Кислотные и основные гидроксиды

<4 5 678 9 10 >

Гидроксиды - тип сложных веществ, в состав которых входят атомы некоторого элемента Е (кроме фтора и кислорода) и гидроксогруппы ОН; общая формула гидроксидов Е(ОН)_n, где n = 1÷6. Форма гидроксидов Е(ОН)_n называется орто-формой; при n > 2 гидроксид может находиться также в мета-форме, включающей кроме атомов Е и групп ОН еще атомы кислорода О, например Е(ОН)₃и ЕО(ОН), Е(ОН)₄ и Е(ОН)₆ и ЕО₂(ОН)₂. Гидроксиды делят на две противоположные по химическим свойствам группы: кислотные и основные гидроксиды.

Кислотные гидроксиды содержат атомы водорода, которые могут замещаться на атомы металла при соблюдении правила стехиометрической валентности. Большинство кислотных гидроксидов находится в мета-форме, причем атомы водорода в формулах кислотных гидроксидов ставят на первое место, например H₂SO₄, HNO₃ и H₂CO₃, а не SO₂(OH)₂, NO₂(OH) и CO(OH)₂. Общая формула кислотных гидроксидов Н_хЕО_у, где электроотрицательную составляющую ЕО_у^х^называют кислотным остатком. Если не все атомы водорода замещены на металл, то они остаются в составе кислотного остатка. Названия распространенных кислотных гидроксидов состоят из двух слов: собственного названия с окончанием “ая” и группового слова “кислота”. Ниже приведены формулы и собственные названия распространенных кислотных гидроксидов и их кислотных остатков (прочерк означает, что гидроксид не известен в свободном виде или в кислом водном растворе):

кислотный гидроксид	кислотный остаток
HAsO₂ метамышьяковистая	AsO₂^- метаарсенит
H₃AsO₃ ортомышьяковистая	AsO₃³^-ортоарсенит
H₃AsO₄ мышьяковая	AsO₄³^- арсенат
	В₄О₇^2-тетраборат
	ВiО₃^3- висмутат
HBrO бромноватистая	BrO^-гипобромит
HBrO₃ бромноватая	BrO₃^- бромат
H₂CO₃ угольная	CO₃²^-карбонат
HClO хлорноватистая	ClO^-гипохлорит
HClO₂ хлористая	ClO₂^-хлорит
HClO₃ хлорноватая	ClO₃^-хлорат
HClO₄ хлорная	ClO₄^-перхлорат
H₂CrO₄ хромовая	CrO₄^2-хромат
	НCrO₄^-гидрохромат
H₂Cr₂О₇ дихромовая	Cr₂O₇^2-дихромат
	FeO₄^2-феррат
HIO₃ иодноватая	IO₃^-иодат
HIO₄ метаиодная	IO₄^-метапериодат
H₅IO₆ ортоиодная	IO₆^5-ортопериодат
HMnO₄ марганцовая	MnO₄^-перманганат
H₂MnO₄ марганцовистая	MnO₄^2-манганат
H₂MоO₄ молибденовая	MоO₄^2-молибдат
HNO₂ азотистая	NO₂^-нитрит
HNO₃ азотная	NO₃^-нитрат
HPO₃ метафосфорная	PO₃^- метафосфат
H₃PO₄ ортофосфорная	PO₄^3-ортофосфат
	НPO₄^2-гидроортофосфат
	Н₂PO₄^- дигидроотофосфат
H₄P₂O₇ дифосфорная	P₂O₇ ^-4дифосфат
НReO₄ рениевая	ReO₄^-перренат
H₂SO₃ сернистая	SO₃^2-сульфит
	HSO₃^-гидросульфит
H₂SO₄ серная	SO₄^2-сульфат
	НSO₄^- гидросульфат
H₂S₂O₇ дисерная	S₂O₇^2-дисульфат
H₂S₂O₆(O₂) пероксодисерная	S₂O₆(O₂)^2-пероксодисульфат
H₂SO₃S тиосерная	SO₃S^2-тиосульфат
H₂SeO₃ селенистая	SeO₃^2-селенит
H₂SeO₄ селеновая	SeO₄^2-селенат
H₂SiO₃ метакремниевая	SiO₃^2-метасиликат
H₄SiO₄ ортокремниевая	SiO₄^4-ортосиликат
H₂TeO₃ теллуристая	TeO₃^2-теллурит
H₂TeO₄ метателлуровая	TeO₄^2-метателлурат
H₆TeO₆ ортотеллуровая	TeO₆^6-ортотеллурат
НVO₃ метаванадиевая	VO₃^-метаванадат
H₃VO₄ ортованадиевая	VO₄^3-ортованадат
H₂WO₄ вольфрамовая	WO₄^2-вольфрамат

Названия кислотных остатков используют при построении названий солей.

Кислоты - сложные вещества, состоящие из атомов водорода и кислотного остатка. (С точки зрения теории электролитической диссоциации: кислоты - электролиты, которые при диссоциации в качестве катионов образуют только H⁺).

Классификация

1. По составу: бескислородные и кислородсодержащие.

2. По числу атомов водорода, способных замещаться на металл: одно-, двух-, трёхосновные.

Бескислородные:

Кислота	Название соли, анион
HCl - хлористоводородная (соляная), одноосновная	Хлорид, Cl^-
HBr – бромистоводородная, одноосновная	Бромид, Br^-
HI – йодистоводородная, одноосновная	Йодид, I^-
HF - фтористоводородная (плавиковая), одноосновная	Фторид, F^-
H₂S - сероводородная двухосновная,	Сульфид, S^2-

Получение

1. Взаимодействие кислотного оксида с водой (для кислородсодержащих кислот):

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄

2. Взаимодействие водорода с неметаллом и последующим растворением полученного продукта в воде (для бескислородных кислот):

H₂ + Cl₂ = 2HCl

H₂ + S = H₂S

3. Реакциями обмена соли с кислотой

Ba(NO₃)₂ + H₂SO₄ = BaSO₄↓+ 2HNO₃

в том числе, вытеснение слабых, летучих или малорастворимых кислот из солей более сильными кислотами:

Na₂SiO₃ + 2HCl = H₂SiO₃↓+ 2NaCl

2NaCl(тв.) + H₂SO_4(конц.) = Na₂SO₄ + 2HCl↑

Химические свойства

1. Действие на индикаторы.

лакмус - красный
метилоранж - розовый
2. Взаимодействие с основаниями (реакция нейтрализации):

H₂SO₄ + 2KOH = K₂SO₄ + 2H₂O

2HNO₃ + Ca(OH)₂ = Ca(NO₃)₂ + 2H₂O

3. Взаимодействие с основными оксидами:

CuO + 2HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + H₂O

4. Взаимодействие с металлами(металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода, кислоты-неокислители):

Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂

2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂

Азотная кислота взаимодействует с металлами, стоящими в ряду напряжений как до водорода, так и после (кроме золота и платины), без выделения водорода, при этом происходит восстановление азота от степени окисления +5 до +4 – (-3) в зависимости от степени разбавления кислоты и активности металла. Восстановление тем глубже, чем активнее металл и ниже концентрация кислоты:

Zn + 4HNO₃₍_конц_.) = Zn(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

5Mg + 12HNO₃₍_{разбавл}_.) = 5Mg(NO₃)₂ + N₂ + 6H₂O

4Mg + 10HNO₃₍_сильно _{разбавл}_.) = 4Mg(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

Азотная кислота (особенно при нагревании) способна окислять не только металлы, но и многие неметаллы, кроме кремния, фтора и хлора. При этом концентрированная HNO₃ восстанавливается чаще всего до NO₂ , а разбавленная – до NO:

S + 6HNO₃₍_конц_.) = H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O

P + 5HNO₃₍_конц_.) = H₃PO₄ + 5NO₂ + H₂O

C + 4HNO₃₍_конц_.) = CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

3P + 5HNO₃₍_{разбавл}_.) + 2H₂O = 3H₃PO₄ + 5NO

I₂ + 10HNO₃₍_конц_.) = 2HIO₃ + 10NO₂ + 4H₂O

Разбавленная серная кислота взаимодействует только с металлами, стоящими в ряду напряжений металлов до водорода, с выделением водорода.

Zn + H₂SO_{4(разбавл.)} = ZnSO₄ + Н₂

Концентрированная серная кислота реагирует как с металлами, находящимися в ряду напряжений как до водорода, так и после (кроме Au, Pt), без выделения водорода. С более активными металлами восстановление серы глубже:

8Na +5H₂SO_4(конц) = 4Na₂SO₄ + 4H₂O + H₂S

3Zn + 4H₂SO_4(конц) = 3ZnSO₄ + S

5. Взаимодействие с солями (реакции обмена), при которых выделяется газ или образуется осадок:

H₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄ +2HCl
2HCl + K₂CO₃ = 2KCl + H₂O + CO₂