Взаємодія води з оксидами

Більшість оксидів здатні вступати в хімічні реакції з водою. Зазвичай ці реакції є реакціями сполучення, у результаті яких утворюються продукти приєднання води до оксидів. Речовини, що утворюються сполученням води з іншими речовинами, називають гідратами.

Залежно від того, з яким оксидом взаємодіє вода, може утворитися два типи гідратів: кислоти і основи. Кислоти складаються з атомів Гідрогену і кислотного залишку (H₂SO₄, Н₂С0₃), а у формулах основ на першому місці записують металічний елемент, з яким сполучається гідроксильна група —ОН (KOH, Ba(OH)₂). Залежно від гідрату, що відповідає певному оксиду, серед оксидів виділяють дві групи: кислотні оксиди та основні оксиди.

Кислотні оксиди

Усі кислотні оксиди, за винятком силіцій(ГУ) оксиду SiО₂, за звичайних умов вступають у реакції сполучення з водою з утворенням кислот:

Оксиди, гідрати яких є кислотами, називають кислотними оксидами.

Більшість кислотних оксидів — це оксиди неметалічних елементів. Але кислотні оксиди можуть утворювати і металічні елементи, якщо ці елементи можуть виявляти високі валентності, вищі за чотири. Так, до кислотних оксидів належать хром(УІ) оксид Сг0₃ та манган(УІІ) оксид Мп₂0₇.

Формули найбільш поширених кислотних оксидів та відповідних їм кислот наведено в таблиці 5.

Таблиця 5. Кислотні оксиди та відповідні їм кислоти

Основні оксиди

Продукти реакції оксидів із водою (гідрати) можуть виявляти основні властивості. Якщо гідрат оксиду є основою, то такий оксид є основним.

Оксиди, гідрати яких є основами, називають основними оксидами.

До основних оксидів належать оксиди металічних елементів. Це здебільшого оксиди одно-, дво-, а іноді тривалентних металічних елементів (табл. 6).

Таблиця 6. Основні оксиди та відповідні їм основи

Більшість основних оксидів із водою не взаємодіють. У реакцію з водою вступають лише оксиди, гідрати яких розчиняються у воді (див. табл 6, с. 161). Такі гідрати називають лугами:

Єдиний кислотний оксид, що за звичайних умов не взаємодіє з водою, — це силіцій(^) оксид SiO₂, якому відповідає силікатна кислота H₂SiO₃. Він дуже поширений у природі у складі мінералу кварцу. Звичайний кварцовий пісок на берегах морів і річок — це і є силіцій(^) оксид.

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

Виявлення кислот і основ у розчинах

Більшість оксидів і відповідних їм гідратів — безбарвні сполуки, тому визначити їх наявність або розрізнити кислоти й основи без «сторонньої допомоги» неможливо. Для виявлення кислот і основ у розчинах використовують індикатори — складні органічні сполуки, що змінюють своє забарвлення залежно від наявності кислоти або основи в розчині (мал. 114). Найпоширеніші індикатори та їхній колір за наявності кислот та основ наведено в таблиці 7.

Таблиця 7. Забарвлення деяких індикаторів за наявності кислот і основ та у воді

Здебільшого індикатори використовують у вигляді розчинів — у воді або в спирті. Зручніше використовувати індикаторний папір — звичайний папір, просочений розчином індикатору, а потім висушений. У продаж він потрапляє у вигляді набору тоненьких смужечок (мал. 115).