Przeczytaj

bg‑magenta

Jaki charakter mogą wykazywać tlenki?

TlenkitlenkiTlenki mogą wykazywać charakter kwasowy, zasadowy, amfoteryczny lub obojętny. Takie tlenki nazywa się kolejno: kwasowymi, zasadowymi, amfoterycznymi lub obojętnymi. Aby określić, jaki charakter chemiczny wykazuje dany tlenek, należy sprawdzić czy dany tlenek reaguje z kwasem oraz czy reaguje z wodnym roztworem wodorotlenku.

Pamiętaj, że charakter chemiczny tlenku określa nam jego zachowanie wobec zasad i kwasów, nie zaś np. wody czy innych tlenków. Nie mniej jednak i tutaj znajdziemy pewną prawidłowość, np. tlenki kwasotwórcze, a więc reagujące z wodą z wytworzeniem kwasów, mają również charakter kwasowy, a więc reagują z zasadami a nie reagują z kwasami. Jednak nie zawsze działa to w drugą stronę, tzn. nie każdy tlenek kwasowy jest jednocześnie tlenkiem kwasotwórczym, np. ${SiO}_{2}$ . Podobnie ma się rzecz w przypadku tlenków zasadowych. Wszystkie tlenki zasadotwórcze, a więc te reagujące z wodą z wytworzeniem zasad, wykazują charakter zasadowy, ale nie wszystkie tlenki zasadowe są jednocześnie zasadotwórcze, np. $CrO$ i $MnO$ mimo zasadowego charakteru są obojętne wobec wody. Poniżej przedstawiono graf ilustrujący podział tlenków ze względu na charakter chemiczny.

RULUdq0xX7fSi1

Mapa pojęciowa pt. „Charakter chemiczny tlenków".

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

bg‑magenta

Tlenki kwasowe

Są to tlenki niemetali oraz tlenki niektórych metali, które reagują z wodnymi roztworami wodorotlenków, a nie reagują z kwasami.

Tlenki kwasowe pierwiastków
bloku $s$	bloku $p$	bloku $d$
brak	- $B_{2} O_{3}$ – ${CO}_{2}$ – ${SiO}_{2}$ – $GeO$ – $N_{2} O_{5}$ – ${NO}_{2}$ – $N_{2} O_{3}$ – $P_{4} O_{10}$ – $P_{4} O_{6}$ – ${As}_{2} O_{5}$ – ${Bi}_{2} O_{5}$ – ${SO}_{2}$ – ${SeO}_{3}$ – ${SeO}_{2}$ – ${TeO}_{3}$ – ${Cl}_{2} O_{7}$ – ${ClO}_{3}$ – ${Cl}_{2} O$ – ${BrO}_{2}$ – ${Br}_{2} O$ – $I_{2} O_{5}$	- ${CrO}_{3}$ – ${Mn}_{2} O_{7}$ – ${MnO}_{3}$

W reakcjach tlenków kwasowych z roztworami wodorotlenków powstaje sól i woda. Reakcję tą można zapisać w sposób ogólny jako:

tlenek kwasowy + wodorotlenek \to sól + woda

Doświadczenie: Badanie charakteru chemicznego tlenku siarki( $VI$ ).

RPDM4AKMT9c3p

Grafika przedstawia dwie probówki z bezbarwną cieczą. Ciecz w pierwszej probówce, oznaczona cyfrą jeden, jest wskazana strzałką z podpisem: Na O H plus fenoloftaleina. Druga strzałka wskazuje wlot probówki i wchodzi do jej wnętrza. Nad nią znajduje się podpis SO3c. Ciecz w drugiej probówce, oznaczona cyfrą dwa, jest wskazana strzałką z podpisem: H C l plus oranż metylowy. Druga strzałka wskazuje wlot probówki i wchodzi do jej wnętrza. Nad nią znajduje się podpis SO3c. — Schemat doświadczenia
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Obserwacje:

Probówka $1$ : Malinowy roztwór uległ odbarwieniu.

Probówka $2$ : Brak widocznych objawów reakcji.

Wniosek:

Tlenek siarki( $VI$ ) jest tlenkiem kwasowym, ponieważ reaguje z zasadą (wodnym roztworem wodorotlenku), a nie reaguje z kwasem.

Równanie reakcji chemicznej z zasadą:

W formie cząsteczkowej:

{SO}_{3} + 2 NaOH \to {Na}_{2} {SO}_{4} + H_{2} O

W formie jonowej – skróconej:

{SO}_{3} + 2 {OH}^{-} \to {SO}_{4}^{2 -} + H_{2} O

Równanie reakcji chemicznej z kwasem:

{SO}_{3} + HCl \to reakcja nie zachodzi

bg‑magenta

Tlenki zasadowe

Są to tlenki metali, które reagują z kwasami, a nie reagują z wodorotlenkami.

Tlenki zasadowe metali
bloku $s$	bloku $p$	bloku $d$
Wszystkie za wyjątkiem $BeO$ na przykład: – ${Na}_{2} O$ – ${Li}_{2} O$ – $MgO$ – $CaO$ itd.	- ${Tl}_{2} O_{3}$ – ${Tl}_{2} O$ – ${Bi}_{2} O_{3}$	- $CrO$ – $MnO$

W reakcjach tlenków zasadowych z kwasem powstaje sól i woda. Reakcję tą można zapisać w sposób ogólny jako:

tlenek zasadowy + kwas \to sól + woda

Doświadczenie: Badanie charakteru chemicznego tlenku baru.

R6w9rcP2WcCHU

Obserwacje:

Probówka $1$ : Brak widocznych oznak reakcji z zasadą.

Probówka $2$ : Ciało stałe uległo roztworzeniu. Roztwór zmienił barwę z czerwonej na żółtopomarańczową.

Wniosek:

Tlenek baru jest tlenkiem zasadowym, ponieważ reaguje z kwasem, a nie reaguje z zasadą (wodnym roztworem wodorotlenku).

Równanie reakcji chemicznej z kwasem:

W formie cząsteczkowej:

BaO + 2 HCl \to {BaCl}_{2} + H_{2} O

W formie jonowej – skróconej:

BaO + 2 H_{3} O^{+} \to {Ba}^{2 +} + 3 H_{2} O

Równanie reakcji chemicznej z wodorotlenkiem:

BaO + NaOH \to reakcja nie zachodzi

bg‑magenta

Tlenki amfoteryczne

Są to tlenki metali oraz niemetali, które reagują zarówno z mocnymi kwasami jak i mocnymi zasadami (wodnymi roztworami wodorotlenków). Tlenki amfoteryczne nie reagują z wodą.

Tlenki amfoteryczne pierwiastków
bloku $s$	bloku $p$	bloku $d$
- $BeO$	- ${Al}_{2} O_{3}$ – ${Ga}_{2} O_{3}$ – ${In}_{2} O_{3}$ – ${GeO}_{2}$ – $SnO$ – ${SnO}_{2}$ – $PbO$ – ${PbO}_{2}$ – ${As}_{2} O_{3}$ – ${Sb}_{2} O_{5}$ – ${Sb}_{2} O_{3}$ – ${TeO}_{2}$	- ${Cr}_{2} O_{3}$ – $ZnO$ – $CuO$ – ${MnO}_{2}$ – ${Fe}_{2} O_{3}$

W reakcji tlenków amfoterycznych z mocnym kwasem powstaje sól i woda zgodnie z poniższym ogólnym równaniem reakcji:

tlenek amfoteryczny + kwas \to sól + woda

W reakcji tlenków amfoterycznych z mocną zasadą (na przykład wodny roztwór $NaOH$ lub $KOH$ ) powstaje związek koordynacyjny, tzw. sól kompleksowa, w której kation metalu stanowi atom centralny, a aniony wodorotlenkowe pełnią funkcję ligandów. W reakcji jednym z substratów jest również woda. Schemat równania tej reakcji można zapisać w sposób ogólny:

tlenek amfoteryczny + woda + wodorotlenek \to związek koordynacyjny

Doświadczenie: Badanie charakteru chemicznego tlenku cynku.

RWvE2iQWVQtM4

Obserwacje:

Probówka $1$ : Ciało stałe uległo roztworzeniu. Powstał klarowny bezbarwny roztwór.

Probówka $2$ : Ciało stałe uległo roztworzeniu. Powstał klarowny bezbarwny roztwór.

Wniosek:

Tlenek cynku jest tlenkiem amfoterycznym, ponieważ reaguje z kwasem oraz z zasadą (wodnym roztworem wodorotlenku).

Równania reakcji chemicznych:

Probówka $1$

W formie cząsteczkowej:

ZnO + 2 NaOH + H_{2} O \to \underset{tetrahydroksocynkan (II) sodu}{{Na}_{2} [Zn {(OH)}_{4}]}

W formie jonowej – skróconej:

ZnO + 2 {OH}^{-} + H_{2} O \to \underset{anion tetrahydroksocynkanowy (II)}{{[Zn {(OH)}_{4}]}^{2 -}}

Probówka $2$

W formie cząsteczkowej:

ZnO + 2 HCl \to {ZnCl}_{2} + H_{2} O

W formie jonowej – skróconej:

ZnO + 2 H_{3} O^{+} \to {Zn}^{2 +} + 3 H_{2} O

bg‑magenta

Tlenki obojętnie

Są to tlenki, które nie reagują z kwasami, roztworami wodnymi wodorotlenków oraz z wodą. Tlenkami obojętnymi są np. tlenki pierwiastków bloku $p$ : $NO$ , $CO$ , $SiO$ , $N_{2} O$ .

bg‑magenta

Podsumowanie

Pewne zależności dotyczące charakteru chemicznego tlenków można odczytać z układu okresowego. Strzałki czerwone oznaczają wzrost właściwości kwasowych tlenków, a strzałki zielone oznaczają wzrost właściwości zasadowych tlenków w grupie i okresie.

RaLWk6jMM40mQ1

Ilustracja dotyczy zależności charakteru chemicznego tlenków od położenia w układzie okresowym. Na ilustracji znajduje się układ okresowy, w którym pierwiastki bloków s, p, d oznaczono kolorem niebieskim, lantanowce szaro‑niebieskim, a aktynowce fioletowym. Wokół układu okresowego umieszczono cztery strzałki. Pierwsza z nich, znajdująca się u góry, jest skierowana w prawo a na niej znajduje się napis: charakter kwasowy. Strzałka po prawej stronie układu jest skierowana w dół i ma napis: charakter zasadowy. Strzałka, znajdująca się pod układem skierowana jest w lewo, a napis na niej to: charakter zasadowy. ostatnia ze strzałek to ta po lewej stronie układu, skierowana w górę. Ma napis: charakter kwasowy. — Zależności dotyczące charakteru chemicznego tlenków na podstawie układu okresowego i ich zmiany na tle układu
Źródło: GroMar Sp. z o.o. na podstawie: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov, licencja: CC BY-SA 3.0.

Słownik

tlenki

dwupierwiastkowe związki chemiczne tlenu z innym pierwiastkiem, w których atomy tlenu występują na $- II$ stopniu utlenienia

tlenki kwasowe

tlenki, które reagują z zasadami, a nie reagują z kwasami

tlenki zasadowe

tlenki, które reagują z kwasami, a nie reagują z zasadami

tlenki amfoteryczne

tlenki, które reagują z mocnymi kwasami oraz roztworami wodnymi mocnych wodorotlenków

tlenki obojętne

tlenki, które nie reagują ani z kwasami, ani z roztworami wodnymi wodorotlenków; nie reagują również z wodą

Bibliografia

Bielański A., Podstawy chemii nieorganicznej $2$ , Warszawa $2013$ .

Pazdro K. M,, CHEMIA Podręcznik do kształcenia rozszerzonego w liceach, Część $IV$ . Chemia nieorganiczna, Warszawa $2009$ .

Wprowadzenie

Wirtualne laboratorium – I

Jaki charakter mogą wykazywać tlenki?

Tlenki kwasowe

Doświadczenie: Badanie charakteru chemicznego tlenku siarki( $VI$ ).

Tlenki zasadowe

Doświadczenie: Badanie charakteru chemicznego tlenku baru.

Tlenki amfoteryczne

Doświadczenie: Badanie charakteru chemicznego tlenku cynku.

Tlenki obojętnie

Podsumowanie

Słownik

Bibliografia

Wprowadzenie

Wirtualne laboratorium – I

Przeczytaj

Jaki charakter mogą wykazywać tlenki?

Tlenki kwasowe

Doświadczenie: Badanie charakteru chemicznego tlenku siarki(VI).

Tlenki zasadowe

Doświadczenie: Badanie charakteru chemicznego tlenku baru.

Tlenki amfoteryczne

Doświadczenie: Badanie charakteru chemicznego tlenku cynku.

Tlenki obojętnie

Podsumowanie

Słownik

Bibliografia

Doświadczenie: Badanie charakteru chemicznego tlenku siarki( $VI$ ).