Чем отличается оксид и гидроксид

Что такое оксиды, гидроксиды и соли

Содержание статьи

Оксиды

Большинство кислотных оксидов представлены газами, некоторые жидкостями, в их составе неметаллы. А вот основные чаще твердые вещества, кристаллической структуры, состоят из кислорода и металла. Самый распространенный из оксидов – это вода.
Химические свойства: вступают в реакции с кислотами, гидроксидами и водой.

Гидроксиды

К ним относят неорганические вещества, имеющие в составе –ОН (гидроксильную) группу. По классификации схожи с оксидами и делятся в зависимости от химических свойств на кислотные, основные и амфотерные. Растворимые в воде гидроксиды называют щелочами, они имеют самый низкий рН и состоят из одновалентного металла и –ОН-группы. С увеличением числа гидрокси-групп и валентностью металла растворимость падает, а значение рН повышается.

По физическим свойствам гидроксиды твердые. Применение гидроксидам находят в производстве извести, аккумуляторов, мыла. К примеру, при использовании КОН мыло будет жидким, а если взять NaOH, то твердым. Химические свойства: с кислотами образуют соли, с солями же реагируют только при летучести или нерастворимости продукта.

Это также сложные соединения, в их состав включены атом металла и кислотный остаток. Образуются они реакциями нейтрализации (взаимодействие кислоты и основания с получение соли и воды). Если в молекуле кислоты один из ионов водорода замещен на металл, то соль считается кислой, а если это происходит с гидрокси-группой, то соль основная. По физическим свойствам они твердые кристаллические вещества.

Самая известная соль – NaCl. Применяется практически повсеместно в пищевой промышленности и является неотъемлемой частью рациона человека.

Химические свойства: взаимодействуют с сильными кислотами, со щелочами образуют нерастворимую соль или основание, более сильные металлы (в электрохимическом ряду) вытесняют из них слабый металл, при нерастворимости одного из продуктов соли реагируют с солями.

Источник

Классификация неорганических веществ

Среди простых веществ выделяют металлы и неметаллы. Среди сложных: оксиды, основания, кислоты и соли. Классификация неорганических веществ построена следующим образом:

Большинство химических свойств мы изучим по мере продвижения по периодической таблице Д.И. Менделеева. В этой статье мне хотелось бы подчеркнуть ряд принципиальных деталей, которые помогут в дальнейшем при изучении химии.

Оксиды

Все оксиды подразделяются на солеобразующие и несолеобразующие. Солеобразующие имеют соответствующие им основания и кислоты (в той же степени окисления (СО)!) и охотно вступают в реакции солеобразования. К ним относятся, например:

Солеобразующие оксиды, в свою очередь, делятся на основные, амфотерные и кислотные.

Основным оксидам соответствуют основания в той же СО. В химических реакциях основные оксиды проявляют основные свойства, образуются исключительно металлами. Примеры: Li₂O, Na₂O, K₂O, Rb₂O CaO, FeO, CrO, MnO.

Основные оксиды взаимодействуют с водой с образованием соответствующего основания (реакцию идет, если основание растворимо) и с кислотными оксидами и кислотами с образованием солей. Между собой основные оксиды не взаимодействуют.

Li₂O + H₂O → LiOH (основный оксид + вода → основание)

Здесь не происходит окисления/восстановления, поэтому сохраняйте исходные степени окисления атомов.

Эти оксиды действительно имеют двойственный характер: они проявляют как кислотные, так и основные свойства. Примеры: BeO, ZnO, Al₂O₃, Fe₂O₃, Cr₂O₃, MnO₂, PbO, PbO₂, Ga₂O₃.

С водой они не взаимодействуют, так как продукт реакции, основание, получается нерастворимым. Амфотерные оксиды реагируют как с кислотами и кислотными оксидами, так и с основаниями и основными оксидами.

ZnO + KOH + H₂O → K₂[Zn(OH)₄] (амф. оксид + основание = комплексная соль)

ZnO + N₂O₅ → Zn(NO₃)₂ (амф. оксид + кисл. оксид = соль; СО азота сохраняется в ходе реакции)

Fe₂O₃ + HCl → FeCl₃ + H₂O (амф. оксид + кислота = соль + вода; обратите внимание на то, что СО Fe = +3 не меняется в ходе реакции)

Проявляют в ходе химических реакций кислотные свойства. Образованы металлами и неметаллами, чаще всего в высокой СО. Примеры: SO₂, SO₃, P₂O₅, N₂O₃, NO₂, N₂O₅, SiO₂, MnO₃, Mn₂O₇.

Кислотные оксиды вступают в реакцию с основными и амфотерными, реагируют с основаниями. Реакции между кислотными оксидами не характерны.

SO₂ + Na₂O → Na₂SO₃ (кисл. оксид + осн. оксид = соль; сохраняем СО S = +4)

SO₃ + Li₂O → Li₂SO₄ (кисл. оксид + осн. оксид = соль; сохраняем СО S = +6)

P₂O₅ + NaOH → Na₃PO₄ + H₂O (кисл. оксид + основание = соль + вода)

Реакции несолеобразующих оксидов с основаниями, кислотами и солеобразующими оксидов редки и не приводят к образованию солей. Некоторые из несолеобразующих оксидов используют в качестве восстановителей:

FeO + CO → Fe + CO₂ (восстановление железа из его оксида)

Основания

Основания классифицируются по количеству гидроксид-ионов в молекуле на одно-, двух- и трехкислотные.

Так же, как и оксиды, основания различаются по свойствам. Все основания хорошо реагируют с кислотами, даже нерастворимые основания способны растворяться в кислотах. Также нерастворимые основания при нагревании легко разлагаются на воду и соответствующий оксид.

Mg(OH)₂ → (t) MgO + H₂O (при нагревании нерастворимые основания легко разлагаются)

Если в ходе реакции основания с солью выделяется газ, выпадает осадок или образуется слабый электролит (вода), то такая реакция идет. Нерастворимые основания с солями почти не реагируют.

Ba(OH)₂ + NH₄Cl → BaCl₂ + NH₃ + H₂O (в ходе реакции образуется нестойкое основание NH₄OH, которое распадается на NH₃ и H₂O)

KOH + BaCl₂ ↛ реакция не идет, так как в продуктах нет газа/осадка/слабого электролита (воды)

В растворах щелочей pH > 7, поэтому лакмус окрашивает их в синий цвет.

Al(OH)₃ + HCl → AlCl₃ + H₂O (амф. гидроксид + кислота = соль + вода)

Al(OH)₃ + KOH → K[Al(OH)₄] (амф. гидроксид + основание = комплексная соль)

При нагревании до высоких температур комплексные соли не образуются.

Кислоты

Кислоты отлично реагируют с основными оксидами, основаниями, растворяя даже те, которые выпали в осадок (реакция нейтрализации). Также кислоты способны вступать в реакцию с теми металлами, которые стоят в ряду напряжений до водорода (то есть способны вытеснить его из кислоты).

Zn + HCl → ZnCl₂ + H₂↑ (реакция идет, так как цинк стоил в ряду активности левее водорода и способен вытеснить его из кислоты)

Cu + HCl ↛ (реакция не идет, так как медь расположена в ряду активности правее водорода, менее активна и не способна вытеснить его из кислоты)

Все кислоты подразделяются на сильные и слабые. Напомню, что мы составили подробную таблицу сильных и слабых кислот (и оснований!) в теме гидролиз. В реакции из сильной кислоты (соляной) можно получить более слабую, например, сероводородную или угольную кислоту.

В завершении подтемы кислот предлагаю вам вспомнить названия основных кислот и их кислотных остатков.

Блиц-опрос по теме Классификация неорганических веществ

Источник

Чем отличается оксид и гидроксид

ХИМИЯ – это область чудес, в ней скрыто счастье человечества,

величайшие завоевания разума будут сделаны

именно в этой области.(М. ГОРЬКИЙ)

Таблица
Менделеева

Универсальная таблица растворимости

Коллекция таблиц к урокам по химии

ОКСИДЫ И ГИДРОКСИДЫ

К этому классу относятся минералы, представляющие собой соединения различных элементов с кислородом, а в гидроксидах присутствует также и вода. По количеству входящих в него минералов он стоит на одном из первых мест, на его долю приходится около 17% массы всей земной коры (из них на долю оксидов кремния – около 12,5 % и оксидов железа – 3,9%). Минералы этого класса образуются как в эндогенных, так и в экзогенных условиях.

Оксиды и гидроксиды кремния (группа кварца)

Кварц – SiO₂

Физические свойства. Блеск стеклянный, в изломе жирноватый. Твердый. Бесцветный, белый, сероватый, дымчатый черный, розовый, фиолетовый, зеленый. Черты не дает. Спайность отсутствует. Излом неровный. Сплошной плотный, рыхлый (кварцевый песок); кроме того вкрапления, отдельные кристаллы или друзы. Кристаллы имеют форму шестигранной призмы, увенчанной пирамидой. Грани кристаллов покрыты поперечной штриховкой. Сингония тригональная. Кристаллы наросшие или вросшие. В Казахстане найден кристалл горного хрусталя величиной с двухэтажный дом, его вес 70 т.

В районах распространения песков (в пустынях) встречаются кристаллы и друзы гипса (псевдоморфозы кварца по гипсу), пронизанные зернами песка, что сообщает этим образованиям большую твердость, не присущую гипсу.

Отличительные признаки. Характерными признаками для кварца являются неметаллический блеск, большая твердость (оставляет царапину на стекле), отсутствие спайности. Кварц можно спутать с халцедоном, опалом, полевым шпатом и нефелином. Халцедон и опал отличаются восковым блеском и плотным строением. Для полевого шпата характерна совершенная спайность в двух направлениях. Нефелин растворяется в крепкой серной кислоте. Горный хрусталь похож на бесцветный топаз. В отличие от горного хрусталя у топаза наблюдается спайность в одном направлении.

Химические свойства. В кислотах не растворяется (за исключением HF).

Разновидности. 1. Горный хрусталь — бесцветный, прозрачный. 2. Цитрин — лимонно-желтый, прозрачный. 3. Аметист — фиолетовый, сиреневый, лиловый, малиновый, прозрачный. 4. Раухтопаз — дымчатый, прозрачный (название неудачное — топаз совершенно другой минерал). 5. Морион — черный, непрозрачный. 6. Розовый кварц. 7. Зеленый кварц (празем). 8. Молочно-белый кварц, непрозрачный. 9. Авантюрин (искряк) — мелкозернистый, желтого, бурого цвета с мерцающим золотистым отливом.

Халцедон — Si0₂.

Физические свойства. Блеск восковой или халцедон матовый. Твердый. Халцедон имеет различный цвет, разнообразные сочетания цветов и оттенков. Он бывает дымчатый, голубоватый, молочно-серый, синевато-черный, желтый, красный, оранжевый, коричневый, бурый, зеленый, яблочно-зеленый, зеленый с красными пятнышками, черный с белым, бурый с белым, красный с белым, уникальным является алый халцедон. Нередко слабо просвечивает. Черты не дает. Спайность отсутствует. Излом плоскораковистый. Часто в изломе дает острые режущие края. Натёчный, плотный; иногда в пустотах наблюдаются мелкие кристаллы кварца. Аморфный. Также дает псевдоморфозы по другим минералам (кальцит) и по органическим остаткам (по дереву и раковинам).

Отличительные признаки. Халцедон отличается восковым блеском, большой твердостью (оставляет царапину на стекле), отсутствием спайности, плотным строением. От кварца и других сходных с ним минералов отличается по блеску. Халцедон похож на застывший студень.

Химические свойства. В кислотах не растворяется (за исключением HF).

Разновидности. Сердолик (карнеол)—красный. Сардер — буро-коричневый, на просвет красный. Сапфирин — молочно-синий. Хризопраз — яблочно-зеленый, яркий.Плазма — луково-зеленый. Гелиотроп — неоднородный, темно-зеленый, малопрозрачный с темно-красными пятнами. Моховой халцедон — разных цветов с рисунком или включениями, напоминающими мох. Узоры у халцедона бывают концентрические, плоскопараллельные и более причудливые — моховой, глазчатый, облачный, звездчатый, ландшафтный. Различно окрашенный концентрически сложенный халцедон называется агатом; халцедон, загрязненный примесями (глина, опал, кальцит и др.), — кремнем. Цвет у кремня бурый, желтый, серый, черный; непрозрачный. Встречается кремень в виде желваков, в основном в известняках, мергелях и меле. Иногда агат бывает прозрачный с тонкими слоями, реже желтоватый и коричневатый в сочетании с белым и дымчатым цветом и очень редко розовый.

Разновидности агата: оникс — чередующиеся черно-белые слои (иногда ониксом называют агаты плоскопараллельного строения). Сардоникс — буро-коричневые и белые слои. Карнанол оникс — бурые и черные слои. Карнеолоникс — красные и белые слои.

Физические свойства. Блеск восковой, стеклянный, перламутровый или опал матовый. Твердый; землистые и рыхлые разности мягкие. Цвет непостоянный: белый, желтый, бурый, красный, зеленый, голубой, радужный; бесцветный. Черты не дает; у мягкого опала черта белая. Студнеобразные натечные образования, ноздреватые накипи, желваки, сталактиты, агрегаты, напоминающие по внешнему виду строение дерева (окаменелое дерево); псевдоморфозы по другим минералам, землистые масс и др. Аморфный.

Отличительные признаки. Опал имеет неметаллический блеск, значительную твердость (оставляет царапину на стекле); спайность отсутствует. Опал внешне похож на халцедон, и без химического анализа их трудно различить.

Разновидности. Благородный опал обладает радужной игрой цветов. Некоторые разности благородного опала имеют черный цвет и испускают ярко-красный свет. 2. Гиалит – водяно-прозрачный, бесцветный. 3. Огненный опал – красного цвета, прозрачный. 4. Деревянистый опал – (окаменелое дерево) – псевдоморфоза опала по дереву. 5. Кахолонг – белый фарфоровидный.

Опал – один из красивых ювелирных камней. Благородный и огненный опал используются как драгоценные камни.

Оксиды и гидроксиды металлов

Гематит (красный железняк) — Fe₂0₃.

Физические свойства. Блеск металлический, металловидный или гематит матовый. Твердый, некоторые разности имеют среднюю твердость или являются мягкими. Цвет вишнево-красный, темный стально-серый, железно-черный. Черта вишнево-красная. Спайность отсутствует. Натёчный, зернистый, плотный, землистый, листоватый, чешуйчатый, оолитовый; кроме того, отдельные кристаллы и вкрапления. Сингония тригональная.

Отличительные признаки. У гематита наблюдается вишнево-красный, темный стально-серый, железно-черный цвет. Черта всегда, независимо от цвета, вишнево-красная.

Разновидности. 1. Железный блеск — крупнокристаллическая разность; цвет черный, темный стально-серый. 2. Железная слюдка — листоватый, чешуйчатый гематит; хорошо выражена отдельность в одном направлении; цвет темный стально-серый, черный. 3. Мартит — псевдоморфозы (ложные формы) по магнетиту; кристаллы, имеющие форму октаэдров, ромбических додекаэдров; цвет черный. 4. Красная охра (железная охра) — землистый, порошковатый гематит красного цвета; мягкая. 5. Железная сметана — чешуйчатый гематит; жирный на ощупь, мягкий, маркий; цвет вишнево-красный. 6. Железная роза — сростки пластинок, напоминающие розу. 7. Красная стеклянная голова— натёчный гематит, радиально-лучистого строения. Цвет черный с красноватым оттенком. Поверхность блестящая.

Лимонит (бурый железняк) – Fe₂O₃ nH₂O.

Физические свойства. Матовый или имеет металловидный, шелковистый, смоляной блеск. Твердость непостоянная: встречаются разности мягкие, средней твердости и твердые. Цвет бурый, охряно-желтый, черный. Черта ржаво-бурая, охряно-желтая. Спайность отсутствует. Сплошной, плотный, натечный; конкреции, жеоды, оолиты, получившие название бобовой и болотной руды; иногда землистый (дерновые руды), порошковатый; кроме того несцементированные оолиты. Аморфный; иногда встречаются кристаллы в виде кубов, пентагональных додекаэдров – результат химического выветривания пирита (псевдоморфозы по пириту) или ложные формы по сидериту и органическим остаткам.

Отличительные признаки. Цвет у лимонита ржаво-бурый, охряно-желтый, черный; черта ржаво-бурая, охряно-желтая. Бурый железняк по внешним признакам имеет много общего с бокситом. Отличается по цвету (цвет у боксита кирпично-красный, буро-красный, розовый), черте (черта у боксита бледнее) и плотности (боксит легче бурого железняка).

Химические свойства. Легко растворяется в соляной кислоте.

Разновидности. 1. Бурая стеклянная голова – натечные формы с гладкой блестящей поверхностью. 2. Желтая охра (железная охра) – землистый, порошковатый лимонит охряно-желтого цвета. Мягкая.

Происхождение. Лимонит образуется в результате химического выветривания железосодержащих минералов: сидерита пирита, халькопирита, гематита, магнетита и др.

Магнетит (магнитный железняк) — Fе₃0₄.

Физические свойства. Блеск металлический, металловидный или магнетит матовый. Твердый или средней твердости. Цвет железно-черный. Черта черная.

Магнитный. Кусок магнитного железняка, добытого на горе Высокой, уже более века силой магнитного притяжения держит 50-килограммовую гирю. Спайность отсутствует. Сплошные зернистые, плотные или рыхлые (магнетитовый песок) массы, отдельные кристаллы (октаэдры, ромбические додекаэдры), двойники; вкрапления; россыпи. Сингония кубическая. Кристаллы вросшие или наросшие.

Отличительные признаки. Магнетит легко узнается по постоянному железно-черному цвету, по черной черте и по магнитности. Похож на хромистый железняк. Отличие — черта у хромистого железняка бурая; кроме того, магнитный железняк обладает магнитностью.

Химические свойства. Порошок растворяется в соляной кислоте при нагревании.

Разновидность. Титаномагнетит, содержит Ti0₂.

Хромит (хромистый железняк) — FeCr₂O₆

Физические свойства. Блеск металловидный, металлический. Твердый. Цвет железно-черный. Черта бурая. Спайность отсутствует. Сплошные зернистые до плотной массы вкрапления; редко кристаллы (октаэдры), реже россыпи. Сингония кубическая.

Отличительные признаки. Для хромита постоянными признаками являются железно-черный цвет, бурая черта. Хромистый железняк можно спутать с магнитным железняком. Отличается по черте (черта у магнитного железняка черная) и отсутствию магнитности.

Химические свойства. В кислотах не растворяется.

Пиролюзит — МпО₂.

Физические свойства. Матовый. Мягкий. Цвет черный, темный стально-серый. Черта черная. Пачкает руки. Спайность отсутствует. Оолитовый, землистый, натёчный, плотный; также конкреции, желваки и псевдоморфозы по манганиту.

Отличительные признаки. Пиролюзит матовый, мягкий, пачкает руки, черного цвета, черта черная, строение оолитовое, землистое.

Химические свойства. Растворяется в соляной кислоте с выделением хлора.

Физические свойства. Обычно наблюдается в натечных формах с концентрически-зональным строением или в тонкокристаллических агрегатах. Химический состав непостоянен. Соотношение МnО МnО₂ колеблется в относительно широких пределах. Цвет черный, иногда буровато-черный. Черта обычно черная. Блеск полуметаллический, у рыхлых разностей матовый. Хрупок.

Отличительные признаки. Принадлежность к группе псиломелана устанавливается по натечным формам агрегатов, черной черте и реакции на марганец.

Касситерит (оловянный камень) — SnО₂

Физические свойства. Блеск металловидный, жирноватый. Твердый. Цвет бурый, черный, черта бледно-желтая, слабо коричневая. Тяжелый. Спайность отсутствует. Сплошной зернистый, плотный или лучистый. Кристаллы призматические (тетрагональной сингонии), двойники характерной коленчатой формы.

Отличительные признаки. Касситерит имеет двойники характерной формы. Касситерит можно спутать с титанистым железняком и вольфрамитом. От титанистого железняка отличается по черте (у титанистого железняка она бурая) и по отсутствию магнитных свойств у оловянного камня. У вольфрамита совершенная спайность в одном направлении.

Химические свойства. Помещенный в разбавленную соляную кислоту вместе с металлическим цинком при нагревании покрывается слоем металлического олова.

Брусит Mg[OH₂]

Физические свойства. Цвет брусита белый, изредка зеленоватый или бесцветный. Блеск в изломе стеклянный, на плоскостях спайности перламутровый. Твердость 2,5. Сингония тригональная. Спайность весьма совершенная в одном направлении. Тонкие отщепляемые листочки гибки.

В поверхностных условиях в более кислых средах брусит легко карбонатизируется.

Отличительные признаки. Похож на тальк, пирофиллит и гидроаргиллит. Легче всего отличается от них по легкой растворимости в HCl.

Источник