§ 3.1. Аксіды

Наменклатура і класіфікацыя аксідаў

Аксідамі называюць складаныя рэчывы, якія складаюцца з двух элементаў, адзін з якіх — кісларод (Э_хО_у). Кісларод у аксідах праяўляе ступень акіслення –2: ; .

У звычайных умовах аксіды могуць быць у газападобным (CO₂, NO), вадкім (H₂O) і часцей за ўсё ў цвёрдым стане (мал. 6.2).

Злучэнне OF₂ адносяць да фтарыдаў, бо ў гэтым злучэнні фтор — больш электраадмоўны элемент, а ступень акіслення кіслароду +2: .

Акрамя аксідаў, існуе некалькі груп бінарных кіслародзмяшчальных рэчываў — пераксіды (Н₂О₂, Na₂O₂), надпераксіды (KO₂, RbO₂, CsO₂) і азаніды (KO₃, CsO₃). Атамы кіслароду ў іх злучаныя паміж сабой кавалентнай сувяззю. Ступень акіслення кіслароду ў іх розная: , , . Усе гэтыя рэчывы з’яўляюцца моцнымі акісляльнікамі.

Назвы аксідаў складаюцца са слова «аксід» і назвы элемента, напрыклад: Li₂O — аксід літыю. Нагадаем, што ў выпадку існавання атамаў элемента ў некалькіх дадатных ступенях акіслення гэтую ступень у назвах або формулах аксідаў, асноў, солей паказваюць рымскімі лічбамі. Іх ставяць у дужках пасля назвы адпаведнага элемента, напрыклад: аксід жалеза(III), гідраксід жалеза(II), хларыд жалеза(II).

Існуюць аксіды, у якіх атамы металу знаходзяцца ў розных ступенях акіслення, напрыклад аксід жалеза(II, III) Fe₃O₄, або FeO ∙ Fe₂O₃.

Адрозніваюць солеўтваральныя (асноўныя, амфатэрныя, кіслотныя) і нясолеўтваральныя аксіды.

Да кіслотных адносяць аксіды, якія адпавядаюць кіслотам: , . Гэта, як правіла, аксіды неметалаў (напрыклад, ), аксіды металаў з высокімі значэннямі ступені акіслення +5, +6, +7 (напрыклад, ). Кіслотныя аксіды часта называюць ангідрыдамі кіслот (напрыклад, P₂O₅ — фосфарны ангідрыд).

Аксіды, якім адпавядаюць асновы, называюць асноўнымі: K₂O — KОН, ВаО — Ва(ОН)₂. Да іх адносяцца выключна аксіды металаў.

Амфатэрныя аксіды (Al₂O₃, Cr₂O₃, ZnO, BeO) у залежнасці ад умоў могуць праяўляць уласцівасці як кіслотных, так і асноўных аксідаў.

Хімічныя ўласцівасці аксідаў

Хімічныя ўласцівасці солеўтваральных аксідаў паказаны ў табліцы 1.1.

Табліца 1.1. Хімічныя ўласцівасці солеўтваральных аксідаў

Асноўныя (Na2O, СаО, MgO, FeO  — аксіды металаў)	Амфатэрныя (Al2O3, Cr2O3, ZnO, BeO — аксіды металаў)	Кіслотныя (SO3, CO2, P2O5, CrO3 — аксіды і металаў, і неметалаў)
Рэагуюць:
з вадой:
Аксіды шчолачных і шчолачназямельных металаў  СаО + Al2O3 Ca(AlO2)2	—	(акрамя SiO2): SO3 + H2O = H2SO4
з кіслотамі:
МgO + 2HCl = MgCl2 + H2O	ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O	—
са шчолачамі:
—	ZnO + 2NaOH(цв) Na2ZnO2 + H2O; ZnO + Н2О + 2NaOH(р-р) = Na2[Zn(OH)4]	CO2 + Са(ОН)2 = CaCO3 + Н2О
з кіслотнымі аксідамі:
CaO + SiO2 CaSiO3	Аl2O3 + Р2O5 2AlРO4	—
з асноўнымі аксідамі:
—	ВаО + Al2O3 Вa(AlO2)2	3CaO + Р2O5 Ca3(РO4)2
з амфатэрнымі аксідамі:
СаО + Al2O3 Ca(AlO2)2	ZnO + Al2O3 Zn(AlO2)2	ZnО + SiO2 ZnSiO3

Да нясолеўтваральных аксідаў адносіцца невялікая колькасць аксідаў неметалаў з нізкімі значэннямі ступені акіслення: . Пры пакаёвай тэмпературы яны не ўтвараюць солі ні з кіслотамі, ні са шчолачамі. Аднак для іх характэрны рэакцыі са змяненнем ступені акіслення элемента, які ўтварае аксід.

Акісляльна-аднаўленчыя ўласцівасці могуць праяўляць не толькі нясолеўтваральныя, але таксама асноўныя, кіслотныя і амфатэрныя аксіды. У якасці прыкладаў прывядзём некаторыя практычна значныя ператварэнні аксідаў:

 (прамежкавая стадыя вытворчасці азотнай кіслаты);

 (атрыманне жалеза, доменны працэс);

 (атрыманне вальфраму);

(атрыманне крэмнію).

Атрыманне аксідаў

Аксіды атрымліваюць акісленнем кіслародам простых і складаных рэчываў (як неарганічных, так і арганічных), а таксама тэрмічным раскладаннем гідраксідаў (кіслот, асноў, амфатэрных гідраксідаў), кіслародзмяшчальных солей (табл. 1.2).

Табліца 1.2. Спосабы атрымання аксідаў

Спосабы атрымання аксідаў
Узаемадзеянне простых і складаных рэчываў з кіслародам	Раскладанне складаных рэчываў — асноў, солей, кіслот	Іншыя спосабы

Некаторыя металы (Мg, Zn), а таксама вуглярод утвараюць аксіды ў рэакцыях з парамі вады. Дадаткова адзначым лабараторны спосаб атрымання аксіду вугляроду(IV) рэакцыяй абмену, у якой выкарыстоўваюць мармур і саляную кіслату:

Атрыманы аксід СО₂ можна разглядаць як прадукт раскладання вугальнай кіслаты.

Варта таксама памятаць, што пры акісленні кіслародам азотазмяшчальных рэчываў (аміяку NH₃, амінаў RNH₂ і інш.) азот вылучаецца ў выглядзе простага рэчыва N₂, а аксід азоту(II) утвараецца ў прысутнасці каталізатара.

Пытанні, заданні, задачы

1. Назавіце аксіды:

• а) элементаў з пастаяннай валентнасцю — K₂O, Al₂O₃, MgO;
• б) элементаў са зменнай валентнасцю — Ag₂O, SO₃, Mn₂O₇.

2. Складзіце формулы аксідаў:

• а) кальцыю, медзі(II), медзі(I), хрому(III), жалеза(III), азоту(IV);

• б) адпаведных кіслотам:

  Кіслата
  Кіслотны аксід

• в) адпаведных асновам:

  Аснова	LiOH	NaOH	Ba(OH)2	Ca(OH)2	Fe(OH)2	Sr(OH)2
  Асноўны аксід

3. Складзіце ўраўненні рэакцый, якія характарызуюць уласцівасці аксідаў:

• а) ВаО і FeO;
• б) SiO₂ і SO₂;
• в) MgO і ZnO.

Укажыце прычыны падабенства і адрознення ўласцівасцей аксідаў у кожнай пары.

4. Напішыце ўраўненні рэакцый узаемадзеяння з кіслародам наступных рэчываў: Сu, Al, ZnS, C₂H₂, С₂Н₅NH₂, CH₃OH.

5. Складзіце ўраўненні рэакцый згодна са схемамі:

• а) 
• б)
• в) 
• г) 
• д) 
• е) .

6. Дадзены пералік аксідаў, формулы якіх MgO, ZnO, NO, SiO₂, SO₃, P₂O₅, K₂O. Якія з пералічаных аксідаў будуць рэагаваць:

• а) з гідраксідам натрыю;
• б) з сернай кіслатой?

Складзіце ўраўненні адпаведных рэакцый.

7. Разлічыце аб’ём (н. у.) сярністага газу, які ўтвараецца пры абпале пірыту FeS₂ масай 10 т, масавая доля прымесей у ім складае 6,25 %. Вызначце масу сернай кіслаты, якая магла быць атрымана пры гэтым.

8. У сталовай лыжцы змяшчаецца прыкладна 25 г воцату. Вызначце аб’ём вуглякіслага газу, які вылучыцца пры ўзаемадзеянні такой порцыі воцату з пітной содай. Масавая доля воцатнай кіслаты ў сталовым воцаце складае 9 %.

9. Малярная маса сумесі аксідаў вугляроду СO і СО₂ роўная 32 г/моль. Вызначце аб’ёмную долю аксіду вугляроду(II) у сумесі.

10. Сумесь аксідаў магнію і кальцыю масай 1,52 г растварылі ў азотнай кіслаце. Пры асцярожным выпарванні і сушцы атрымалі сумесь солей масай 4,76 г. Вызначце масы аксідаў у зыходнай сумесі.

Самакантроль

1. Аксідамі з’яўляюцца рэчывы, формулы якіх:

• а) MgO;
• б) Н₂О₂;
• в) Fe₂O₃;
• г) OF₂.

2. Толькі кіслотныя аксіды пазначаны ў радах:

• а) MgO, ZnO, NO;
• б) SiO₂, SO₃, P₂O₅;
• в) FeO, SiO₂, SO₂;
• г) N₂O₅, СO₂, Mn₂O₇.

3. Правільнымі ў адносінах да аксіду барыю з’яўляюцца сцвярджэнні:

• а) амфатэрны;
• б) рэагуе з вадой;
• в) уступае ў рэакцыю з кіслотнымі аксідамі;
• г) пры падвышанай тэмпературы рэагуе з аксідам алюмінію.

4. Выберыце схемы здзяйсняльных рэакцый:

• а) СаО + HCl →;
• б) Al₂O₃ + Н₂О →;
• в) ZnO + NaOH →;
• г) MgO + KOH →.

5. Колькасць сернай кіслаты, якая рэагуе з аксідам жалеза(II, III) масай 2,32 г, роўная:

• а) 2 моль;
• б) 4 моль;
• в) 0,04 моль;
• г) 0,2 кмоль.