§14. Взаємодія оксидів із водою. Поняття про кислоти й основи

Назад до змісту

147. Складіть формули оксидів: калій оксиду, фосфор(ІІІ) оксиду, ар-гентум(1+) оксиду, ферум(2+) оксиду, хлор(ІУ) оксиду, нітро-ген(У) оксиду, сульфур(УІ) оксиду, ванадій(V) оксиду. Які з них є основними, а які — кислотними?

Формули оксидів та їх класифікація:

• Калій оксид: $K_2O$ – основний оксид.
• Фосфор(ІІІ) оксид: $P_2O_3$ – кислотний оксид.
• Аргентум(I) оксид: $Ag_2O$ – основний оксид.
• Ферум(II) оксид: $FeO$ – основний оксид.
• Хлор(IV) оксид: $ClO_2$ – кислотний оксид.
• Нітроген(V) оксид: $N_2O_5$ – кислотний оксид.
• Сульфур(VI) оксид: $SO_3$ – кислотний оксид.
• Ванадій(V) оксид: $V_2O_5$ – кислотний оксид.

148. Складіть формули гідроксидів: Калію, Магнію, Стануму(2+), Хрому(3+), Купруму(2+), Барію. Підкресліть формули лугів.

Формули гідроксидів:

• Калій гідроксид: KOH
• Магній гідроксид: $Mg(OH)_2$
• Станум(II) гідроксид: $Sn(OH)_2$
• Хром(III) гідроксид: $Cr(OH)_3$
• Купрум(II) гідроксид: $Cu(OH)_2$
• Барій гідроксид: Ba(OH)₂

149. Випишіть окремо формули оксидів: а) кислотних; б) основних. Na₂O, P₂O₅, CO₂, SO₃, SO₂, CrO, BaO, Cu₂O, SiO₂, Mn₂O₇, Li₂O, N₂O₅, MnO, SnO₂, I₂O₅, CuO. Для оксидів, які можуть реагувати з водою, складіть рівняння реакцій, для інших — складіть формули відповідних кислот або основ.

а) Кислотні оксиди: $P_2O_5, CO_2, SO_3, SO_2, SiO_2, Mn_2O_7, N_2O_5, SnO_2, I_2O_5$.

Рівняння реакцій з водою:

• $P_2O_5 + 3H_2O = 2H_3PO_4$
• $CO_2 + H_2O = H_2CO_3$
• $SO_3 + H_2O = H_2SO_4$
• $SO_2 + H_2O = H_2SO_3$
• $Mn_2O_7 + H_2O = 2HMnO_4$
• $N_2O_5 + H_2O = 2HNO_3$
• $I_2O_5 + H_2O = 2HIO_3$

Відповідні кислоти для оксидів, що не реагують з водою:

• $H_2SiO_3$
• $H_2SnO_3$

б) Основні оксиди: $Na_2O, CrO, BaO, Cu_2O, Li_2O, MnO, CuO$.

Рівняння реакцій з водою:

• $Na_2O + H_2O = 2NaOH$
• $BaO + H_2O = Ba(OH)_2$
• $Li_2O + H_2O = 2LiOH$

Відповідні основи для оксидів, що не реагують з водою:

• $Cr(OH)_2$
• $CuOH$
• $Mn(OH)_2$
• $Cu(OH)_2$

150. Доповніть схеми реакцій і назвіть продукти реакцій:

• а) $Li_2O + H_2O = 2LiOH$ (літій гідроксид).
• б) $SO_2 + H_2O = H_2SO_3$ (сульфітна кислота).
• в) $BaO + H_2O = Ba(OH)_2$ (барій оксид, барій гідроксид).

151. Унаслідок взаємодії кальцій оксиду (негашеного вапна) з водою утворюється кальцій гідроксид (гашене вапно). Під час реакції виділяється так багато теплоти, що вода може закипіти. Цю реакцію використовують у хімічних грілках для розігрівання їжі або напоїв в одноразових пакетах. Складіть рівняння цієї реакції.

Рівняння реакції гасіння вапна:

$CaO + H_2O = Ca(OH)_2$.

152. За моделями речовин складіть хімічні рівняння.

На основі наданих моделей можна скласти такі хімічні рівняння:

• $SO_3 + H_2O = H_2SO_4$
• $Na_2O + H_2O = 2NaOH$
• $CaO + H_2O = Ca(OH)_2$

153. Оксос у перекладі з грецької означає «кислий», гідро — «вода», а генеа — «народжую». Як ви вважаєте, чому Лавуазьє запропонував назви для хімічних елементів Оксиген і Гідроген відповідно?

Антуан Лавуазьє дав такі назви елементам, виходячи з їхніх властивостей, які він спостерігав. Він назвав Оксиген («той, що народжує кислоти»), бо вважав, що кисень є обов’язковим компонентом усіх кислот. Гідроген він назвав «той, що народжує воду», оскільки помітив, що при згорянні цього газу утворюється вода.

154. Розчин, що утворився внаслідок розчинення газуватого оксиду у воді, змінює забарвлення лакмусу на червоне. Припустіть, які це гази могли бути.

Якщо лакмус став червоним, це означає, що утворилася кислота. Це відбувається, коли у воді розчиняються кислотні оксиди. Такими газами могли бути, наприклад, вуглекислий газ ($CO_2$), сірчистий газ ($SO_2$) або нітроген(IV) оксид ($NO_2$).

155. Речовини групи антоціанів… зробіть висновок про наявність кислоти або лугу в різних частинах склянки.

Антоціани, що містяться в червоноголовій капусті, змінюють свій колір залежно від кислотності середовища. Зазвичай у кислому середовищі вони набувають червоного або рожевого відтінку, а в лужному — синього, зеленого або навіть жовтого.

Отже верхній – кислота, середній та нижній – луг.

156. …Висловіть гіпотезу щодо забарвлення в розчинах кислот і основ таких індикаторів: бромкрезоловий зелений і метиловий зелений.

Виходячи з того, що назва індикатора часто відображає його проміжний колір, можна висловити такі гіпотези:

• Бромкрезоловий зелений: Його назва “зелений” може бути змішаним кольором. Ймовірно, в кислому середовищі він жовтий, а в лужному — синій, і при їх змішуванні утворюється зелений колір.
• Метиловий зелений: Аналогічно, зелений колір може бути проміжним, утвореним змішуванням жовтого та синього забарвлень, які індикатор має в кислому та лужному середовищах.

157. Як ви вважаєте, чи можна знайти в природних умовах фосфор(V) оксид, сульфур(VI) оксид і натрій оксид? Відповідь поясніть.

Ні, знайти ці оксиди ($P_2O_5$, $SO_3$, $Na_2O$) у природі в чистому вигляді неможливо. Вони є дуже хімічно активними й миттєво реагують з водою (вологою), яка поширена в природі. В результаті реакцій вони перетворюються на відповідні кислоти (ортофосфатну, сульфатну) або основу (натрій гідроксид).

158. Деякі оксиди використовують як осушувачі для зневоднення газів і деяких неводних рідин. На якому принципі ґрунтується дія оксидів як осушувачів? Які оксиди можна так застосовувати й чому саме їх?

Дія оксидів як осушувачів ґрунтується на їхній здатності хімічно реагувати з водою, зв’язуючи її у стабільні сполуки (кислоти або основи). Для осушення можна застосовувати оксиди, які активно взаємодіють з водою, наприклад, фосфор(V) оксид ($P_2O_5$) або кальцій оксид ($CaO$). Їх використовують через високу гігроскопічність, тобто здатність поглинати вологу з повітря чи інших речовин.

159. Термін «індикатор» широко вживається в різних галузях науки й техніки: індикатор електрики, світловий індикатор, екологічний індикатор тощо. Дізнайтеся переклад із латини слова indicator і поясніть широковживаність цього терміна.

Походить з латинської мови й означає «вказівник» або «той, що показує». Цей термін такий популярний, тому що його основне значення — щось, що робить певну інформацію видимою або зрозумілою. У будь-якій галузі індикатор слугує простим покажчиком якогось стану чи процесу. Наприклад, у хімії він вказує на кислотність розчину, а в електроніці лампочка-індикатор показує, чи є живлення.