Најважније из лекције
| Својство / Класа | Оксиди метала | Оксиди неметала |
|---|---|---|
| Састав | Метал + Кисеоник (јонска веза) | Неметал + Кисеоник (ковалентна веза) |
| Агрегатно стање | Чврсто (различитих боја) | Гасовито, течно или чврсто |
| Реакција са водом | Дају хидроксиде (базе): \( \text{Na}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{NaOH} \) |
Дају киселине: \( \text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_2\text{SO}_4 \) |
| Примери | \( \text{CaO}, \text{MgO}, \text{Fe}_2\text{O}_3, \text{Cu}_2\text{O} \) | \( \text{CO}_2, \text{SO}_2, \text{SO}_3, \text{N}_2\text{O}_5 \) |
Оксиди су бинарна једињења кисеоника са другим хемијским елементима (металима или неметалима).
Према врсти елемента са којим је кисеоник везан, оксиде делимо на:
- Оксиде метала: једињења кисеоника са металима (нпр. \( \text{Na}_2\text{O} \), \( \text{CaO} \), \( \text{MgO} \), \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \), \( \text{CuO} \)).
- Оксиде неметала: једињења кисеоника са неметалима (нпр. \( \text{CO} \), \( \text{CO}_2 \), \( \text{SO}_2 \), \( \text{SO}_3 \), \( \text{N}_2\text{O}_5 \)).
Већина неметала има променљиву валенцу и гради више различитих оксида. На пример, угљеник гради угљеник(II)-оксид (\( \text{CO} \)) и угљеник(IV)-оксид (\( \text{CO}_2 \)), а сумпор сумпор(IV)-оксид (\( \text{SO}_2 \)) и сумпор(VI)-оксид (\( \text{SO}_3 \)).
Одредити валенцу азота у оксидима: \( \text{N}_2\text{O}_3 \) и \( \text{N}_2\text{O}_5 \), и написати њихове називе.
Пошто је кисеоник увек двовалентан (\( \text{II} \)):
- У \( \overset{\text{III}}{\text{N}}_2\overset{\text{II}}{\text{O}}_3 \) валенца азота је \( \text{III} \) → азот(III)-оксид.
- У \( \overset{\text{V}}{\text{N}}_2\overset{\text{II}}{\text{O}}_5 \) валенца азота је \( \text{V} \) → азот(V)-оксид.
Оксиди метала су супстанце чврстог агрегатног стања на собној температури, претежно са јонском везом. Могу бити различитих боја:
- Бели: \( \text{CaO} \), \( \text{MgO} \), \( \text{Al}_2\text{O}_3 \), \( \text{Na}_2\text{O} \)
- Црни: \( \text{CuO} \), \( \text{FeO} \)
- Црвени/смеђи: \( \text{Cu}_2\text{O} \), \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \) (основа рђе)
Добијање оксида метала (директна синтеза – сагоревање метала у кисеонику):
\[ 4\text{Li} + \text{O}_2 \longrightarrow 2\text{Li}_2\text{O} \quad (\text{литијум-оксид}) \]
\[ 2\text{Ca} + \text{O}_2 \longrightarrow 2\text{CaO} \quad (\text{калцијум-оксид}) \]
Оксиди алкалних метала (1. група ПСЕ) и већине земноалкалних метала (2. група ПСЕ) реагују са водом и граде хидроксиде (базе):
\[ \text{Na}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow 2\text{NaOH} \quad (\text{натријум-хидроксид}) \]
\[ \text{CaO} + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{Ca(OH)}_2 \quad (\text{калцијум-хидроксид}) \]
Хидроксидна група \( (\text{OH}) \) је једновалентна. Када се у формули налази више од једне хидроксидне групе, она се обавезно ставља у заграду: \( \overset{\text{II}}{\text{Ca}}(\overset{\text{I}}{\text{OH}})_2 \), \( \overset{\text{III}}{\text{Al}}(\overset{\text{I}}{\text{OH}})_3 \).
Написати једначину реакције баријум-оксида (\( \text{BaO} \)) са водом.
Баријум је двовалентан метал (2. група ПСЕ), па гради баријум-хидроксид:
\[ \text{BaO} + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{Ba(OH)}_2 \]
Оксиди неметала на собној температури могу бити у гасовитом (\( \text{CO}_2, \text{SO}_2, \text{NO} \)), течном или чврстом агрегатном стању (\( \text{P}_4\text{O}_{10}, \text{I}_2\text{O}_5 \)). Многи су безбојни гасови (нпр. \( \text{CO}_2 \) је гас без боје и мириса).
Добијање оксида неметала (сагоревање неметала):
\[ \text{S} + \text{O}_2 \longrightarrow \text{SO}_2 \quad (\text{сумпор(IV)-оксид}) \]
\[ 2\text{SO}_2 + \text{O}_2 \longrightarrow 2\text{SO}_3 \quad (\text{сумпор(VI)-оксид}) \]
\[ \text{C} + \text{O}_2 \longrightarrow \text{CO}_2 \quad (\text{угљеник(IV)-оксид}) \]
Већина оксида неметала у реакцији са водом гради киселине (кисели оксиди):
\[ \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{H}_2\text{CO}_3 \quad (\text{угљена киселина}) \]
\[ \text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{H}_2\text{SO}_4 \quad (\text{сумпорна киселина}) \]
Шта настаје растварањем угљеник(IV)-оксида у води и како се та реакција приказује хемијском једначином?
Настаје угљена (карбонатна) киселина:
\[ \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{H}_2\text{CO}_3 \]
Задаци за вежбање
Задатак 1 (лак): Разврстај следеће оксиде на оксиде метала и оксиде неметала:
\( \text{K}_2\text{O} \), \( \text{SO}_2 \), \( \text{ZnO} \), \( \text{N}_2\text{O}_3 \), \( \text{MgO} \), \( \text{Cl}_2\text{O} \).
\( \text{K}_2\text{O} \), \( \text{SO}_2 \), \( \text{ZnO} \), \( \text{N}_2\text{O}_3 \), \( \text{MgO} \), \( \text{Cl}_2\text{O} \).
- Оксиди метала: \( \text{K}_2\text{O} \) (калијум-оксид), \( \text{ZnO} \) (цинк-оксид), \( \text{MgO} \) (магнезијум-оксид).
- Оксиди неметала: \( \text{SO}_2 \) (сумпор(IV)-оксид), \( \text{N}_2\text{O}_3 \) (азот(III)-оксид), \( \text{Cl}_2\text{O} \) (хлор(I)-оксид).
Задатак 2 (средњи): Допуни и изједначи хемијске једначине, па одреди да ли је производ киселина или хидроксид:
а) \( \text{K}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \) _____
б) \( \text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \) _____
а) \( \text{K}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \) _____
б) \( \text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \) _____
а) \( \text{K}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow 2\text{KOH} \) → Настаје калијум-хидроксид (хидроксид).
б) \( \text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{H}_2\text{SO}_4 \) → Настаје сумпорна киселина (киселина).
б) \( \text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{H}_2\text{SO}_4 \) → Настаје сумпорна киселина (киселина).
Задатак 3 (средњи): Напиши хемијске формуле свих пет оксида азота у којима је валенца азота редом од \( \text{I} \) до \( \text{V} \).
Пошто је кисеоник двовалентан:
- Азот(I)-оксид: \( \overset{\text{I}}{\text{N}}_2\overset{\text{II}}{\text{O}} \longrightarrow \mathbf{\text{N}_2\text{O}} \)
- Азот(II)-оксид: \( \overset{\text{II}}{\text{N}}\overset{\text{II}}{\text{O}} \longrightarrow \mathbf{\text{NO}} \)
- Азот(III)-оксид: \( \overset{\text{III}}{\text{N}}_2\overset{\text{II}}{\text{O}}_3 \longrightarrow \mathbf{\text{N}_2\text{O}_3} \)
- Азот(IV)-оксид: \( \overset{\text{IV}}{\text{N}}\overset{\text{II}}{\text{O}}_2 \longrightarrow \mathbf{\text{NO}_2} \)
- Азот(V)-оксид: \( \overset{\text{V}}{\text{N}}_2\overset{\text{II}}{\text{O}}_5 \longrightarrow \mathbf{\text{N}_2\text{O}_5} \)
Задатак 4 (тежак): Колико грама сумпор(VI)-оксида (\( \text{SO}_3 \)) настаје ако потпуно изреагује \( 6{,}4\text{ g} \) сумпор(IV)-оксида (\( \text{SO}_2 \)) са кисеоником?
(Релативне атомске масе: \( A_r(\text{S}) = 32 \), \( A_r(\text{O}) = 16 \))
(Релативне атомске масе: \( A_r(\text{S}) = 32 \), \( A_r(\text{O}) = 16 \))
1. Корак: Писање и изједначавање хемијске једначине:
\[ 2\text{SO}_2 + \text{O}_2 \longrightarrow 2\text{SO}_3 \]
2. Корак: Израчунавање моларних маса:
\[ M(\text{SO}_2) = 32 + 2 \cdot 16 = 64\text{ g/mol} \]
\[ M(\text{SO}_3) = 32 + 3 \cdot 16 = 80\text{ g/mol} \]
3. Корак: Постављање пропорције на основу једначине:
\[ \begin{aligned}
2 \cdot M(\text{SO}_2) &: 2 \cdot M(\text{SO}_3) = m(\text{SO}_2) : m(\text{SO}_3) \\
2 \cdot 64\text{ g} &: 2 \cdot 80\text{ g} = 6{,}4\text{ g} : m(\text{SO}_3) \\
128\text{ g} &: 160\text{ g} = 6{,}4\text{ g} : m(\text{SO}_3) \\
m(\text{SO}_3) &= \frac{160\text{ g} \cdot 6{,}4\text{ g}}{128\text{ g}} = \mathbf{8\text{ g}}
\end{aligned} \]
Одговор: Настаје \( 8\text{ g} \) сумпор(VI)-оксида.
