היום אנחנו מתחילים את ההיכרות שלנו עם השיעורים החשובים ביותר תרכובות אנאורגניות. חומרים אנאורגניים מחולקים לפי הרכב, כפי שאתה כבר יודע, לפשוטים ומורכבים.
|
תַחמוֹצֶת |
חוּמצָה |
בסיס |
מלח |
|
E x O y |
חנא A - שאריות חומצה |
אני (אוי)ב OH - קבוצת הידרוקסיל |
Me n A b |
חומרים אנאורגניים מורכבים מחולקים לארבעה מחלקות: תחמוצות, חומצות, בסיסים, מלחים. אנחנו מתחילים עם מחלקת תחמוצת.
תחמוצות
תחמוצות
הם תרכובות המורכבות משניים יסודות כימיים, אחד מהם הוא חמצן, עם ערכיות שווה ל-2. רק יסוד כימי אחד - פלואור, בשילוב עם חמצן, יוצר לא תחמוצת, אלא חמצן פלואוריד OF 2.
הם נקראים בפשטות - "תחמוצת + שם אלמנט" (ראה טבלה). אם הערכיות של יסוד כימי משתנה, אזי היא מצוינת בספרה רומית המוקפת בסוגריים אחרי שם היסוד הכימי.
|
נוּסחָה |
שֵׁם |
נוּסחָה |
שֵׁם |
|
פחמן חד חמצני (II) |
Fe2O3 |
תחמוצת ברזל(III). |
|
|
תחמוצת חנקן (II) |
CrO3 |
תחמוצת כרום (VI). |
|
|
Al2O3 |
תחמוצת אלומיניום |
תחמוצת אבץ |
|
|
N 2 O 5 |
תחמוצת חנקן (V) |
Mn2O7 |
תחמוצת מנגן(VII). |
סיווג של תחמוצות
ניתן לחלק את כל התחמוצות לשתי קבוצות: יוצרים מלחים (בסיסיים, חומציים, אמפוטריים) ואינם יוצרים מלחים או אדישים.
|
תחמוצות מתכת אני x O y |
תחמוצות לא מתכתיות neMe x O y |
|||
|
רָאשִׁי |
חומצי |
אמפוטרי |
חומצי |
אָדִישׁ |
|
I, II לִי |
V-VII לִי |
ZnO, BeO, Al 2 O 3, Fe 2 O 3, Cr 2 O 3 |
> II neMe |
I, II neMe CO, NO, N 2 O |
1). תחמוצות בסיסיותהם תחמוצות התואמות לבסיסים. התחמוצות העיקריות הן תחמוצות מתכות 1 ו-2 קבוצות, כמו גם מתכות תת קבוצות צדדיות עם ערכיות אני ו II (למעט ZnO - תחמוצת אבץ ו-BeO - תחמוצת בריליום):
2). תחמוצות חומצההם תחמוצות, המתאימות לחומצות. תחמוצות חומצה הן תחמוצות שאינן מתכות (למעט שאינו יוצר מלח - אדיש), וכן תחמוצות מתכת תת קבוצות צדדיות עם ערכיות מ V לפני VII (לדוגמה, CrO 3 הוא תחמוצת כרום (VI), Mn 2 O 7 הוא תחמוצת מנגן (VII):
3). תחמוצות אמפוטריותהם תחמוצות, המתאימות לבסיסים וחומצות. אלו כוללים תחמוצות מתכת תת קבוצות עיקריות ומשניות עם ערכיות III , לפעמים IV , כמו גם אבץ ובריליום (לדוגמה, BeO, ZnO, Al 2 O 3, Cr 2 O 3).
4). תחמוצות שאינן יוצרות מלחהם תחמוצות אדישות לחומצות ובסיסים. אלו כוללים תחמוצות שאינן מתכות עם ערכיות אני ו II (לדוגמה, N 2 O, NO, CO).
מסקנה: אופי התכונות של תחמוצות תלוי בעיקר בערכיות היסוד.
לדוגמה, תחמוצות כרום:
CrO(II- עיקרי);
Cr 2 O 3 (III- אמפוטרי);
CrO 3 (VII- חומצה).
סיווג של תחמוצות
(לפי מסיסות במים)
|
תחמוצות חומצה |
תחמוצות בסיסיות |
תחמוצות אמפוטריות |
|
מסיס במים. חריג - SiO 2 (לא מסיס במים) |
רק תחמוצות של מתכות אלקליות ואדמה אלקליות מתמוססות במים. (אלה מתכות קבוצות I "A" ו-II "A", חריג Be , Mg ) |
אין להם אינטראקציה עם מים. לא מסיס במים |
השלם את המשימות:
1. כתבו בנפרד נוסחאות כימיותתחמוצות חומציות ובסיסיות יוצרות מלח.
NaOH, AlCl 3, K 2 O, H 2 SO 4, SO 3, P 2 O 5, HNO 3, CaO, CO.
2. נותנים חומרים : CaO, NaOH, CO 2, H 2 SO 3, CaCl 2, FeCl 3, Zn(OH) 2, N 2 O 5, Al 2 O 3, Ca(OH) 2, CO 2, N 2 O, FeO,
SO 3 , Na 2 SO 4 , ZnO, CaCO 3 , Mn 2 O 7 , CuO, KOH, CO, Fe(OH) 3
השגת תחמוצות
סימולטור "אינטראקציה של חמצן עם חומרים פשוטים"
|
1. בעירה של חומרים (חמצון על ידי חמצן) |
א) חומרים פשוטים מנגנון הדרכה |
2Mg + O 2 \u003d 2MgO |
|
ב) חומרים מורכבים |
2H 2 S + 3O 2 \u003d 2H 2 O + 2SO 2 |
|
|
2. פירוק של חומרים מורכבים (השתמש בטבלת החומצות, ראה נספחים) |
א) מלח מלחט= אוקסיד בסיסי + חומצה אוקסיד |
CaCO 3 \u003d CaO + CO 2 |
|
ב) בסיסים בלתי מסיסים אני (אוי)בט= אני x O y+ ח 2 O |
Cu (OH) 2 t \u003d CuO + H 2 O |
|
|
ג) חומצות המכילות חמצן חנA=חומצה אוקסיד + ח 2 O |
H 2 SO 3 \u003d H 2 O + SO 2 |
תכונות פיזיקליות של תחמוצות
בטמפרטורת החדר, רוב התחמוצות הם מוצקים (CaO, Fe 2 O 3 וכו'), חלקם נוזלים (H 2 O, Cl 2 O 7 וכו') וגזים (NO, SO 2 וכו').
תכונות כימיות של תחמוצות
|
מאפיינים כימיים של תחמוצות בסיסיות 1. תחמוצת בסיסית + תחמוצת חומצה \u003d מלח (עמ' תרכובת) CaO + SO 2 \u003d CaSO 3 2. תחמוצת בסיסית + חומצה \u003d מלח + H 2 O (חילופי r.) 3 K 2 O + 2 H 3 PO 4 = 2 K 3 PO 4 + 3 H 2 O 3. תחמוצת בסיסית + מים \u003d אלקלי (ר. תרכובות) Na 2 O + H 2 O \u003d 2 NaOH |
|
מאפיינים כימיים של תחמוצות חומצה 1. תחמוצת חומצה + מים \u003d חומצה (עמ' תרכובות) עם O 2 + H 2 O \u003d H 2 CO 3, SiO 2 - אינו מגיב 2. תחמוצת חומצה + בסיס \u003d מלח + H 2 O (חילופי r.) P 2 O 5 + 6 KOH \u003d 2 K 3 PO 4 + 3 H 2 O 3. תחמוצת בסיסית + תחמוצת חומצה \u003d מלח (עמ' תרכובת) CaO + SO 2 \u003d CaSO 3 4. פחות נדיפים מחלצים יותר נדיפים מהמלחים שלהם CaCO 3 + SiO 2 \u003d CaSiO 3 + CO 2 |
|
מאפיינים כימיים של תחמוצות אמפוטריות הם מקיימים אינטראקציה גם עם חומצות וגם עם אלקליות. ZnO + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2 O ZnO + 2 NaOH + H 2 O \u003d Na 2 [Zn (OH) 4] (בתמיסה) ZnO + 2 NaOH = Na 2 ZnO 2 + H 2 O (כאשר מתמזגים) |
יישום של תחמוצות
חלק מהתחמוצות אינן מתמוססות במים, אך רבים מגיבים עם מים לשילוב:
SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4
CaO + ח 2 O = כ( אה) 2
התוצאה היא לרוב תרכובות מאוד רצויות ושימושיות. לדוגמה, H 2 SO 4 היא חומצה גופרתית, Ca (OH) 2 הוא סיד מושפל וכו'.
אם תחמוצות אינן מסיסות במים, אז אנשים משתמשים במיומנות גם בתכונה זו. לדוגמה, תחמוצת אבץ ZnO הוא חומר לבן, ולכן הוא משמש להכנת צבע שמן לבן (לבן אבץ). מכיוון ש-ZnO כמעט ואינו מסיס במים, ניתן לצבוע כל משטח בלבן אבץ, כולל אלו החשופים למשקעים אטמוספריים. חוסר מסיסות ואי-רעילות מאפשרים להשתמש בתחמוצת זו בייצור קרמים ואבקות קוסמטיות. רוקחים עושים את זה אבקה עפיצה ומייבשת לשימוש חיצוני.
תחמוצת טיטניום (IV) - TiO 2 יש אותן תכונות יקרות ערך. יש לו גם חתיך צבע לבןומשמש לייצור לבן טיטניום. TiO 2 אינו מסיס לא רק במים, אלא גם בחומצות; לכן, ציפויים העשויים מתחמוצת זו יציבים במיוחד. תחמוצת זו מתווספת לפלסטיק כדי לתת לו צבע לבן. זה חלק מהאמייל לכלי מתכת וקרמיקה.
תחמוצת כרום (III) - Cr 2 O 3 - גבישים חזקים מאוד בצבע ירוק כהה, בלתי מסיסים במים. Cr 2 O 3 משמש כפיגמנט (צבע) בייצור זכוכית ירוקה דקורטיבית וקרמיקה. משחת ה-GOI הידועה (קיצור של השם "State Optical Institute") משמשת לשחזה והברקה של אופטיקה, מתכת מוצרים בתכשיטים.
בשל חוסר המסיסות והחוזק של תחמוצת הכרום (III), הוא משמש גם בהדפסת דיו (לדוגמה, לצביעת שטרות). באופן כללי, תחמוצות של מתכות רבות משמשות כפיגמנטים למגוון רחב של צבעים, אם כי אין זה היישום היחיד שלהם.
משימות לתיקון
1. רשמו בנפרד את הנוסחאות הכימיות של תחמוצות חומציות ובסיסיות יוצרות מלח.
NaOH, AlCl 3, K 2 O, H 2 SO 4, SO 3, P 2 O 5, HNO 3, CaO, CO.
2. נותנים חומרים : CaO, NaOH, CO 2, H 2 SO 3, CaCl 2, FeCl 3, Zn(OH) 2, N 2 O 5, Al 2 O 3, Ca(OH) 2, CO 2, N 2 O, FeO, SO 3 , Na 2 SO 4 , ZnO, CaCO 3 , Mn 2 O 7 , CuO, KOH, CO, Fe(OH) 3
בחר מהרשימה: תחמוצות בסיסיות, תחמוצות חומצה, תחמוצות אדישות, תחמוצות אמפוטריות ותן להם שמות.
3. סיים UCR, ציין את סוג התגובה, שם את תוצרי התגובה
Na 2 O + H 2 O =
N 2 O 5 + H 2 O =
CaO + HNO 3 =
NaOH + P 2 O 5 \u003d
K 2 O + CO 2 \u003d
Cu (OH) 2 \u003d? +?
4. בצע את השינויים לפי הסכימה:
1) K → K 2 O → KOH → K 2 SO 4
2) S → SO 2 → H 2 SO 3 → Na 2 SO 3
3) P → P 2 O 5 → H 3 PO 4 → K 3 PO 4
תחמוצות, הסיווג והתכונות שלהם הם הבסיס למדע חשוב כמו כימיה. הם מתחילים ללמוד בשנה הראשונה ללימודי כימיה. במדעים מדויקים כמו מתמטיקה, פיזיקה וכימיה, כל החומר קשור זה בזה, וזו הסיבה שהכישלון בהטמעת החומר גורר אי הבנה של נושאים חדשים. לכן, חשוב מאוד להבין את נושא התחמוצות ולנווט בו באופן מלא. ננסה לדבר על כך ביתר פירוט היום.
מהן תחמוצות?
תחמוצות, הסיווג והמאפיינים שלהן - זה מה שצריך להבין מעל הכל. אז מה זה תחמוצות? האם אתה זוכר את זה מ מערכת של ביהס?
תחמוצות (או תחמוצות) הן תרכובות בינאריות, הכוללות אטומים של יסוד אלקטרוני שלילי (פחות אלקטרוני שלילי מחמצן) וחמצן עם מצב חמצון של -2.
תחמוצות הם חומרים נפוצים להפליא על הפלנטה שלנו. דוגמאות לתרכובת תחמוצת: מים, חלודה, כמה צבעים, חול ואפילו פחמן דו חמצני.
היווצרות תחמוצת
ניתן להשיג תחמוצות לרוב דרכים שונות. היווצרות של תחמוצות נחקרת גם על ידי מדע כמו כימיה. תחמוצות, הסיווג והתכונות שלהן - זה מה שמדענים צריכים לדעת כדי להבין איך נוצרה תחמוצת כזו או אחרת. לדוגמה, ניתן להשיג אותם על ידי חיבור ישיר של אטום חמצן (או אטומים) עם יסוד כימי - זוהי אינטראקציה של יסודות כימיים. עם זאת, יש גם היווצרות עקיפה של תחמוצות, זה כאשר תחמוצות נוצרות על ידי פירוק של חומצות, מלחים או בסיסים.
סיווג של תחמוצות
תחמוצות וסיווגם תלויים באופן היווצרותן. לפי הסיווג שלהם, תחמוצות מחולקות לשתי קבוצות בלבד, הראשונה שבהן יוצרת מלח, והשנייה לא יוצרת מלח. אז בואו נסתכל מקרוב על שתי הקבוצות.
תחמוצות יוצרות מלח הן די קבוצה גדולה, שמתחלק לתחמוצות אמפוטריות, חומציות ובסיסיות. כתוצאה מכל תגובה כימית, תחמוצות יוצרות מלחים יוצרות מלחים. ככלל, ההרכב של תחמוצות יוצרות מלח כולל יסודות של מתכות ולא מתכות, שכתוצאה מתגובה כימית עם מים יוצרים חומצות, אך באינטראקציה עם בסיסים יוצרים את החומצות והמלחים התואמים.
תחמוצות שאינן יוצרות מלחים הן תחמוצות שאינן יוצרות מלחים כתוצאה מתגובה כימית. דוגמאות לתחמוצות כאלה הן פחמן.
תחמוצות אמפוטריות
תחמוצות, סיווגם ותכונותיהם הם מושגים חשובים מאוד בכימיה. תרכובות יוצרות מלח כוללות תחמוצות אמפוטריות.
תחמוצות אמפוטריות הן תחמוצות שיכולות להפגין תכונות בסיסיות או חומציות, בהתאם לתנאים. תגובה כימית(הצג אמפוטרי). תחמוצות כאלה נוצרות על ידי מתכות מעבר (נחושת, כסף, זהב, ברזל, רותניום, טונגסטן, רותרפודיום, טיטניום, איטריום ועוד רבים אחרים). תחמוצות אמפוטריות מגיבות עם חומצות חזקות, וכתוצאה מתגובה כימית הן יוצרות מלחים של חומצות אלו.
תחמוצות חומצה
או אנהידרידים הם תחמוצות כאלה שבתגובות כימיות, מציגות וגם יוצרות חומצות המכילות חמצן. אנהידרידים נוצרים תמיד על ידי לא-מתכות טיפוסיות, כמו גם כמה יסודות כימיים מעבריים.
תחמוצות, סיווגם ו תכונות כימיותהם מושגים חשובים. לדוגמה, לתחמוצות חומציות יש תכונות כימיות שונות לחלוטין מאלו האמפוטריות. לדוגמה, כאשר אנהידריד יוצר אינטראקציה עם מים, נוצרת החומצה המתאימה (היוצא מן הכלל הוא SiO2 - Anhydrides אינטראקציה עם אלקליות, וכתוצאה מתגובות כאלה, מים וסודה משתחררים. בעת אינטראקציה עם נוצר מלח.
תחמוצות בסיסיות
תחמוצות בסיסיות (מהמילה "בסיס") הן תחמוצות של היסודות הכימיים של מתכות עם מצבי חמצון של +1 או +2. אלה כוללים אלקלי, מתכות אדמה אלקליין, כמו גם את היסוד הכימי מגנזיום. תחמוצות בסיסיות שונות מאחרות בכך שהן מסוגלות להגיב עם חומצות.
תחמוצות בסיסיות מקיימות אינטראקציה עם חומצות, בניגוד לתחמוצות חומצות, כמו גם עם אלקליות, מים ותחמוצות אחרות. כתוצאה מתגובות אלה, ככלל, נוצרים מלחים.
תכונות של תחמוצות
אם תלמדו בקפידה את התגובות של תחמוצות שונות, תוכלו להסיק באופן עצמאי מסקנות לגבי התכונות הכימיות של התחמוצות. התכונה הכימית המשותפת של כל התחמוצות היא תהליך החיזור.
עם זאת, כל התחמוצות שונות זו מזו. הסיווג והמאפיינים של תחמוצות הם שני נושאים קשורים.
תחמוצות שאינן יוצרות מלח ותכונותיהן הכימיות
תחמוצות שאינן יוצרות מלח הן קבוצה של תחמוצות שאינן מציגות תכונות חומציות, לא בסיסיות או אמפוטריות. כתוצאה מתגובות כימיות עם תחמוצות שאינן יוצרות מלחים, לא נוצרים מלחים. בעבר, תחמוצות כאלה נקראו לא לא יוצרות מלח, אלא אדישות ואדישות, אך שמות כאלה אינם תואמים לתכונות של תחמוצות שאינן יוצרות מלח. על פי תכונותיהם, תחמוצות אלה מסוגלות למדי לתגובות כימיות. אבל יש מעט מאוד תחמוצות שאינן יוצרות מלח; הן נוצרות על ידי מתכות לא חד ערכיות ודו ערכיות.
ניתן לקבל תחמוצות יוצרות מלח מתחמוצות שאינן יוצרות מלח כתוצאה מתגובה כימית.
מִנוּחַ
כמעט כל התחמוצות נקראות בדרך כלל כך: המילה "תחמוצת", ואחריה שם היסוד הכימי במקרה הגניטיבי. לדוגמה, Al2O3 הוא תחמוצת אלומיניום. בשפה הכימית, תחמוצת זו נקראת כך: אלומיניום 2 o 3. חלק מהיסודות הכימיים, כמו נחושת, יכולים להיות בעלי מספר דרגות חמצון, בהתאמה, גם התחמוצות יהיו שונות. אז תחמוצת CuO היא תחמוצת נחושת (שתיים), כלומר עם דרגת חמצון של 2, ותחמוצת Cu2O היא תחמוצת נחושת (שלוש), בעלת דרגת חמצון של 3.
אבל ישנם שמות אחרים של תחמוצות, אשר נבדלים על ידי מספר אטומי החמצן בתרכובת. חד חמצני או חד חמצני הוא תחמוצת המכילה רק אטום חמצן אחד. דיאוקסידים הם אותם תחמוצות המכילות שני אטומי חמצן, כפי שמצוין על ידי הקידומת "די". טריאוקסידים הם אותם תחמוצות שכבר מכילות שלושה אטומי חמצן. שמות כמו חד חמצני, דו חמצני וטריאוקסיד כבר מיושנים, אך הם נמצאים לעתים קרובות בספרי לימוד, ספרים ומדריכים אחרים.
ישנם גם שמות טריוויאליים כביכול של תחמוצות, כלומר כאלה שהתפתחו היסטורית. לדוגמה, CO הוא התחמוצת או החד חמצני של פחמן, אך אפילו כימאים מתייחסים לרוב לחומר זה כאל חד חמצני.
אז תחמוצת היא שילוב של חמצן עם יסוד כימי. המדע העיקרי שחוקר את היווצרותם ואינטראקציות ביניהם הוא כימיה. תחמוצות, הסיווג והמאפיינים שלהם הם כמה נושאים חשוביםבמדע הכימיה, בלי להבין שאי אפשר להבין את כל השאר. תחמוצות הם גזים, מינרלים ואבקות. כמה תחמוצות כדאי להכיר בפירוט לא רק עבור מדענים, אלא גם עבור אנשים רגילים, כי הם יכולים אפילו להיות מסוכנים לחיים על פני כדור הארץ הזה. תחמוצות זה נושא מאוד מעניין ודי קל. תרכובות אוקסיד נפוצות מאוד בחיי היומיום.
לפני שנתחיל לדבר על התכונות הכימיות של תחמוצות, עלינו לזכור שכל התחמוצות מחולקות ל-4 סוגים, כלומר בסיסיים, חומציים, אמפוטריים ולא יוצרים מלחים. על מנת לקבוע את סוג התחמוצת, תחילה עליך להבין אם התחמוצת של המתכת או הלא-מתכת נמצאת לפניך, ולאחר מכן להשתמש באלגוריתם (עליך ללמוד אותו!), המוצג בטבלה הבאה :
| תחמוצת לא מתכת | תחמוצת מתכת |
| 1) מצב חמצון לא מתכת +1 או +2 מסקנה: תחמוצת שאינה יוצרת מלח יוצא מן הכלל: Cl 2 O אינה תחמוצת שאינה יוצרת מלח |
1) מצב חמצון מתכת +1 או +2 מסקנה: תחמוצת מתכת היא בסיסית חריג: BeO, ZnO ו-PbO אינם תחמוצות בסיסיות |
| 2) מצב החמצון גדול או שווה ל-+3 מסקנה: תחמוצת חומצית חריג: Cl 2 O היא תחמוצת חומצה, למרות מצב החמצון של כלור +1 |
2) מצב חמצון מתכת +3 או +4 מסקנה: תחמוצת אמפוטרית חריג: BeO, ZnO ו-PbO הם אמפוטריים למרות מצב החמצון +2 של מתכות 3) מצב חמצון מתכת +5, +6, +7 מסקנה: תחמוצת חומצית |
בנוסף לסוגי התחמוצות שצוינו לעיל, אנו מציגים גם שני תת-סוגים נוספים של תחמוצות בסיסיות, המבוססות על פעילותם הכימית, כלומר תחמוצות בסיסיות פעילותו תחמוצות בסיסיות לא פעילות.
- ל תחמוצות בסיסיות פעילותהבה נתייחס לתחמוצות של מתכות אלקליות ואדמה אלקליות (כל היסודות מקבוצות IA ו-IIA, למעט מימן H, בריליום Be ומגנזיום Mg). לדוגמה, Na 2 O, CaO, Rb 2 O, SrO וכו'.
- ל תחמוצות בסיסיות לא פעילותנקצה את כל התחמוצות העיקריות שלא נכללו ברשימה תחמוצות בסיסיות פעילות. לדוגמה, FeO, CuO, CrO וכו'.
הגיוני להניח שתחמוצות בסיסיות פעילות נכנסות לרוב לאותן תגובות שאינן נכנסות לתגובות נמוכות.
יש לציין שלמרות העובדה שהמים הם למעשה תחמוצת של לא מתכת (H 2 O), תכונותיהם נחשבות בדרך כלל במנותק מתכונות תחמוצות אחרות. זה נובע מהתפוצה העצומה הספציפית שלהם בעולם שסביבנו, ולכן, ברוב המקרים, מים אינם מגיב, אלא תווך שבו יכולות להתרחש אינספור תגובות כימיות. עם זאת, לעתים קרובות הוא לוקח חלק ישיר בטרנספורמציות שונות, בפרט, כמה קבוצות של תחמוצות מגיבות עם זה.
אילו תחמוצות מגיבות עם מים?
מכל התחמוצות עם מים לְהָגִיב
רק:
1) כל התחמוצות הבסיסיות הפעילות (תחמוצות של מתכות אלקליות ומתכות אדמה אלקליות);
2) כל התחמוצות החומציות, פרט לסיליקון דו חמצני (SiO 2);
הָהֵן. מהאמור לעיל עולה כי במים בדיוק לא להגיב:
1) כל התחמוצות הבסיסיות הפעילות הנמוכות;
2) כל התחמוצות האמפוטריות;
3) תחמוצות שאינן יוצרות מלח (NO, N 2 O, CO, SiO).
היכולת לקבוע אילו תחמוצות יכולות להגיב עם מים, גם ללא היכולת לכתוב את משוואות התגובה המתאימות, כבר מאפשרת לך לקבל נקודות עבור כמה שאלות של חלק המבחן של הבחינה.
עכשיו בואו נבין איך, אחרי הכל, תחמוצות מסוימות מגיבות עם מים, כלומר. למד כיצד לכתוב את משוואות התגובה המתאימות.
תחמוצות בסיסיות פעילות, מגיבים עם מים, יוצרים הידרוקסידים המתאימים להם. נזכיר שתחמוצת המתכת המתאימה היא ההידרוקסיד המכיל את המתכת באותו מצב חמצון כמו התחמוצת. כך, למשל, כאשר התחמוצות הבסיסיות הפעילות K + 1 2 O ו-Ba + 2 O מגיבות עם מים, ההידרוקסידים המתאימים K + 1 OH ו-Ba + 2 (OH) 2 נוצרים:
K 2 O + H 2 O \u003d 2KOH- אשלגן הידרוקסיד
BaO + H 2 O \u003d Ba (OH) 2- בריום הידרוקסיד
כל ההידרוקסידים התואמים לתחמוצות בסיסיות פעילות (תחמוצות של מתכות אלקליות ומתכות אדמה אלקליות) הן אלקליות. אלקליים הם כולם הידרוקסידי מתכת מסיסים במים, כמו גם סידן הידרוקסיד Ca (OH) 2 המסיס בצורה גרועה (כחריג).
האינטראקציה של תחמוצות חומציות עם מים, כמו גם התגובה של תחמוצות בסיסיות פעילות עם מים, מובילה להיווצרות הידרוקסידים המתאימים. רק במקרה של תחמוצות חומצה, הם תואמים לא להידרוקסידים בסיסיים, אלא להידרוקסידים חומציים, הנקראים לעתים קרובות יותר חומצות מחומצנות. נזכיר כי תחמוצת החומצה המקבילה היא חומצה המכילה חמצן המכילה יסוד יוצר חומצה באותו מצב חמצון כמו בתחמוצת.
לפיכך, אם אנו, למשל, רוצים לרשום את המשוואה לאינטראקציה של תחמוצת חומצי SO 3 עם מים, ראשית עלינו להיזכר בחומצות המכילות גופרית העיקריות שנלמדו בתכנית הלימודים בבית הספר. אלו הן מימן גופרתי H 2 S, H 2 SO 3 גופרתי וחומצות H 2 SO 4 גופריתיות. חומצה הידרוסולפידית H 2 S, כפי שניתן לראות בקלות, אינה מכילה חמצן, ולכן ניתן לשלול מיד את היווצרותה במהלך האינטראקציה של SO 3 עם מים. מבין החומצות H 2 SO 3 ו- H 2 SO 4, גופרית במצב חמצון +6, כמו בתחמוצת SO 3, מכילה רק חומצה גופרתית H 2 SO 4. לכן, היא זו שתיווצר בתגובה של SO 3 עם מים:
H 2 O + SO 3 \u003d H 2 SO 4
באופן דומה, תחמוצת N 2 O 5 המכילה חנקן במצב חמצון +5, המגיבה עם מים, יוצרת חומצה חנקתית HNO 3, אך בשום מקרה לא חנקתי HNO 2, שכן בחומצה חנקתית מצב החמצון של חנקן, כמו ב-N 2 O 5 , שווה ל-+5, ובחנקן - +3:
N +5 2 O 5 + H 2 O \u003d 2HN +5 O 3
אינטראקציה של תחמוצות זו עם זו
קודם כל, יש צורך להבין בבירור את העובדה שבין תחמוצות יוצרות מלח (חומציות, בסיסיות, אמפוטריות), תגובות בין תחמוצות מאותה מעמד כמעט ולא מתרחשות, כלומר. ברוב המוחלט של המקרים, אינטראקציה בלתי אפשרית:
1) תחמוצת בסיסית + תחמוצת בסיסית ≠
2) תחמוצת חומצה + תחמוצת חומצה ≠
3) תחמוצת אמפוטרית + תחמוצת אמפוטרית ≠
בעוד אינטראקציה כמעט תמיד אפשרית בין תחמוצות השייכות ל סוגים שונים, כלומר כמעט תמיד זְרִימָהתגובות בין:
1) תחמוצת בסיסית ותחמוצת חומצה;
2) תחמוצת אמפוטרית ותחמוצת חומצה;
3) תחמוצת אמפוטרית ותחמוצת בסיסית.
כתוצאה מכל האינטראקציות הללו, המוצר הוא תמיד מלח ממוצע (רגיל).
הבה נבחן את כל זוגות האינטראקציות הללו ביתר פירוט.
כתוצאה מאינטראקציה:
Me x O y + תחמוצת חומצה,כאשר Me x O y - תחמוצת מתכת (בסיסית או אמפוטרית)
נוצר מלח המורכב מהקטיון המתכתי Me (מההתחלה Me x O y) ו שאריות חומצהחומצה המקבילה לתחמוצת החומצה.
לדוגמה, בואו ננסה לרשום את משוואות האינטראקציה עבור זוגות הריאגנטים הבאים:
Na 2 O + P 2 O 5ו Al 2 O 3 + SO 3
בזוג הריאגנטים הראשון, אנו רואים תחמוצת בסיסית (Na 2 O) ותחמוצת חומצה (P 2 O 5). בשני - תחמוצת אמפוטרית (Al 2 O 3) ותחמוצת חומצה (SO 3).
כפי שכבר הוזכר, כתוצאה מאינטראקציה של תחמוצת בסיסית/אמפוטרית עם חומצית, נוצר מלח המורכב מקטיון מתכת (מהתחמוצת הבסיסית/אמפוטרית המקורית) ושארית חומצה של החומצה המקבילה ל- תחמוצת חומצית מקורית.
לפיכך, האינטראקציה של Na 2 O ו- P 2 O 5 אמורה ליצור מלח המורכב מקטיונים Na + (מ Na 2 O) ושארית החומצה PO 4 3-, שכן התחמוצת P +5 2 O 5 מתאים לחומצה H 3 P +5 O 4 . הָהֵן. כתוצאה מאינטראקציה זו נוצר נתרן פוספט:
3Na 2 O + P 2 O 5 \u003d 2Na 3 PO 4- נתרן פוספט
בתורו, האינטראקציה של Al 2 O 3 ו-SO 3 אמורה ליצור מלח המורכב מקטיונים Al 3+ (מ Al 2 O 3) ושארית החומצה SO 4 2-, שכן תחמוצת S +6 O 3 מתאים לחומצה H 2 S +6 O 4 . לפיכך, כתוצאה מתגובה זו, מתקבל אלומיניום גופרתי:
Al 2 O 3 + 3SO 3 \u003d Al 2 (SO 4) 3- אלומיניום גופרתי
ספציפית יותר היא האינטראקציה בין תחמוצות אמפוטריות ותחמוצות בסיסיות. תגובות אלו מתבצעות ב טמפרטורה גבוהה, וזרימתם אפשרית בשל העובדה שהתחמוצת האמפוטרית למעשה לוקחת על עצמה את תפקיד החומצי. כתוצאה מאינטראקציה זו נוצר מלח בהרכב מסוים המורכב מקטיון מתכת היוצר את התחמוצת הבסיסית הראשונית ו"שייר חומצה"/אניון הכולל את המתכת מהתחמוצת האמפוטרית. הנוסחה ל"שארית חומצה" כזו/אניון ב השקפה כלליתניתן לכתוב כמו MeO 2 x - , כאשר Me היא מתכת מתחמוצת אמפוטרית, ו-x = 2 במקרה של תחמוצות אמפוטריות עם הנוסחה הכללית של הצורה Me + 2 O (ZnO, BeO, PbO) ו-x = 1 - עבור תחמוצות אמפוטריות עם הנוסחה הכללית סוג Me +3 2 O 3 (לדוגמה, Al 2 O 3, Cr 2 O 3 ו Fe 2 O 3).
בואו ננסה לרשום כדוגמה את משוואות האינטראקציה
ZnO + Na 2 Oו Al 2 O 3 + BaO
במקרה הראשון, ZnO הוא תחמוצת אמפוטרית עם הנוסחה הכללית Me +2 O, ו- Na 2 O היא תחמוצת בסיסית טיפוסית. על פי האמור לעיל, כתוצאה מהאינטראקציה ביניהם, צריך להיווצר מלח המורכב מקטיון מתכת היוצר תחמוצת בסיסית, כלומר. במקרה שלנו, Na + (מ- Na 2 O) ו"שייר חומצה" / אניון עם הנוסחה ZnO 2 2-, שכן לתחמוצת האמפוטרית יש נוסחה כללית בצורה Me + 2 O. לפיכך, הנוסחה של ה- המלח שנוצר, בכפוף לתנאי הנייטרליות החשמלית של אחת מהיחידות המבניות שלו ("מולקולות") ייראה כמו Na 2 ZnO 2:
ZnO + Na 2 O = ל=> Na 2 ZnO 2
במקרה של זוג אינטראקציה של ריאגנטים Al 2 O 3 ו- BaO, החומר הראשון הוא תחמוצת אמפוטרית עם הנוסחה הכללית של הצורה Me +3 2 O 3, והשני הוא תחמוצת בסיסית טיפוסית. במקרה זה, נוצר מלח המכיל קטיון מתכת מהתחמוצת הבסיסית, כלומר. Ba 2+ (מ-BaO) ו"שארית חומצה"/אניון AlO 2 - . הָהֵן. הנוסחה של המלח שנוצר, בכפוף לתנאי הנייטרליות החשמלית של אחת מהיחידות המבניות שלו ("מולקולות"), תהיה בצורת Ba(AlO 2) 2, ומשוואת האינטראקציה עצמה תיכתב כך:
Al 2 O 3 + BaO = ל=> Ba (AlO 2) 2
כפי שכתבנו למעלה, התגובה כמעט תמיד ממשיכה:
Me x O y + תחמוצת חומצה,
כאשר Me x O y היא תחמוצת מתכת בסיסית או אמפוטרית.
עם זאת, יש לזכור שתי תחמוצות חומציות "דקיקות" - דו תחמוצת הפחמן (CO 2) וגופרית דו חמצנית (SO 2). ה"קפדנות" שלהם נעוצה בעובדה שלמרות התכונות החומציות הברורות, הפעילות של CO 2 ו- SO 2 אינה מספיקה לאינטראקציה שלהם עם תחמוצות בסיסיות ואמפוטריות נמוכות פעילות. מבין תחמוצות המתכת, הם מגיבים רק עם תחמוצות בסיסיות פעילות(תחמוצות של מתכת אלקלית ומתכת אדמה אלקלית). אז, למשל, Na 2 O ו- BaO, בהיותם תחמוצות בסיסיות פעילות, יכולים להגיב איתם:
CO 2 + Na 2 O \u003d Na 2 CO 3
SO 2 + BaO = BaSO 3
בעוד תחמוצות CuO ו-Al 2 O 3, שאינן קשורות לתחמוצות בסיסיות פעילות, אינן מגיבות עם CO 2 ו-SO 2:
CO 2 + CuO ≠
CO 2 + Al 2 O 3 ≠
SO 2 + CuO ≠
SO 2 + Al 2 O 3 ≠
אינטראקציה של תחמוצות עם חומצות
תחמוצות בסיסיות ואמפוטריות מגיבות עם חומצות. זה יוצר מלחים ומים:
FeO + H 2 SO 4 \u003d FeSO 4 + H 2 O
תחמוצות שאינן ממליחות אינן מגיבות עם חומצות כלל, ותחמוצות חומציות אינן מגיבות עם חומצות ברוב המקרים.
מתי תחמוצת חומצה מגיבה עם חומצה?
מחליטים חלק מהבחינהעם אפשרויות תשובה, עליך להניח בתנאי שתחמוצות חומצה אינן מגיבות עם תחמוצות חומצה או עם חומצות, למעט במקרים הבאים:
1) דו תחמוצת הסיליקון, בהיותה תחמוצת חומצית, מגיבה עם חומצה הידרופלואורית, מתמוססת בה. בפרט, עקב תגובה זו ב חומצה הידרופלואוריתניתן להמיס זכוכית. במקרה של עודף של HF, למשוואת התגובה יש את הצורה:
SiO 2 + 6HF \u003d H 2 + 2H 2 O,
ובמקרה של חוסר HF:
SiO 2 + 4HF \u003d SiF 4 + 2H 2 O
2) SO 2, בהיותה תחמוצת חומצה, מגיבה בקלות עם חומצה הידרוסולפידית H 2 S לפי הסוג פרופורציה משותפת:
S +4 O 2 + 2H 2 S -2 \u003d 3S 0 + 2H 2 O
3) תחמוצת זרחן (III) P 2 O 3 יכולה להגיב עם חומצות מחמצנות, הכוללות חומצה גופרתית מרוכזת וחומצה חנקתית בכל ריכוז. במקרה זה, מצב החמצון של זרחן עולה מ-+3 ל-+5:
| P2O3 | + | 2H2SO4 | + | H2O | =ל=> | 2SO2 | + | 2H3PO4 |
| (קונצרן) |
| 3 P2O3 | + | 4HNO 3 | + | 7 H2O | =ל=> | 4לא | + | 6 H3PO4 |
| (רזב.) |
| 2HNO 3 | + | 3SO2 | + | 2H2O | =ל=> | 3H2SO4 | + | 2NO |
| (רזב.) |
אינטראקציה של תחמוצות עם הידרוקסידי מתכת
תחמוצות חומצה מגיבות עם הידרוקסיד מתכת, הן בסיסיות והן אמפוטריות. במקרה זה נוצר מלח המורכב מקטיון מתכת (מהמתכת הידרוקסיד הראשונית) ושארית חומצה של החומצה המקבילה לתחמוצת החומצה.
SO 3 + 2NaOH \u003d Na 2 SO 4 + H 2 O
תחמוצות חומצה, המתאימות לחומצות רב-בסיסיות, יכולות ליצור מלחים נורמליים וחומציים עם אלקליות:
CO 2 + 2NaOH \u003d Na 2 CO 3 + H 2 O
CO 2 + NaOH = NaHCO 3
P 2 O 5 + 6KOH \u003d 2K 3 PO 4 + 3H 2 O
P 2 O 5 + 4KOH \u003d 2K 2 HPO 4 + H 2 O
P 2 O 5 + 2KOH + H 2 O \u003d 2KH 2 PO 4
התחמוצות ה"דקיקות" CO 2 ו- SO 2, שפעילותן, כאמור, אינה מספיקה כדי שתגובתן תתקדם עם תחמוצות בסיסיות ואמפוטריות בעלות פעילות נמוכה, בכל זאת, מגיבות עם לרובהידרוקסידי המתכת המקבילים להם. ליתר דיוק, פחמן דו חמצני וגופרית דו חמצני מתקשרים עם הידרוקסידים בלתי מסיסים בצורה של ההשעיה שלהם במים. במקרה זה, רק בסיסי Oמלחים ברורים, הנקראים הידרוקסוקרבונטים והידרוקסוסולפיטים, ויצירת מלחים בינוניים (רגילים) בלתי אפשרית:
2Zn(OH) 2 + CO 2 = (ZnOH) 2 CO 3 + H 2 O(בפתרון)
2Cu(OH) 2 + CO 2 = (CuOH) 2 CO 3 + H 2 O(בפתרון)
עם זאת, עם הידרוקסידי מתכת במצב חמצון +3, כגון Al(OH) 3, Cr(OH) 3 וכו', פחמן דו חמצני וגופרית דו חמצני אינם מגיבים כלל.
יש לציין גם את האינרטיות המיוחדת של סיליקון דו חמצני (SiO 2), שנמצא לרוב בטבע בצורה של חול רגיל. תחמוצת זו היא חומצית, אולם בין הידרוקסידי מתכת היא מסוגלת להגיב רק עם פתרונות מרוכזים (50-60%) של אלקליות, כמו גם עם אלקליות טהורות (מוצקות) במהלך היתוך. במקרה זה נוצרים סיליקטים:
2NaOH + SiO 2 = ל=> Na 2 SiO 3 + H 2 O
תחמוצות אמפוטריות מהידרוקסידי מתכות מגיבות רק עם אלקליות (הידרוקסידים של מתכות אלקליות ואדמה אלקליות). במקרה זה, בעת ביצוע התגובה בתמיסות מימיות, נוצרים מלחים מורכבים מסיסים:
ZnO + 2NaOH + H 2 O \u003d Na 2- נתרן טטרהידרוקסוזין
BeO + 2NaOH + H 2 O \u003d Na 2- נתרן טטרהידרוקסובריללט
Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O \u003d 2Na- נתרן טטרהידרוקסואלומינאט
Cr 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O \u003d 2Na 3- נתרן hexahydroxochromate (III)
וכאשר אותן תחמוצות אמפוטריות מתמזגות עם אלקליות, מתקבלים מלחים המורכבים מקטיון מתכת אלקלי או אדמה אלקליין ואניון מסוג MeO 2 x - שבו איקס= 2 במקרה של תחמוצת אמפוטרית מסוג Me +2 O and איקס= 1 לתחמוצת אמפוטרית בצורה Me 2 +2 O 3:
ZnO + 2NaOH = ל=> Na 2 ZnO 2 + H 2 O
BeO + 2NaOH = ל=> Na 2 BeO 2 + H 2 O
Al 2 O 3 + 2NaOH \u003d ל=> 2NaAlO 2 + H 2 O
Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d ל=> 2NaCrO 2 + H 2 O
Fe 2 O 3 + 2NaOH \u003d ל=> 2NaFeO 2 + H 2 O
יש לציין כי מלחים המתקבלים על ידי מיזוג תחמוצות אמפוטריות עם אלקליות מוצקות ניתן להשיג בקלות מתמיסות של המלחים המורכבים המתאימים על ידי אידוי שלהם והסתייד לאחר מכן:
Na 2 = ל=> Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O
Na = ל=> NaAlO 2 + 2H 2 O
אינטראקציה של תחמוצות עם מלחים בינוניים
לרוב, מלחים בינוניים אינם מגיבים עם תחמוצות.
עם זאת, יש לשים לב לחריגים הבאים החוק הזהנתקלים לעתים קרובות בבחינה.
אחד החריגים הללו הוא שתחמוצות אמפוטריות, כמו גם דו תחמוצת הסיליקון (SiO 2), כשהן מתמזגות עם סולפיטים וקרבונטים, מחליפים גזים גופרתיים (SO 2) ופחמן דו חמצני (CO 2) מהאחרונים, בהתאמה. לדוגמה:
Al 2 O 3 + Na 2 CO 3 \u003d ל=> 2NaAlO 2 + CO 2
SiO 2 + K 2 SO 3 \u003d ל=> K 2 SiO 3 + SO 2
כמו כן, ניתן לייחס באופן מותנה את התגובות של תחמוצות עם מלחים לאינטראקציה של דו תחמוצת גופרית ופחמן דו חמצני עם תמיסות מימיות או השעיות של המלחים המתאימים - סולפיטים וקרבונטים, מה שמוביל להיווצרות מלחי חומצה:
Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d 2NaHCO 3
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2
כמו כן, דו תחמוצת הגופרית, כאשר עוברים דרכו תמיסות מימיותאו השעיה של קרבונטים מחליפה מהם פחמן דו חמצני בשל העובדה שחומצה גופרתית היא חומצה חזקה ויציבה יותר מחומצה פחמנית:
K 2 CO 3 + SO 2 \u003d K 2 SO 3 + CO 2
OVR הכולל תחמוצות
שחזור תחמוצות של מתכות ולא מתכות
בדיוק כפי שמתכות יכולות להגיב עם תמיסות מלח של מתכות פחות פעילות, ולעקור את האחרונות בצורתן החופשית, תחמוצות מתכות יכולות להגיב גם עם מתכות פעילות יותר בעת חימום.
נזכיר כי ניתן להשוות את הפעילות של מתכות באמצעות סדרת הפעילות של מתכות, או, אם מתכת אחת או שתיים אינן בסדרת הפעילות בו-זמנית, לפי מיקומן זו ביחס לזו בטבלה המחזורית: התחתונה ול- עזב את המתכת, כך היא פעילה יותר. כדאי גם לזכור שכל מתכת ממשפחת ה-SM וה-SHM תהיה תמיד פעילה יותר ממתכת שאינה נציגה של ש.מ. או ש.מ.
בפרט, שיטת האלומינותרמיה המשמשת בתעשייה להשגת מתכות קשות לשחזור כמו כרום ונדיום מבוססת על אינטראקציה של מתכת עם תחמוצת של מתכת פחות פעילה:
Cr 2 O 3 + 2Al = ל=> Al 2 O 3 + 2Cr
במהלך תהליך האלומינותרמיה נוצרת כמות עצומה של חום, והטמפרטורה של תערובת התגובה יכולה להגיע ליותר מ-2000 מעלות צלזיוס.
כמו כן, ניתן לצמצם תחמוצות של כמעט כל המתכות שנמצאות בסדרת הפעילות מימין לאלומיניום למתכות חופשיות עם מימן (H 2), פחמן (C) ופחמן חד חמצני (CO) בחימום. לדוגמה:
Fe 2 O 3 + 3CO = ל=> 2Fe + 3CO 2
CuO+C= ל=> Cu + CO
FeO + H 2 \u003d ל=> Fe + H 2 O
יש לציין שאם למתכת יכולים להיות מספר מצבי חמצון, עם חוסר בחומר המפחית המשומש, תיתכן גם הפחתה לא מלאה של תחמוצות. לדוגמה:
Fe 2 O 3 + CO =ל=> 2FeO + CO 2
4CuO+C= ל=> 2Cu 2 O + CO 2
תחמוצות של מתכות פעילות (אלקליין, אדמה אלקליין, מגנזיום ואלומיניום) עם מימן ופחמן חד חמצני לא להגיב.
עם זאת, תחמוצות של מתכות פעילות מגיבות עם פחמן, אך בצורה שונה מאשר תחמוצות של מתכות פחות פעילות.
במסגרת תוכנית USE, על מנת לא להתבלבל, יש לקחת בחשבון שכתוצאה מהתגובה של תחמוצות מתכות פעילות (עד Al כולל) עם פחמן, היווצרות מתכות אלקליות חופשיות, מתכות אדמה אלקליות, מג, וגם אל בלתי אפשרי. במקרים כאלה מתרחשת היווצרות של מתכת קרביד ופחמן חד חמצני. לדוגמה:
2Al 2 O 3 + 9C \u003d ל=> Al 4 C 3 + 6CO
CaO + 3C = ל=> CaC2 + CO
לעתים קרובות ניתן להפחית תחמוצות שאינן מתכת על ידי מתכות ללא מתכות חופשיות. אז, למשל, תחמוצות של פחמן וסיליקון, כאשר הם מחוממים, מגיבים עם אלקלי, מתכות אדמה אלקליות ומגנזיום:
CO 2 + 2Mg = ל=> 2MgO + C
SiO2 + 2Mg = ל=> Si + 2MgO
עם עודף של מגנזיום, האינטראקציה האחרונה יכולה גם להוביל להיווצרות סיליקיד מגנזיום Mg2Si:
SiO 2 + 4Mg = ל=> Mg 2 Si + 2MgO
ניתן להפחית בקלות יחסית תחמוצות חנקן אפילו עם מתכות פחות פעילות, כגון אבץ או נחושת:
Zn + 2NO = ל=> ZnO + N 2
NO 2 + 2Cu = ל=> 2CuO + N 2
אינטראקציה של תחמוצות עם חמצן
כדי שתוכל לענות על השאלה האם תחמוצת כלשהי מגיבה עם חמצן (O 2) במשימות של הבחינה האמיתית, תחילה עליך לזכור שתחמוצות שיכולות להגיב עם חמצן (מתוך אלו שניתן להיתקל בהן ב- הבחינה עצמה) יכולה ליצור רק יסודות כימיים מהרשימה:
נמצא ב שימוש אמיתיתחמוצות של כל יסודות כימיים אחרים מגיבים עם חמצן לא יהיה (!).
לשינון חזותי נוח יותר של רשימת האלמנטים לעיל, לדעתי, האיור הבא נוח:
כל היסודות הכימיים המסוגלים ליצור תחמוצות המגיבות עם חמצן (מאלה שנתקלו בבחינה)
קודם כל, בין האלמנטים המפורטים, יש לקחת בחשבון חנקן N, כי. היחס בין התחמוצות שלו לחמצן שונה במידה ניכרת מהתחמוצות של שאר היסודות ברשימה לעיל.
יש לזכור בבירור שבסך הכל חנקן מסוגל ליצור חמש תחמוצות, כלומר:
מכל תחמוצות החנקן, חמצן יכול להגיב רקלא. תגובה זו ממשיכה בקלות רבה כאשר NO מעורבב עם חמצן טהור ואוויר. במקרה זה, נצפה שינוי מהיר בצבע הגז מחסר צבע (NO) לחום (NO 2):
| 2NO | + | O2 | = | 2NO 2 |
| חֲסַר צֶבַע | חום |
על מנת לענות על השאלה - האם תחמוצת כלשהי של כל אחד מהיסודות הכימיים הנ"ל מגיבה עם חמצן (כלומר. עם,סִי, פ, ס, Cu, Mn, Fe, Cr) — קודם כל, אתה צריך לזכור אותם רָאשִׁימצב חמצון (CO). הנה הם :
לאחר מכן, עליך לזכור את העובדה שמבין התחמוצות האפשריות של היסודות הכימיים לעיל, רק אלה המכילים את היסוד במינימום, בין האמור לעיל, מצבי החמצון יגיבו עם חמצן. במקרה זה, מצב החמצון של היסוד עולה לערך החיובי הקרוב ביותר האפשרי:
| אֵלֵמֶנט |
היחס בין התחמוצות שלולחמצן |
| עם | המינימום בין מצבי החמצון החיוביים העיקריים של פחמן הוא +2
, והחיובי הכי קרוב לזה הוא +4
. לפיכך, רק CO מגיב עם חמצן מהתחמוצות C +2 O ו-C +4 O 2. במקרה זה, התגובה ממשיכה: 2C +2 O + O 2 = ל=> 2C+4O2 CO 2 + O 2 ≠- התגובה בלתי אפשרית באופן עקרוני, כי +4 - הדרגה הגבוהה ביותרחמצון פחמן. |
| סִי | המינימום בין מצבי החמצון החיוביים העיקריים של סיליקון הוא +2, והחיובי הקרוב ביותר אליו הוא +4. לפיכך, רק SiO מגיב עם חמצן מהתחמוצות Si +2 O ו-Si +4 O 2. בשל כמה תכונות של תחמוצות SiO ו- SiO 2, ניתן לחמצן רק חלק מאטומי הסיליקון בתחמוצת Si + 2 O. כתוצאה מהאינטראקציה שלו עם חמצן, נוצרת תחמוצת מעורבת המכילה גם סיליקון במצב חמצון +2 וגם סיליקון במצב חמצון +4, כלומר Si 2 O 3 (Si +2 O Si +4 O 2): 4Si +2 O + O 2 \u003d ל=> 2Si +2, +4 2 O 3 (Si +2 O Si +4 O 2) SiO 2 + O 2 ≠- התגובה בלתי אפשרית באופן עקרוני, כי +4 הוא מצב החמצון הגבוה ביותר של סיליקון. |
| פ | המינימום בין מצבי החמצון החיוביים העיקריים של זרחן הוא +3, והחיובי הקרוב ביותר אליו הוא +5. לפיכך, רק P 2 O 3 מגיב עם חמצן מהתחמוצות P +3 2 O 3 ו-P +5 2 O 5. במקרה זה, התגובה של חמצון נוסף של זרחן עם חמצן עוברת ממצב החמצון +3 למצב החמצון +5: P +3 2 O 3 + O 2 = ל=> P +5 2 O 5 P +5 2 O 5 + O 2 ≠- התגובה בלתי אפשרית באופן עקרוני, כי +5 הוא מצב החמצון הגבוה ביותר של זרחן. |
| ס | המינימום בין מצבי החמצון החיוביים העיקריים של גופרית הוא +4, והחיובי הקרוב ביותר אליו בערכו הוא +6. לפיכך, רק SO 2 מגיב עם חמצן מתחמוצות S +4 O 2, S +6 O 3. במקרה זה, התגובה ממשיכה: 2S +4 O 2 + O 2 \u003d ל=> 2S +6 O 3 2S +6 O 3 + O 2 ≠- התגובה בלתי אפשרית באופן עקרוני, כי +6 הוא מצב החמצון הגבוה ביותר של גופרית. |
| Cu | המינימום מבין מצבי החמצון החיוביים של נחושת הוא +1, והקרוב ביותר אליו בערכו הוא החיובי (והיחיד) +2. לפיכך, רק Cu 2 O מגיב עם חמצן מתחמוצות Cu +1 2 O, Cu +2 O. במקרה זה, התגובה ממשיכה: 2Cu +1 2 O + O 2 = ל=> 4Cu+2O CuO + O 2 ≠- התגובה בלתי אפשרית באופן עקרוני, כי +2 הוא מצב החמצון הגבוה ביותר של נחושת. |
| Cr | המינימום מבין מצבי החמצון החיוביים העיקריים של כרום הוא +2, והחיובי הקרוב ביותר אליו בערכו הוא +3. לפיכך, רק CrO מגיב עם חמצן מהתחמוצות Cr +2 O, Cr +3 2 O 3 ו-Cr +6 O 3, תוך שהוא מחומצן על ידי חמצן למצב החמצון החיובי הבא (מתוך אפשרי), כלומר. +3: 4Cr +2 O + O 2 \u003d ל=> 2Cr +3 2 O 3 Cr +3 2 O 3 + O 2 ≠- התגובה אינה ממשיכה, למרות העובדה שתחמוצת כרום קיימת ובמצב חמצון גדול מ-+3 (Cr +6 O 3). חוסר האפשרות להתרחש תגובה זו נובעת מהעובדה שהחימום הנדרש ליישום ההיפותטי שלה עולה בהרבה על טמפרטורת הפירוק של תחמוצת CrO 3. Cr +6 O 3 + O 2 ≠ -תגובה זו לא יכולה להתקדם באופן עקרוני, כי +6 הוא מצב החמצון הגבוה ביותר של כרום. |
| Mn | המינימום בין מצבי החמצון החיוביים העיקריים של מנגן הוא +2, והחיובי הקרוב ביותר אליו הוא +4. לפיכך, מבין התחמוצות האפשריות Mn +2 O, Mn +4 O 2, Mn +6 O 3 ו-Mn +7 2 O 7, רק MnO מגיב עם חמצן, תוך שהוא מחומצן על ידי חמצן לחיובי השכן (מתוך אפשרי) מצב חמצון, t .e. +4: 2Mn +2 O + O 2 = ל=> 2Mn +4 O 2 בזמן: Mn +4 O 2 + O 2 ≠ו Mn +6 O 3 + O 2 ≠- התגובות אינן נמשכות, למרות העובדה שיש תחמוצת מנגן Mn 2 O 7 המכילה Mn במצב חמצון גבוה מ-+4 ו-+6. זאת בשל העובדה כי נדרש עבור חמצון היפותטי נוסף של תחמוצות Mn +4 O2 ו-Mn +6 חימום O 3 עולה באופן משמעותי על טמפרטורת הפירוק של התחמוצות המתקבלות MnO 3 ו-Mn 2 O 7. Mn +7 2 O 7 + O 2 ≠- תגובה זו בלתי אפשרית באופן עקרוני, כי +7 הוא מצב החמצון הגבוה ביותר של מנגן. |
| Fe | המינימום בין מצבי החמצון החיוביים העיקריים של ברזל הוא +2
, והכי קרוב לזה מבין האפשריים - +3
. למרות העובדה שלברזל יש מצב חמצון של +6, תחמוצת החומצה FeO 3, כמו גם חומצת "ברזל" המתאימה, אינה קיימת. לפיכך, מבין תחמוצות הברזל, רק אותן תחמוצות המכילות Fe במצב חמצון +2 יכולות להגיב עם חמצן. זה או תחמוצת Fe +2 O, או תחמוצת ברזל מעורבת Fe +2 ,+3 3 O 4 (אבנית ברזל):
תחמוצת Fe מעורבת +2,+3 ניתן לחמצן עוד יותר את 3 O 4 ל- Fe +3 2O3:
Fe +3 2 O 3 + O 2 ≠ - מהלך התגובה הזו בלתי אפשרי באופן עקרוני, כי תחמוצות המכילות ברזל במצב חמצון גבוה מ-+3 אינן קיימות. |
ל תחמוצות חומצהלְסַפֵּר:
- כל התחמוצות של לא-מתכות, למעט אלו שלא יוצרות מלח (NO, SiO, CO, N 2 O);
- תחמוצות מתכת שבהן ערכיות המתכת גבוהה למדי (V ומעלה).
דוגמאות לתחמוצות חומציות הן P 2 O 5 , SiO 2 , B 2 O 3 , TeO 3 , I 2 O 5 , V 2 O 5 , CrO 3 , Mn 2 O 7 . אני רוצה להפנות שוב את תשומת הלב לעובדה שתחמוצות מתכות יכולות להיות גם חומציות. פתגם אסכולה ידוע "תחמוצות מתכות הן בסיסיות, שאינן מתכות הן חומציות!" - זה, סליחה, שטות גמורה.
ל תחמוצות בסיסיותכוללים תחמוצות מתכת שעבורן מתקיימים שני תנאים בו זמנית:
- הערכיות של המתכת בתרכובת אינה גבוהה במיוחד (לפי לפחות, אינו עולה על IV);
- החומר אינו שייך לתחמוצות אמפוטריות.
דוגמאות אופייניות לתחמוצות בסיסיות הן Na 2 O, CaO, BaO ותחמוצות אחרות של מתכות אלקליות ואדמה אלקליין, FeO, CrO, CuO, Ag 2 O, NiO וכו'.
אז בואו נסכם. תחמוצות לא מתכותיכול להיות:
- חומצי (ואלה הם הרוב המכריע);
- לא יוצרת מלח (פשוט צריך לזכור את 4 הנוסחאות המתאימות).
- בסיסי (אם מידת החמצון של המתכת אינה גבוהה במיוחד);
- חומצי (אם מצב החמצון של המתכת הוא +5 ומעלה);
- אמפוטרי (יש לזכור כמה נוסחאות, אך יש להבין שהרשימה המופיעה בחלק הראשון אינה ממצה).
ועכשיו מבחן קטןכדי לבדוק עד כמה הבנת את הנושא "סיווג תחמוצות". אם תוצאת הבדיקה נמוכה מ-3 נקודות, אני ממליץ לקרוא בעיון את המאמר שוב.
תחמוצותנקראים חומרים מורכבים, שהרכב המולקולות שלהם כולל אטומי חמצן במצב חמצון - 2 ואלמנט אחר.
ניתן להשיג על ידי אינטראקציה ישירה של חמצן עם יסוד אחר, או בעקיפין (למשל, על ידי פירוק של מלחים, בסיסים, חומצות). בתנאים רגילים, תחמוצות נמצאות במצב מוצק, נוזלי וגזי, סוג זה של תרכובות נפוץ מאוד בטבע. תחמוצות נמצאות בקרום כדור הארץ. חלודה, חול, מים, פחמן דו חמצני הם תחמוצות.
הם יוצרים מלח ולא יוצרים מלח.
תחמוצות יוצרות מלח- אלו תחמוצות היוצרות מלחים כתוצאה מתגובות כימיות. אלו הן תחמוצות של מתכות ולא-מתכות, אשר בעת אינטראקציה עם מים, יוצרות את החומצות המתאימות, ובאינטראקציה עם בסיסים, המלחים החומציים והנורמליים התואמים. לדוגמה,תחמוצת נחושת (CuO) היא תחמוצת יוצרת מלח, כי, למשל, כאשר היא מגיבה עם חומצה הידרוכלורית (HCl), נוצר מלח:
CuO + 2HCl → CuCl 2 + H 2 O.
כתוצאה מתגובות כימיות, ניתן להשיג מלחים אחרים:
CuO + SO 3 → CuSO 4.
תחמוצות שאינן יוצרות מלחנקראים תחמוצות שאינן יוצרות מלחים. דוגמה לכך היא CO, N 2 O, NO.
תחמוצות יוצרות מלח, בתורן, הן מ-3 סוגים: בסיסיות (מהמילה «
בסיס »
), חומצי ואמפוטרי.
תחמוצות בסיסיותתחמוצות מתכת כאלה נקראות, אשר תואמות הידרוקסידים השייכים למחלקת הבסיסים. תחמוצות בסיסיות כוללות, למשל, Na 2 O, K 2 O, MgO, CaO וכו'.
תכונות כימיות של תחמוצות בסיסיות
1. תחמוצות בסיסיות מסיסות במים מגיבות עם מים ליצירת בסיסים:
Na 2 O + H 2 O → 2NaOH.
2. אינטראקציה עם תחמוצות חומצה, ויוצרות את המלחים המתאימים
Na 2 O + SO 3 → Na 2 SO 4.
3. מגיבים עם חומצות ליצירת מלח ומים:
CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O.
4. מגיבים עם תחמוצות אמפוטריות:
Li 2 O + Al 2 O 3 → 2LiAlO 2 .
אם היסוד השני בהרכב התחמוצות הוא לא מתכת או מתכת בעלת ערכיות גבוהה יותר (מציג בדרך כלל מ-IV עד VII), אז תחמוצות כאלה יהיו חומציות. תחמוצות חומצה (אנhydrides חומצה) הן תחמוצות התואמות להידרוקסידים השייכים לקבוצת החומצות. זהו, למשל, CO 2, SO 3, P 2 O 5, N 2 O 3, Cl 2 O 5, Mn 2 O 7 וכו'. תחמוצות חומצה מתמוססות במים ובאלקליות, ויוצרות מלח ומים.
תכונות כימיות של תחמוצות חומצה
1. אינטראקציה עם מים, יצירת חומצה:
SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4.
אבל לא כל התחמוצות החומציות מגיבות ישירות עם מים (SiO 2 ואחרים).
2. מגיבים עם תחמוצות מבוססות ליצירת מלח:
CO 2 + CaO → CaCO 3
3. אינטראקציה עם אלקליות, יצירת מלח ומים:
CO 2 + Ba (OH) 2 → BaCO 3 + H 2 O.
חֵלֶק תחמוצת אמפוטריתכולל אלמנט בעל תכונות אמפוטריות. אמפוטריות מובנת כיכולת של תרכובות להפגין תכונות חומציות ובסיסיות בהתאם לתנאים.לדוגמה, תחמוצת אבץ ZnO יכולה להיות גם בסיס וגם חומצה (Zn(OH) 2 ו-H 2 ZnO 2). אמפוטריות מתבטאת בעובדה שבהתאם לתנאים, תחמוצות אמפוטריות מציגות תכונות בסיסיות או חומציות.
תכונות כימיות של תחמוצות אמפוטריות
1. אינטראקציה עם חומצות ליצירת מלח ומים:
ZnO + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 O.
2. מגיבים עם אלקליות מוצקות (במהלך היתוך), שנוצרים כתוצאה ממלח התגובה - נתרן זינקאט ומים:
ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O.
כאשר תחמוצת אבץ מקיימת אינטראקציה עם תמיסה אלקלית (אותה NaOH), מתרחשת תגובה נוספת:
ZnO + 2 NaOH + H 2 O => Na 2.
מספר קואורדינציה - מאפיין הקובע את מספר החלקיקים הקרובים ביותר: אטומים או יונים במולקולה או גביש. לכל מתכת אמפוטרית יש מספר תיאום משלה. עבור Be ו-Zn זה 4; For ו-Al הוא 4 או 6; עבור ו-Cr זה 6 או (לעיתים רחוקות מאוד) 4;
תחמוצות אמפוטריות בדרך כלל אינן מתמוססות במים ואינן מגיבות איתם.
יש לך שאלות? רוצים לדעת עוד על תחמוצות?
לקבלת עזרת מורה דרך - הירשמו.
השיעור הראשון חינם!
אתר, עם העתקה מלאה או חלקית של החומר, נדרש קישור למקור.
