюминия также проявляет кислотные свойства, как показано в его реакциях с основаниями, такими как гидроксид натрия.Существуют различные алюминаты (соединения, в которых алюминий является компонентом отрицательного иона), что возможно, потому что алюминий может образовывать ковалентные связи с кислородом. Это возможно, потому что разница электроотрицательностей между алюминием и кислородом мала, в отличие от разницы между натрием и кислородом, например (электроотрицательность увеличивается за период)

Оксид алюминия реагирует с горячим концентрированным раствором гидроксида натрия с образованием бесцветного раствора тетрагидроксоалюмината натрия:

\ [Al_2O_3 + 2NaOH + 3H_2O \ стрелка вправо 2NaAl (OH) _4 \]

Диоксид кремния (оксид кремния (IV))

Кремний слишком похож по электроотрицательности на кислород, чтобы образовывать ионные связи.Следовательно, поскольку диоксид кремния не содержит оксидных ионов, он не имеет основных свойств. На самом деле он очень слабокислый, реагирует с сильными основаниями.

Реакция с водой: Диоксид кремния не реагирует с водой из-за термодинамической сложности разрушения его ковалентной сетевой структуры.

Реакция с основаниями : Диоксид кремния реагирует с горячим концентрированным раствором гидроксида натрия, образуя бесцветный раствор силиката натрия:

\ [SiO_2 + 2NaOH \ стрелка вправо Na_2SiO_3 + h3O \]

В другом примере реакции кислого диоксида кремния с основанием, извлечения железа в доменной печи, оксид кальция из известняка реагирует с диоксидом кремния с образованием жидкого шлака, силиката кальция:

\ [SiO_2 + CaO \ стрелка вправо CaSiO_3 \]

Оксиды фосфора

Здесь рассматриваются два оксида фосфора: оксид фосфора (III) P 4 O 6 и оксид фосфора (V) P 4 O 10 .

Оксид фосфора (III): Оксид фосфора (III) реагирует с холодной водой с образованием раствора слабой кислоты, H 3 PO 3 - известной как фосфористая кислота, ортофосфористая кислота или фосфоновая кислота:

\ [P_4O_6 + 6H_2O \ rightarrow 4H_3PO_3 \]

Структура полностью протонированной кислоты показана ниже:

Протоны остаются связанными до тех пор, пока не будет добавлена ​​вода; даже в этом случае, поскольку фосфористая кислота является слабой кислотой, несколько молекул кислоты депротонируются.Фосфорная кислота имеет pK a , равное 2,00, что является более кислым, чем обычные органические кислоты, такие как этановая кислота (pK a = 4,76).

Маловероятно, что оксид фосфора (III) непосредственно взаимодействует с основанием. В фосфористой кислоте два атома водорода в группах -ОН являются кислотными, а третий атом водорода - нет. Следовательно, есть две возможные реакции с основанием, таким как гидроксид натрия, в зависимости от количества добавленного основания:

\ [NaOH + H_3PO_3 \ rightarrow NaH_2PO_3 + H_2O \]

\ [2NaOH + H_3PO_3 \ rightarrow Na_2HPO_3 + 2H_2O \]

В первой реакции только один из протонов реагирует с гидроксид-ионами основания.Во втором случае (используя вдвое больше гидроксида натрия) реагируют оба протона.

Если вместо этого оксид фосфора (III) вступает в реакцию непосредственно с раствором гидроксида натрия, возможны те же соли:

\ [4NaOH + P_4O_6 + 2H_2O \ стрелка вправо 4NaH_2PO_3 \]

\ [9NaOH + P_4O_6 \ rightarrow 4Na_2HPO_3 + 2H_2O \]

Оксид фосфора (V): Оксид фосфора (V) бурно реагирует с водой с образованием раствора, содержащего смесь кислот, природа которой зависит от условий реакции.Обычно рассматривается только одна кислота, фосфорная (V) кислота, H 3 PO 4 (также известная как фосфорная кислота или ортофосфорная кислота).

\ [P_4O_ {10} + 6H_2O \ rightarrow 4H_3PO_4 \]

На этот раз полностью протонированная кислота имеет следующую структуру:

Фосфорная (V) кислота - еще одна слабая кислота с pK a , равным 2,15, что незначительно слабее, чем фосфористая кислота. Растворы каждой из этих кислот с концентрацией около 1 моль дм -3 имеют pH около 1.

Оксид фосфорной кислоты (V) также вряд ли будет напрямую реагировать с основанием, но гипотетические реакции рассматриваются. В кислотной форме молекула имеет три кислотные -ОН группы, которые могут вызывать трехступенчатую реакцию с гидроксидом натрия:

\ [NaOH + H_3PO_4 \ rightarrow NaH_2PO_4 + H_2O \]

\ [2NaOH + H_3PO_4 \ rightarrow Na_2HPO_4 + 2H_2O \]

\ [3NaOH + H_3PO_4 \ rightarrow Na_3PO_4 + 3H_2O \]

Подобно оксиду фосфора (III), если оксид фосфора (V) реагирует непосредственно с раствором гидроксида натрия, образуется такая же возможная соль, как на третьей стадии (и только эта соль):

\ [12NaOH + P_4O_ {10} \ rightarrow 4Na_3PO_4 + 6H_2O \]

Оксиды серы

Рассматриваются два оксида: диоксид серы SO 2 и триоксид серы SO 3 .

Диоксид серы: Диоксид серы хорошо растворяется в воде, реагируя с образованием раствора сернистой кислоты (также известной как серная (IV) кислота), H 2 SO 3 , как показано в реакции ниже. Этот вид существует только в растворе, и при любой попытке его изолировать выделяется диоксид серы.

\ [SO_2 + H_2O \ стрелка вправо H_2SO_3 \]

Протонированная кислота имеет следующую структуру:

Сернистая кислота также является относительно слабой кислотой с pK и около 1.8, но немного сильнее, чем две указанные выше фосфорсодержащие кислоты. Достаточно концентрированный раствор сернистой кислоты имеет pH около 1.

.

Диоксид серы также напрямую реагирует с основаниями, такими как раствор гидроксида натрия. Барботирование диоксида серы через раствор гидроксида натрия сначала образует раствор сульфита натрия, а затем раствор гидросульфита натрия, если диоксид серы находится в избытке.

\ [SO_2 + 2NaOH \ rightarrow Na_2SO_3 + H_2O \]

\ [Na_2SO_3 + H_2O \ rightarrow 2NaHSO_3 \]

Другая важная реакция диоксида серы - с основным оксидом кальция с образованием сульфита кальция (также известного как сульфат кальция (IV)).Это один из важных методов удаления диоксида серы из дымовых газов на электростанциях.

\ [CaO + SO_2 \ стрелка вправо CaSO_3 \]

Триоксид серы: Триоксид серы бурно реагирует с водой с образованием тумана из капель концентрированной серной кислоты.

\ [SO_3 + H_2O \ rightarrow H_2SO_4 \]

Чистая, полностью протонированная серная кислота имеет структуру:

Серная кислота - сильная кислота, и растворы обычно имеют pH около 0.{2-} (водн.) \]

Это полезно, если вы понимаете причину, по которой серная кислота является более сильной кислотой, чем серная кислота. Вы можете применить те же рассуждения к другим кислотам, которые вы найдете на этой странице.

Серная кислота сильнее серной кислоты, потому что, когда ион водорода теряется из одной из групп -ОН серной кислоты, отрицательный заряд, оставшийся на кислороде, распространяется (делокализуется) по иону за счет взаимодействия с кислородом с двойной связью. атомы. Отсюда следует, что большее количество атомов кислорода с двойной связью в ионе делает возможной большую делокализацию; большая делокализация приводит к большей стабильности, что снижает вероятность рекомбинации иона с ионом водорода и его превращения в неионизированную кислоту.

Серная кислота имеет только один кислород с двойной связью, тогда как серная кислота имеет два; дополнительная двойная связь обеспечивает гораздо более эффективную делокализацию, более стабильный ион и более сильную кислоту. Серная кислота проявляет все реакции, характерные для сильной кислоты. Например, при реакции с гидроксидом натрия образуется сульфат натрия; в этой реакции оба кислых протона реагируют с гидроксид-ионами, как показано:

\ [2NaOH + H_2SO_4 \ стрелка вправо Na_2SO_4 + 2H_2O \]

В принципе, гидросульфат натрия можно получить, используя вдвое меньше гидроксида натрия; в этом случае удаляется только один из кислых атомов водорода.

Сам по себе триоксид серы также напрямую реагирует с основаниями, такими как оксид кальция, с образованием сульфата кальция:

\ [CaO + SO_3 \ стрелка вправо CaSO_4 \]

Эта реакция аналогична описанной выше реакции с диоксидом серы.

Оксиды хлора

Хлор образует несколько оксидов, но здесь рассматриваются только два (оксид хлора (VII), Cl 2 O 7 и оксид хлора (I), Cl 2 O). Оксид хлора (VII) также известен как гептоксид дихлора, а оксид хлора (I) - как монооксид дихлора.

Оксид хлора (VII): Оксид хлора (VII) является высшим оксидом хлора - атом хлора находится в максимальной степени окисления +7. Он продолжает тенденцию высших оксидов элементов периода 3 к тому, чтобы быть более сильными кислотами. Оксид хлора (VII) реагирует с водой с образованием очень сильной кислоты, хлорноватой (VII) кислоты, также известной как хлорная кислота.

\ [Cl_2O_7 + H_2O \ стрелка вправо 2HClO_4 \]

Как и в серной кислоте, pH типичных растворов хлорной кислоты составляет около 0.Нейтральная хлорная (VII) кислота имеет следующую структуру:

Когда ион хлората (VII) (перхлорат-ион) образуется в результате потери протона (например, в реакции с водой), заряд делокализован по каждому атому кислорода в ионе. Это делает ион очень стабильным, а хлорную (VII) кислоту очень сильной.

Хлорная (VII) кислота реагирует с раствором гидроксида натрия с образованием раствора хлората натрия (VII):

\ [NaOH + HClO_4 \ стрелка вправо NaClO_4 + h3O \]

Сам оксид хлора (VII) также непосредственно реагирует с раствором гидроксида натрия с образованием того же продукта:

\ [2NaOH + Cl_2O_7 \ стрелка вправо 2NaClO_4 + H_2O \]

Оксид хлора (I): Оксид хлора (I) намного менее кислый, чем оксид хлора (VII).- \) также известна как хлорноватистая кислота.

\ [Cl_2O + H_2O \ rightleftharpoons 2HOCl \]

Структура хлорноватой (I) кислоты в точности такая, как показано ее формулой HOCl. У него нет атомов кислорода с двойными связями и нет способа делокализации заряда по отрицательному иону, образовавшегося в результате потери водорода. Следовательно, образовавшийся отрицательный ион не очень стабилен и легко восстанавливает свой протон, чтобы превратиться в кислоту. Хлорная (I) кислота очень слабая (pK a = 7,43) и реагирует с раствором гидроксида натрия с образованием раствора хлората натрия (I) (гипохлорита натрия):

\ [NaOH + HOCl \ rightarrow NaOCl + H_2O \]

Оксид хлора (I) также напрямую реагирует с гидроксидом натрия с образованием того же продукта:

\ [2NaOH + Cl_2O \ стрелка вправо 2NaOCl + H_2O \]

,

кислотно-основное поведение периода 3 оксидов

КИСЛОТНО-ОСНОВНОЕ ПОВЕДЕНИЕ ОКСИДОВ ПЕРИОДА 3

 

На этой странице рассматриваются реакции оксидов элементов периода 3 (натрия в хлор) с водой, а также с кислотами или основаниями, где это необходимо. Очевидно, что аргон не используется, поскольку он не образует оксид.

 

Краткое описание тенденции

Оксиды

Мы будем рассматривать следующие оксиды:

Na 2 O MgO Al 2 O 3 SiO 2 P 4 O 10 SO 3 Cl 2 O 7
P 4 O 6 SO 2 Cl 2 O

Примечание: Если вы еще не были там, возможно, вам будет интересно посмотреть на страницу о структурах и физических свойствах оксидов Периода 3 в качестве полезного введения, прежде чем идти дальше.

Используйте кнопку НАЗАД в браузере, чтобы быстро вернуться на эту страницу позже, если вы решите перейти по этой ссылке.



Тенденция кислотно-щелочного поведения

Тенденция кислотно-основного поведения показана в различных реакциях, но в виде простого резюме:

  • Тенденция идет от сильноосновных оксидов в левой части к сильнокислотным в правой части через амфотерный оксид (оксид алюминия) в середине.Амфотерный оксид проявляет как кислотные, так и основные свойства.

Для этой простой тенденции вы должны смотреть только на самые высокие оксиды отдельных элементов. Это те, которые находятся в верхнем ряду выше, и там, где элемент находится в максимально возможной степени окисления. Картина не так проста, если вы включите и другие оксиды.

Для оксидов неметаллов их кислотность обычно рассматривается в терминах кислотных растворов, образующихся при их реакции с водой - например, триоксид серы реагирует с образованием серной кислоты.Однако все они будут реагировать с основаниями, такими как гидроксид натрия, с образованием солей, таких как сульфат натрия.

Все эти реакции подробно рассматриваются на оставшейся части этой страницы.


Предупреждение: Остальная часть этой страницы содержит довольно много деталей о различных оксидах. Не упускайте из виду общую тенденцию этого периода в отношении самых высоких оксидов, когда вы смотрите на все эти детали.

Важно знать, что ваша программа говорит по этой теме, а также изучать прошлые работы и схемы отметок - иначе вы в конечном итоге увязнете в массе деталей, о которых вам действительно не нужно знать.Если вы готовитесь к экзамену в Великобритании (уровень A или его эквивалент) и у вас нет ничего из этого, перейдите по этой ссылке, прежде чем идти дальше, чтобы узнать, как их получить.



 

Химия индивидуальных оксидов

Оксид натрия

Оксид натрия - простой сильноосновной оксид. Он является основным, поскольку содержит ион оксида, O 2-, который является очень сильным основанием с высокой тенденцией к объединению с ионами водорода.

Реакция с водой

Оксид натрия экзотермически реагирует с холодной водой с образованием раствора гидроксида натрия. В зависимости от его концентрации pH будет около 14.

Реакция с кислотами

Оксид натрия, как сильное основание, также вступает в реакцию с кислотами. Например, он будет реагировать с разбавленной соляной кислотой с образованием раствора хлорида натрия.

 

Оксид магния

Оксид магния также является простым основным оксидом, поскольку он также содержит ионы оксида.Однако он не такой щелочной, как оксид натрия, потому что ионы оксида не так свободны.

В случае оксида натрия твердое вещество удерживается вместе за счет притяжения между 1+ и 2- ионами. В случае оксида магния притяжение составляет от 2+ до 2-. Чтобы их сломать, требуется больше энергии.

Даже с учетом других факторов (таких как энергия, выделяемая, когда положительные ионы притягиваются к воде в образовавшемся растворе), общий эффект этого заключается в том, что реакции с участием оксида магния всегда будут менее экзотермическими, чем реакции оксида натрия.

Реакция с водой

Если встряхнуть немного белого порошка оксида магния с водой, ничего не произойдет - похоже, он не отреагирует. Однако, если вы проверите уровень pH жидкости, вы обнаружите, что он находится где-то около 9, что свидетельствует о слабощелочной активности.

Должна быть какая-то небольшая реакция с водой с образованием гидроксид-ионов в растворе. В результате реакции образуется некоторое количество гидроксида магния, но он почти нерастворим, поэтому не так много гидроксид-ионов действительно попадает в раствор.

Реакция с кислотами

Оксид магния реагирует с кислотами так же, как и любой простой оксид металла. Например, он реагирует с теплой разбавленной соляной кислотой с образованием раствора хлорида магния.

 

Оксид алюминия

Описание свойств оксида алюминия может сбивать с толку, поскольку он существует в нескольких различных формах. Одна из этих форм очень инертна.Химически он известен как альфа-Al 2 O 3 и производится при высоких температурах.

Далее мы принимаем одну из наиболее реактивных форм.

Оксид алюминия амфотерный . Он вступает в реакцию как с основанием, так и с кислотой.

Реакция с водой

Оксид алюминия не реагирует с водой так же просто, как оксид натрия и оксид магния, и не растворяется в ней.Хотя он все еще содержит ионы оксида, они слишком прочно удерживаются в твердой решетке, чтобы вступать в реакцию с водой.


Примечание: Однако некоторые формы оксида алюминия действительно очень эффективно поглощают воду. Я не смог установить, связано ли это поглощение только с такими вещами, как водородные связи, или же происходит настоящая химическая реакция с образованием какого-то гидроксида. Если у вас есть надежная информация по этому поводу, не могли бы вы связаться со мной по адресу, указанному на странице об этом сайте.


Реакция с кислотами

Оксид алюминия содержит ионы оксида и поэтому реагирует с кислотами так же, как оксиды натрия или магния. Это означает, например, что оксид алюминия будет реагировать с горячей разбавленной соляной кислотой с образованием раствора хлорида алюминия.

В этой (и подобных реакциях с другими кислотами) оксид алюминия демонстрирует основную сторону своей амфотерной природы.

 

Реакция с основаниями

Оксид алюминия также имеет кислотную сторону в своей природе, и это проявляется в реакции с основаниями, такими как раствор гидроксида натрия.

Образуются различные алюминаты - соединения, в которых алюминий находится в отрицательном ионе. Это возможно, потому что алюминий имеет способность образовывать ковалентные связи с кислородом.

В случае натрия существует слишком большая разница в электроотрицательности между натрием и кислородом для образования чего-либо, кроме ионной связи.Но электроотрицательность увеличивается по мере прохождения периода, а разница электроотрицательностей между алюминием и кислородом меньше. Это позволяет образовывать ковалентные связи между ними.


Примечание: Если вас не устраивает электроотрицательность, вы найдете объяснение, если перейдете по этой ссылке.

Используйте кнопку НАЗАД в браузере, чтобы вернуться на эту страницу позже.



С горячим концентрированным раствором гидроксида натрия оксид алюминия реагирует с образованием бесцветного раствора тетрагидроксоалюмината натрия.


Примечание: Вы можете найти все виды других формул, приведенных для продукта этой реакции. Они варьируются от NaAlO 2 (который является дегидратированной формой той, что указан в уравнении) до Na 3 Al (OH) 6 (который представляет собой совершенно другой продукт).

То, что вы получите, будет зависеть от таких вещей, как температура и концентрация раствора гидроксида натрия. В любом случае, правда почти наверняка намного сложнее, чем что-либо из вышеперечисленного.Это тот случай, когда было бы неплохо узнать, что ваши экзаменаторы цитируют в своих вспомогательных материалах или схемах выставления оценок, и придерживаться этого.

При необходимости получите такую ​​информацию от экзаменаторов (если вы изучаете курс в Великобритании), перейдя по ссылкам на странице учебных программ.



 

Диоксид кремния (оксид кремния (IV))

К тому времени, когда вы доберетесь до кремния в течение периода, электроотрицательность увеличится настолько, что уже не будет достаточной разницы в электроотрицательности между кремнием и кислородом для образования ионных связей.

Диоксид кремния не имеет основных свойств - не содержит оксидных ионов и не реагирует с кислотами. Вместо этого он очень слабокислый, реагируя с сильными основаниями.

Реакция с водой

Диоксид кремния не реагирует с водой из-за сложности разрушения гигантской ковалентной структуры.

Реакция с основаниями

Диоксид кремния реагирует с раствором гидроксида натрия, но только если он горячий и концентрированный.Образуется бесцветный раствор силиката натрия.

Вы также можете быть знакомы с одной из реакций, происходящих при извлечении железа в доменной печи - в которой оксид кальция (из известняка, который является одним из сырьевых материалов) реагирует с диоксидом кремния с образованием жидкого шлака, силиката кальция. Это также пример реакции кислого диоксида кремния с основанием.

 

Важно! Что касается остальных оксидов, мы в основном будем рассматривать результаты их реакции с водой с образованием растворов различных кислот.

Когда мы говорим о повышении кислотности оксидов по мере перехода, скажем, от оксида фосфора (V) к триоксиду серы к оксиду хлора (VII), обычно мы говорим о возрастающей силе кислот, образующихся при их реакции. с водой.

 

Оксиды фосфора

Мы собираемся рассмотреть два оксида фосфора, оксид фосфора (III), P 4 O 6 , и оксид фосфора (V), P 4 O 10 .

Оксид фосфора (III)

Оксид фосфора (III) реагирует с холодной водой с образованием раствора слабой кислоты H 3 PO 3 , известной как фосфористая кислота, ортофосфорная кислота или фосфоновая кислота. Его реакция с горячей водой намного сложнее.


Примечание: Обратите внимание на окончание «-ous» в первых двух именах. Это не орфографическая ошибка - это правда! Его используют, чтобы отличить его от фосфорной кислоты, которая совершенно иная (см. Ниже).

Названия фосфорсодержащих кислот - это настоящий кошмар! (На самом деле, насколько я понимаю, фосфорные кислоты в целом всегда были и продолжают быть полным кошмаром!) Не беспокойтесь об этих названиях на этом уровне. Просто убедитесь, что вы можете написать формулы, если вам это нужно - и будьте благодарны за то, что вам не нужно больше о них знать!




Чистая неионизированная кислота имеет структуру:

Водороды не выделяются в виде ионов до тех пор, пока вы не добавите в кислоту воду, и даже в этом случае выделяется немного, потому что фосфористая кислота - это всего лишь слабая кислота.

Фосфорная кислота имеет pK a , равное 2,00, что делает ее более сильной, чем обычные органические кислоты, такие как этановая кислота (pK a = 4,76).


Примечание: Если вы знаете о pK a , но не очень уверены, вы можете перейти по этой ссылке, но это, вероятно, займет у вас много времени. Все, что вам действительно нужно знать по этой теме, это то, что чем ниже значение pK a , тем сильнее кислота.


Маловероятно, что вы когда-нибудь прореагируете напрямую оксидом фосфора (III) с основанием, но вам может потребоваться знать, что произойдет, если вы прореагируете образовавшуюся фосфористую кислоту с основанием.

В фосфористой кислоте два атома водорода в группах -ОН являются кислотными, а другой - нет. Это означает, что вы можете получить две возможные реакции, например, с раствором гидроксида натрия в зависимости от используемых пропорций.

В первом случае только один из кислых атомов водорода прореагировал с гидроксид-ионами основания. Во втором случае (с использованием вдвое большего количества гидроксида натрия) прореагировали оба.

Если бы вы реагировали непосредственно оксидом фосфора (III) с раствором гидроксида натрия, а не сначала производили кислоту, вы бы получили те же возможные соли.


Примечание: Проверьте свой учебный план, прошлые работы и схемы отметок, прежде чем вы слишком увязнете в этом! Перейдите по этой ссылке, чтобы узнать, как получить их, если у вас их еще нет (только учебные программы для Великобритании).


Оксид фосфора (V)

Оксид фосфора (V) бурно реагирует с водой с образованием раствора, содержащего смесь кислот, природа которой зависит от условий.Обычно мы просто рассматриваем одну из них, фосфорную (V) кислоту, H 3 PO 4 , также известную как фосфорная кислота или ортофосфорная кислота.

На этот раз чистая неионизированная кислота имеет структуру:

Фосфорная (V) кислота также является слабой кислотой с pK a 2,15. Это делает его на слабее фосфористой кислоты. Растворы обеих этих кислот с концентрацией около 1 моль дм -3 будут иметь pH около 1.

Опять же, вы вряд ли когда-нибудь прореагируете этот оксид с основанием, но можно ожидать, что вы узнаете, как фосфорная (V) кислота реагирует с чем-то вроде раствора гидроксида натрия.

Если вы посмотрите на структуру, вы увидите, что она имеет три группы -ОН, и каждая из них имеет кислый атом водорода. Вы можете провести реакцию с гидроксидом натрия в три стадии, причем один за другим эти атомы водорода реагируют с ионами гидроксида.

Опять же, если бы вы реагировали непосредственно оксидом фосфора (V) с раствором гидроксида натрия, а не сначала производили кислоту, вы бы получили те же возможные соли.

Это становится смешным, поэтому я приведу только один пример из возможных уравнений:


Примечание: Если на экзамене вам задают вопрос, в котором вам просто нужно написать уравнение реакции гидроксида натрия с фосфорной (V) кислотой, какое уравнение вам следует написать? Это не имеет особого значения - все они совершенно верны. В каждом случае это просто зависит от пропорций двух используемых вами реагентов.

Если вы действительно хотите быть уверенным, проверьте прошлые документы и отметьте схемы. Я нашел один вопрос о реакции между оксидом натрия и фосфорной (V) кислотой, где схема маркировки принимала любое из возможных уравнений - чего я и ожидал.

(Я знаю, что не давал вам этот конкретный набор уравнений, но их нетрудно решить, если вы понимаете принцип, и я не могу дать каждое отдельное кислотно-основное уравнение. Это уже давно страница будет длиться вечно, и все в отчаянии сдадутся задолго до конца! Вот почему вы пытаетесь понять химию, а не изучать ее как попугай.)

Пожалуйста, не тратьте время на изучение уравнений - или, по крайней мере, до тех пор, пока вы не узнаете и не поймете всю остальную химию, которую вам нужно знать и понимать! У любого уравнения очень мало шансов пройти экзамен, даже если оно входит в вашу конкретную программу.

Жизнь слишком коротка, чтобы тратить время на изучение уравнений. Знайте, как их решить, если вам нужно.



 

Оксиды серы

Мы собираемся рассмотреть диоксид серы SO 2 и триоксид серы SO 3 .

Диоксид серы

Двуокись серы хорошо растворяется в воде, реагируя с ней, давая раствор, известный как сернистая кислота, который традиционно имеет формулу H 2 SO 3 . Однако основным веществом в растворе является просто гидратированный диоксид серы - SO 2 , xH 2 O. Спорный вопрос, существует ли вообще в растворе какая-либо H 2 SO 3 как таковая.

Сернистая кислота также является слабой кислотой с pK a около 1.8 - немного сильнее, чем две указанные выше фосфорсодержащие кислоты. Достаточно концентрированный раствор сернистой кислоты снова будет иметь pH около 1.

.

Примечание: Существует некоторая изменчивость значений pK и для серной кислоты, указанных различными источниками - от 1,77 до 1,92. У меня нет возможности узнать, что из этого правильно.

Ионизация «серной кислоты» включает ионизацию гидратированного комплекса, и вам не следует беспокоиться об этом на этом уровне.



Диоксид серы также будет напрямую реагировать с основаниями, такими как раствор гидроксида натрия. Если диоксид серы барботируют через раствор гидроксида натрия, сначала образуется раствор сульфита натрия, а затем раствор гидрогенсульфита натрия, когда диоксид серы оказывается в избытке.


Примечание: Сульфит натрия также называют сульфатом натрия (IV).Гидросульфит натрия также является гидросульфатом натрия (IV) или бисульфитом натрия.

Обратите внимание, что уравнения для этих реакций отличаются от примеров для фосфора. В этом случае мы реагируем непосредственно оксид с гидроксидом натрия, потому что мы, скорее всего, будем это делать именно так.



Другая важная реакция диоксида серы - с основным оксидом кальция с образованием сульфита кальция (сульфата кальция (IV)).Это лежит в основе одного из методов удаления диоксида серы из дымовых газов на электростанциях.

 

Триоксид серы

Триоксид серы бурно реагирует с водой с образованием тумана из концентрированных капель серной кислоты.


Примечание: Если вы знаете о контактном процессе производства серной кислоты, вы знаете, что триоксид серы всегда преобразуется в серную кислоту циклическим способом, чтобы избежать проблемы тумана серной кислоты.

Если вам интересно, вы найдете подробную информацию о процессе обращения в другом месте на этом сайте, но это не относится к текущей теме.



Чистая неионизированная серная кислота имеет структуру:

Серная кислота - сильная кислота, и растворы обычно имеют pH около 0.

Кислота реагирует с водой, давая ион гидроксония (ион водорода в растворе, если хотите) и ион сероводорода.Эта реакция проходит практически на 100%.

Второй водород удалить сложнее. На самом деле ион сероводорода является относительно слабой кислотой, по силе близкой к кислотам, которые мы уже обсуждали на этой странице. На этот раз вы получите равновесие:

 

Серная кислота, конечно же, имеет все реакции сильной кислоты, с которыми вы знакомы из вводных курсов химии. Например, нормальная реакция с раствором гидроксида натрия заключается в образовании раствора сульфата натрия, в котором оба кислых водорода реагируют с ионами гидроксида.

В принципе, вы также можете получить раствор гидросульфата натрия, используя вдвое меньше гидроксида натрия и просто реагируя с одним из двух кислых водородов в кислоте. На практике лично я никогда этого не делал - на данный момент не вижу особого смысла!

 

Сам по себе триоксид серы также вступает в прямую реакцию с основаниями с образованием сульфатов. Например, он будет реагировать с оксидом кальция с образованием сульфата кальция. Это похоже на реакцию с диоксидом серы, описанную выше.

 

Оксиды хлора

Хлор образует несколько оксидов, но единственными двумя, упомянутыми в любой из учебных программ уровня A Великобритании, являются оксид хлора (VII), Cl 2 O 7 , и оксид хлора (I), Cl 2 O. Хлор ( VII) оксид также известен как гептоксид дихлора, а оксид хлора (I) - как монооксид дихлора.

Оксид хлора (VII)

Оксид хлора (VII) - высший оксид хлора - хлор находится в максимальной степени окисления +7.Он продолжает тенденцию высших оксидов элементов периода 3 к тому, чтобы быть более сильными кислотами.

Оксид хлора (VII) реагирует с водой с образованием очень сильной кислоты, хлорноватой (VII) кислоты, также известной как хлорная кислота. PH типичных растворов, как и серной кислоты, будет около 0,

.

Неионизированная хлорная (VII) кислота имеет структуру:

Вероятно, вам это не понадобится для целей UK A level (или его эквивалентов), но это полезно, если вы понимаете причину, по которой хлорная (VII) кислота является более сильной кислотой, чем хлорная (I) кислота (см. Ниже) ,Вы можете применить те же рассуждения к другим кислотам на этой странице.

Когда ион хлората (VII) (перхлорат-ион) образуется в результате потери иона водорода (например, когда он реагирует с водой), заряд может быть делокализован по каждому атому кислорода в ионе. Это делает его очень стабильным и означает, что хлорная (VII) кислота очень сильна.


Примечание: Это похоже на делокализацию, которая происходит в этаноат-ионе, образующемся, когда этановая кислота ведет себя как слабая кислота.Вы найдете это более подробно на странице об органических кислотах.

Используйте кнопку НАЗАД в браузере, если вы решите перейти по этой ссылке.



Хлорная (VII) кислота реагирует с раствором гидроксида натрия с образованием раствора хлората натрия (VII).

Сам оксид хлора (VII) также реагирует с раствором гидроксида натрия с образованием того же продукта.

 

Оксид хлора (I)

Оксид хлора (I) намного менее кислый, чем оксид хлора (VII).Он до некоторой степени реагирует с водой с образованием хлорноватистой (I) кислоты HOCl, также известной как хлорноватистая кислота.


Примечание: Вы также можете найти хлорную (I) кислоту, записанную как HClO. Форма, которую я использовал, более точно отражает способ соединения атомов.


Структура хлорноватой (I) кислоты точно такая же, как показано ее формулой HOCl. У него нет атомов кислорода с двойными связями и нет способа делокализации заряда по отрицательному иону, образовавшегося в результате потери водорода.

Это означает, что образовавшийся отрицательный ион не очень стабилен и легко восстанавливает свой водород, чтобы превратиться в кислоту. Хлорная (I) кислота очень слабая (pK a = 7,43).

Хлорная (I) кислота реагирует с раствором гидроксида натрия с образованием раствора хлората натрия (I) (гипохлорита натрия).

Оксид хлора (I) также напрямую реагирует с гидроксидом натрия с образованием того же продукта.

 
 

Куда бы вы сейчас хотели пойти?

В меню «Период 3»., ,

В меню «Неорганическая химия». , ,

В главное меню. , ,

 

© Джим Кларк 2005 (последнее изменение - ноябрь 2015 г.)

.

Gcse science / кислоты и основания, соли и электролиз

Из Викиучебника, открывайте книги для открытого мира

Перейти к навигации Перейти к поиску
Найдите Gcse science / кислоты и основания, соли и электролиз в одном из родственных проектов Wikibooks: Викиучебник не имеет страницы с таким точным названием.

Другие причины, по которым это сообщение может отображаться:

  • Если страница была создана здесь недавно, она может быть еще не видна из-за задержки обновления базы данных; подождите несколько минут и попробуйте функцию очистки.
  • Заголовки в Викиучебниках чувствительны к регистру , за исключением первого символа; Пожалуйста, проверьте альтернативные заглавные буквы и подумайте о добавлении перенаправления здесь к правильному заголовку.
  • Если страница была удалена, проверьте журнал удалений и просмотрите политику удаления.
,

Смотрите также