Химия

Оксиды неметаллов

 

Вы уже знаете, что все вещества делят на две большие группы – органические и неорганические вещества. В 8 классе изучается классификация неорганических веществ. Вам уже знакомы некоторые группы неорганических веществ – оксиды, хлориды, сульфиды, кислоты и т. д.

 

Изучение классов неорганических веществ мы начнем с группы веществ, которую называют кислотными оксидами. Многие простые вещества – неметаллы при взаимодействии с кислородом образуют оксиды.

Уголь сгорает в атмосфере кислорода с образованием оксида углерода (IV):

С+О₂ = СО₂

Фосфор тоже горит в кислороде, при этом образуется оксид фосфора (V):

4P + 5O₂ = 2P₂O₅

Рис. 1. Горение фосфора в кислороде

 

Образование кислот

 

 

При растворении полученных оксидов в воде образуются растворы, обладающие общими свойствами. Эти растворы кислые на вкус. В ходе растворения оксида углерода (IV) и оксида фосфора (V) в воде образуются кислоты. Запишем уравнения этих реакций.

 

При растворении в воде оксида углерода (IV) образуется угольная кислота – Н₂СО₃:

СO₂ + H₂O↔H₂CO₃

Угольная кислота – нестойкое вещество, она разлагается на исходные вещества. Поэтому правильнее вместо знака равенства поставить знак обратимости в уравнении этой реакции.

Оксид фосфора (V) хорошо растворяется в воде с образованием ортофосфорной кислоты H₃PO₄:

P₂O₅+3H₂O=2H₃PO₄

Данные реакции являются реакциями соединения.

 

Кислотные оксиды

 

 

Теперь мы можем объяснить происхождение названия химического элемента кислорода. «Кислород» - «рождающий кислоты»: при взаимодействии некоторых неметаллов с кислородом образуются оксиды, растворение которых в воде позволяет получить кислоты.

 

Оксиды, которым соответствуют кислоты, называют кислотными оксидами.

Например, оксид углерода (IV) и оксид фосфора (V) – кислотные оксиды.

Но не все оксиды неметаллов являются кислотными. Есть оксиды неметаллов, которым не соответствуют кислоты. Среди них, оксид углерода (II) или угарный газ - СО, оксиды азота (I) и (II) – N₂O, NO. Этим оксидам кислоты не соответствуют.

Есть еще один интересный факт – не все кислотные оксиды взаимодействуют с водой. Например, оксид кремния (IV) не растворяется в воде. Это вещество составляет основу кварца и белого речного песка. Но оксид кремния является кислотным оксидом, т.к. ему соответствует кремниевая кислота H₂SiO₃. Это стало известно благодаря тому, что кремниевая кислота разлагается на оксид кремния и воду:

H₂SiO₃ = SiO₂ + H₂O

К классу кислотных оксидов относятся не только оксиды неметаллов. Кислотные оксиды могут образовать и некоторые металлы с валентностью более III.

Например оксид хрома (VI) является кислотным оксидом, т.к. ем соответствует хромовая кислота H₂CrO₄. Эту кислоту можно получить при взаимодействии оксида хрома (VI) с водой:

CrO₃+H₂O=H₂CrO₄

 

 

Составление формул кислот, соответствующих оксидам

 

 

Не надо заучивать какая кислота какому оксиду соответствует. Чтобы составить формулу кислоты, соответствующей оксиду, надо запомнить несколько правил. Во-первых, валентность химического элемента в оксиде и соответствующей ему кислоте должна быть одинакова.

 

Валентности элементов в оксиде вы уже умеете определять. Например, в оксиде азота N₂O₅ валентность азота равна V. Валентности элементов в кислоте, состоящей из трех химических элементов, определить также несложно. Определим валентности элементов в азотной кислоте HNO₃. Валентность водорода в кислотах равна I, валентность кислорода равна II. Чтобы найти валентность азота, нужно из общего числа валентностей кислорода вычесть общее число валентностей водорода, т. е. из 6 вычесть 1.

Рис. 2. Валентность азота в N₂O₅ и HNO₃ одинакова и равна V

Формулу кислоты, соответствующей оксиду можно составить, используя реакцию соединения кислотного оксида с водой. Если суммировать атомы одной молекулы оксида и одной молекулы воды, то в большинстве случаев получится формула искомой кислоты.

Рассмотрим два примера. Составим формулы кислот, соответствующих оксиду углерода (IV) и оксиду азота (III). Просуммируем атомы одной молекулы углекислого газа и одной молекулы воды. Получилась формула угольной кислоты H₂CO₃.

То же проделаем с одной молекулой N₂O₃ и одной молекулой Н₂О. Получили Н₂N₂O₄. В получившейся формуле можно сократить индексы на 2. Получим HNO₂ – азотистую кислоту (рис. 3).

Рис. 3. Составление формул кислот, соответствующих оксидам

Этим правилом нельзя воспользоваться для составления формулы ортофосфорной кислоты. Чтобы ее получить к молекуле оксида фосфора (V) надо прибавить 3 молекулы воды.

 

Список рекомендованной литературы

1. Сборник задач и упражнений по химии: 8-й кл.: к учеб. П. А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / П. А. Оржековский, Н. А. Титов, Ф. Ф. Гегеле. – М.: АСТ: Астрель, 2006. (с. 97-98)
2. Ушакова О. В. Рабочая тетрадь по химии: 8-й кл.: к учебнику П. А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О. В. Ушакова, П. И. Беспалов, П. А. Оржековский; под. ред. проф. П. А. Оржековского - М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006. (с. 91-95)
3. Химия. 8 класс. Учеб. для общеобр. учреждений / П. А. Оржековский, Л. М. Мещерякова, М. М. Шалашова. – М.: Астрель, 2013. (§28)
4. Химия: 8-й класс: учеб. для общеобр. учреждений / П. А. Оржековский, Л. М. Мещерякова, Л. С. Понтак. М.: АСТ: Астрель, 2005. (§34)
5. Химия: неорган. химия: учеб. для 8кл. общеобр. учрежд. /Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2009. (§30)
6. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред. В. А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. – М.: Аванта+, 2003.

 

Дополнительные веб-ресурсы

1. Взаимодействие кислотных оксидов с водой (Источник)
2. Важнейшие классы неорганических веществ (Источник)
3. Свойства оксидов (Источник)

 

Домашнее задание

1. с. 93-94 №№ 2, 3, 5, 6 из Рабочей тетради по химии: 8-й кл.: к учебнику П. А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О. В. Ушакова, П. И. Беспалов, П. А. Оржековский; под. ред. проф. П. А. Оржековского - М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006.
2. с. 165 №№ 1, 2, 4  из учебника П. А. Оржековского, Л. М. Мещеряковой, М. М. Шалашовой «Химия: 8 кл.», 2013 г.