Оксиды. Электролитическая диссоциация

2. Оксиды

Оксидами называются сложные вещества, состоящие из атомов двух элементов, одним из которых является кислород со степенью окисления -2.

Если требуется составить формулу оксида ванадия (+5), необходимо найти наименьшее общее кратное между степенями окисления ванадия (+5) и кислорода (-2), взятыми по модулю. Наименьшим общим кратным чисел 5 и 2 является 10. Если наименьшее общее кратное 10 разделить на 5, получится число атомов ванадия в молекуле (2), если наименьшее общее кратное 10 разделить на 2, получится число атомов кислорода в молекуле оксида ванадия (+5). Соответствующая формула V₂O₅ означает, что в одной молекуле содержится 2 атома ванадия и 5 атомов кислорода.

2.1. Общие способы получения оксидов

1) Непосредственное взаимодействие веществ с кислородом:

4Al + 3O₂  2Al₂O₃                                                                                                                      (1)

Коэффициенты показывают количество каждой молекул в химическом уравнении.

2) Термическое разложение некоторых кислот, оснований и некоторых солей (обычно это относится к плохо растворимым в воде веществам):

2Fe(OH)₃   Fe₂O₃ + 3H₂O                                                                                                  (2)

H₂CO₃   CO₂ + H₂O                                                                                                            (3)

CaCO₃   CaO + CO₂                                                                                                           (4)

2.2. Общие свойства оксидов

Оксид взаимодействует с водой, если соответствующий гидроксид (кислота или основание) растворим в воде (Приложение 3 – таблица растворимости):

Na₂O + H₂O  2NaOH (P)                                                                                                    (5)

BaO + H₂O  Ba(OH)₂ (P)                                                                                                   (6)

MgO + H₂O  не взаимодействует, поскольку гидроксид магния нерастворим в воде

SO₃ + H₂O  H₂SO₄ (P)                                                                                                         (7)

SiO₂ +H₂O  не взаимодействует, поскольку кремниевая кислота нерастворима в воде

ОснОвными называются оксиды, которые взаимодействуют с кислотами и не взаимодействуют с основаниями:

CaO + 2HCl  CaCl₂ + H₂O                                                                                               (8)

Основные оксиды образуют металлы с небольшими степенями окисления (как правило, +1 и +2).

Кислотными называются оксиды, которые взаимодействуют с основаниями и не взаимодействуют с кислотами:

CO₂ + Ca(OH)₂  CaCO₃ + H₂O                                                                                      (9)

Кислотные оксиды образуют неметаллы, а также металлы с большими степенями окисления (+5, +6, +7).

Амфотерными называются оксиды, которые взаимодействуют и с кислотами, и с основаниями:

ZnO + 2HCl  ZnCl₂ + H₂O                                                                                               (10)

ZnO + 2NaOH + H₂O  Na₂[Zn(OH)₄]                                                                             (11)

Амфотерные оксиды образуют металлы со степенями окисления (+2, +3, +4).

3. Электролитическая диссоциация

Электролитическая диссоциация – это самопроизвольный распад молекул на ионы в растворе или в расплаве. Электролит – вещество, которое способно распадаться на ионы.

Если растворить в воде поваренную соль (хлорид натрия), то молекула распадется на катион натрия и хлорид-анион:

NaCl  Na⁺ + Cl^-                                                                                                                           (12)

Уравнение диссоциации (12) не является химическим уравнением (1-11), потому что при диссоциации не образуется нового вещества.

Степень диссоциации (α) – отношение количества молекул, распавшихся на ионы, к общему количеству растворенных молекул. (Приложение 4 – степени диссоциации электролитов).

Сильный электролит полностью распадается на ионы, то есть α=1. Примером сильного электролита является хлорид натрия (12).

При диссоциации слабого электролита меньше половины растворенных молекул распадаются на ионы, то есть α<0,5.

CH₃COOH CH₃COO^- + H⁺                                                                                                   (13)

Простые вещества и оксиды, как правило, электролитами не являются.