Кислотно-основные свойства оксидов

В зависимости от состава солеобразующие оксиды могут проявлять кислотные, основные и амфотерные свойства. Свойства оксидов разных элементов изменяются периодически. Следует использовать тот факт, что основные свойства оксида связаны с металличностью атома, а кислотные, соответственно, с неметалличностью. Таким образом:

• Кислотные свойства высших оксидов возрастают при движении вправо по периоду и вверх по группе в Периодической системе.

• Основные свойства высших оксидов возрастают при движении влево по периоду и вниз по группе в Периодической системе.

Химические свойства основных оксидов

Основные оксиды вступают в реакции преимущественно с веществами, проявляющими кислотные свойства: водой, кислотами, кислотными оксидами (кислотными свойствами также обладают амфотерные соединения, однако особенности взаимодействия с ними будут рассмотрены в соответствующих разделах).

Химическая активность основных оксидов напрямую связаны с прочностью кристаллической решетки, чем прочнее решетка, тем менее химически активен оксид.

• Взаимодействие с водой. В реакцию с водой при обычных условиях вступают в реакцию только наиболее активные основные оксиды – оксиды щелочных и щёлочноземельных металлов (от Ca до Ra). Реакция протекает в том случае, если в ходе нее образуется растворимое или малорастворимое основание.

  Исключения – BeO, который не реагирует с водой, и MgO, который реагирует только с горячей водой или водяным паром (то есть при нагревании).

• Взаимодействие с кислотами. Реакции основных оксидов с кислотами протекают хорошо, в случае сильных кислот или оксидов щелочных и щелочноземельных металлов, в остальных случаях для протекания реакции может потребоваться нагревание реакционной смеси. В ходе таких реакций образуется соль и вода.

• Взаимодействие с кислотными оксидами. При взаимодействии основных и кислотных оксидов образуются соответствующие соли, многие из таких реакций требуют повышенной температуры, однако реакции с оксидами щелочных и щелочноземельных протекают уже при обычных условиях.

Основные оксиды, которым соответствуют щёлочи, взаимодействуют со всеми кислотными оксидами. Остальные основные оксиды взаимодействуют только с кислотными оксидами, которым соответствуют сильные кислоты.

Химические свойства кислотных оксидов

Характерные химические свойства кислотных оксидов связаны с их взаимодействием с веществами, проявляющими основные свойства: водой, основаниями и основными оксидами (основными свойствами также обладают амфотерные соединения, однако взаимодействие с ними будет рассмотрено в соответствующих разделах).

• Взаимодействие с водой. С водой в реакцию вступают практически все кислотные оксиды, не реагируют с водой кислотные оксиды, которым соответствуют нерастворимые кислоты, например, диоксид кремния. В ходе таких реакций образуются кислотные гидроксиды (кислоты).

  Некоторые реакции являются обратимыми:

  Однако стоит помнить, что существуют оксиды, которым соответствуют несколько кислот. К таким «особенным» кислотным оксидам относятся диоксид азота, оксид фосфора(V), оксид хрома(VI). При взаимодействии с водой они образуют ряд кислот:

  – метафосфорная;

  – ортофосфорная;

  – пирофосфорная;

  – хромовая;

  – дихромовая.

• Взаимодействие с основаниями. Реакции кислотных оксидов с основаниями могут протекать как в растворе, так и с твердыми основаниями. Если в реакцию вступают активные оксиды(оксиды щелочных и щелочноземельных) или сильные основания, то реакции протекают хорошо уже при обычных условиях, в других случаях может потребоваться нагревание. В ходе таких реакций с избытком щелочей образуются соль(-и) и вода.

• Взаимодействие с основными оксидами. При взаимодействии кислотных и основных оксидов образуются соответствующие соли, многие из таких реакций требуют повышенной температуры, однако реакции с оксидами щелочных и щелочноземельных протекают уже при обычных условиях.

  Кислотные оксиды, которым соответствуют сильные кислоты, взаимодействуют со всеми основными оксидами. Кислотные оксиды, которым соответствуют слабые кислоты взаимодействуют только с основными оксидами, которым соответствуют щёлочи.

  Однако существуют реакции, в которых кислотные оксиды всё же реагируют с кислотами. Например, несмотря на то, что оксид кремния(IV) проявляет кислотные свойства, он растворяется в плавиковой кислоте! Кстати, именно поэтому плавиковую кислоту нельзя перевозить в стеклянной посуде(так как входит в состав стекла):

  – очень гигроскопичное вещество(отнимает воду), поэтому используется в качестве водоотнимающего агента:

Химические свойства амфотерных оксидов

Амфотерные оксиды способны проявлять как кислотные свойства, так и основные, для них характерны реакции с веществами, проявляющими как кислотные, так и основные свойства. Основность и кислотность амфотерных оксидов выражена слабее, чем у «чистых» оксидов, поэтому они, как правило, малоактивны.

• Взаимодействие с веществами, проявляющими кислотные свойства. При взаимодействии с кислотами и кислотными оксидами (которым соответствуют сильные кислоты) амфотерные оксиды проявляют свои основные свойства (образуют соли с кислотными оксидами и кислотами).

• Взаимодействие с основными оксидами. При взаимодействии с основными оксидами амфотерные оксиды проявляют свои кислотные свойства. Поскольку речь идет о взаимодействии твёрдых веществ, активность, одного из которых относительно невысока, то протекание таких реакций возможно лишь при повышенной температуре.

  В ходе таких реакций образуются соответствующие соли, например:

• Взаимодействие с основаниями. Взаимодействие амфотерных оксидов возможно как с расплавами оснований, так и с их растворами, преимущественно в данные реакции вступают щелочи. Для протекания таких реакций требуются повышенная температура и концентрированные растворы.

  В ходе взаимодействия с расплавами щелочей образуется соль и вода:

• Реакции с растворами щелочей протекают с образованием комплексных солей, в ходе реакции вода расходуется:

• Взаимодействие оксидов с солями. Нелетучие оксиды способны взаимодействовать с карбонатами и сульфитами при сплавлении. В ходе данных реакций нелетучие оксиды вытесняют летучие из состава солей:

  Стоит также помнить, что водные растворы некоторых оксидов представляют из себя растворы кислот, а значит они могут вытеснять менее сильные кислоты, а также переводить средние соли этих кислот в кислые.