Oksid, kislota, asos, tuzlar

Noorganik moddalar to‘rt asosiy sinfga bo‘linadi: oksidlar, asoslar, kislotalar va tuzlar. Bu tasnif tasodifiy emas: bir sinf moddalari o‘xshash tuzilishga ega va o‘xshash reaksiyalarga kirishadi, sinflar o‘rtasida esa "genetik" bog‘lanish bor — metalldan oksid, oksiddan asos, asosdan tuz olinadi. Har bir sinfning "kim bilan reaksiyaga kirishadi" qoidalarini bilsangiz, o‘zgarishlar zanjirlarining aksariyatini yodlamasdan, mantiq bilan yecha olasiz. Bu mavzu butun noorganik kimyoning grammatikasi: keyingi barcha mavzularda (metallar, metallmaslar, elektrolitik dissotsilanish) shu tushunchalar ishlatiladi.

§1. Oksidlar

Oksidlar — ikki elementdan iborat, ulardan biri −2 oksidlanish darajasidagi kislorod bo‘lgan murakkab moddalar. Kimyoviy xossasiga ko‘ra:

• Asosli (Na₂O, CaO, CuO, FeO) — metallarning past (+1, +2) darajadagi oksidlari; ularga asoslar mos keladi. Kislotalar va kislotali oksidlar bilan tuz beradi: CaO + 2HCl → CaCl₂ + H₂O, CaO + CO₂ → CaCO₃.
• Kislotali (CO₂, SO₂, SO₃, P₂O₅, SiO₂, Mn₂O₇, CrO₃) — metallmaslar va yuqori darajadagi metallarning oksidlari; ularga kislotalar mos keladi. Asoslar va asosli oksidlar bilan tuz beradi: SO₃ + 2NaOH → Na₂SO₄ + H₂O.
• Amfoter (ZnO, Al₂O₃, BeO, Cr₂O₃, Fe₂O₃) — ham kislotalar, ham ishqorlar bilan reaksiyaga kirishadi: , (suyuqlantirilganda).

Suv bilan faqat ishqoriy va ishqoriy-yer metallarining oksidlari (ishqor hosil qilib) va ko‘pchilik kislotali oksidlar (kislota hosil qilib) reaksiyaga kirishadi; SiO₂, CuO, Fe₂O₃ suv bilan reaksiyaga kirishmaydi. Oksidlarni nomlashda o‘zgaruvchan valentli element uchun valentlik qavs ichida ko‘rsatiladi: FeO — temir(II) oksid, Fe₂O₃ — temir(III) oksid.

Misol

Probirkalarda KOH, P₂O₅, CuO, SiO₂ bor; har biriga suv va lakmus qo‘shildi. Qaysi birida lakmus qizaradi?

1. KOH — ishqor, lakmus ko‘karadi. CuO va SiO₂ suvda erimaydi — lakmus binafsha rangda qoladi.
2. P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄ — kislota hosil bo‘ladi.
3. Javob: P₂O₅ solingan probirkada lakmus qizaradi.

§2. Asoslar

Asoslar — metall atomi (yoki NH₄⁺) va bir yoki bir necha gidroksid guruhdan OH iborat moddalar; dissotsilanganda anion sifatida faqat OH⁻ beradi.

• Ishqorlar (suvda eriydigan): LiOH, NaOH, KOH, Ca(OH)₂ (kam eriydi), Ba(OH)₂.
• Erimaydigan asoslar: Cu(OH)₂, Fe(OH)₃, Mg(OH)₂ — qizdirilganda oksid va suvga parchalanadi: Cu(OH)₂ → CuO + H₂O.
• Amfoter gidroksidlar: Al(OH)₃, Zn(OH)₂, Be(OH)₂, Cr(OH)₃ — kislotalar bilan ham, ishqorlar bilan ham reaksiyaga kirishadi. Masalan, Al(OH)₃ ham xlorid kislotada, ham natriy gidroksidda eriydi.

Ishqorlarning xossalari: indikatorlar rangini o‘zgartiradi (fenolftalein — to‘q pushti); kislotalar bilan neytrallanadi; kislotali oksidlar bilan tuz beradi; tuzlar bilan reaksiyaga kirishadi, agar cho‘kma yoki gaz hosil bo‘lsa (CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄); amfoter metallar bilan vodorod ajratadi.

§3. Kislotalar

Kislotalar — vodorod atomlari va kislota qoldig‘idan iborat moddalar; vodorod atomlari metallga almasha oladi. Tarkibiga ko‘ra kislorodsiz (HCl, HBr, H₂S, HF) va kislorodli (HNO₃, H₂SO₄, H₃PO₄, H₂CO₃); negizligi (almashinadigan vodorodlar soni) bo‘yicha bir, ikki, uch negizli.
Xossalari: indikatorlar rangini o‘zgartiradi (lakmus — qizil); vodorodgacha bo‘lgan metallar bilan H₂ ajratadi (nitrat va kons. sulfat kislotalardan tashqari); asosli va amfoter oksidlar, asoslar bilan reaksiyaga kirishadi; tuzlar bilan — kuchsizroq yoki uchuvchan kislota siqib chiqarilsa yoki cho‘kma tushsa.

Masalan, Na₂SiO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂SiO₃↓ — kuchliroq kislota kuchsizini tuzidan siqib chiqaradi. Karbonat va sulfitlar kislotalar bilan gaz ajratadi, chunki H₂CO₃ va H₂SO₃ beqaror.

§4. Tuzlar

Tuzlar — metall kationi (yoki NH₄⁺) va kislota qoldig‘idan iborat moddalar; kislota va asosning neytrallanish mahsuloti.

• O‘rta (Na₂SO₄, CaCO₃) — kislotadagi barcha vodorod metallga almashgan.
• Nordon (NaHCO₃, KH₂PO₄) — vodorod qisman almashgan; ko‘p negizli kislotalar beradi.
• Asosli (CuOHCl, (CuOH)₂CO₃) — asosdagi gidroksid guruhlar qisman almashgan.
• Qo‘sh (KAl(SO₄)₂·12H₂O — achchiqtosh) — ikki xil metall kationi.
• Kompleks (Na[Al(OH)₄], K₄[Fe(CN)₆]) — kompleks ion saqlaydi.

Tuzlar turlari o‘zaro aylanadi: nordon tuz ishqor bilan o‘rta tuzga aylanadi: NaHCO₃ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O; o‘rta tuz ortiqcha kislota bilan nordonga: Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O → 2NaHCO₃; asosli tuz kislota bilan o‘rtaga: CuOHCl + HCl → CuCl₂ + H₂O.

Tuzlarning nomlanishi kislota qoldig‘iga bog‘liq: HCl — xloridlar, H₂SO₄ — sulfatlar, H₂SO₃ — sulfitlar, H₂S — sulfidlar, HNO₃ — nitratlar, H₃PO₄ — fosfatlar, H₂CO₃ — karbonatlar, H₂SiO₃ — silikatlar. Nordon tuzlarga "gidro-", asosli tuzlarga "gidrokso-" qo‘shimchasi qo‘shiladi: NaHCO₃ — natriy gidrokarbonat, CuOHCl — mis gidroksoxlorid. Tuzlarning umumiy xossalari: kislotalar, ishqorlar va boshqa tuzlar bilan almashinish reaksiyalari (agar cho‘kma, gaz yoki kuchsiz elektrolit hosil bo‘lsa), metallar bilan siqib chiqarish reaksiyalari va ba’zilarining qizdirilganda parchalanishi (CaCO₃ → CaO + CO₂).

Misol

0,3 mol NaOH saqlagan eritmadan 0,2 mol CO₂ o‘tkazildi. Qanday tuzlar va qancha miqdorda hosil bo‘ladi?

1. NaOH : CO₂ = 1,5 : 1 — 2 : 1 (o‘rta tuz) va 1 : 1 (nordon tuz) oralig‘ida, demak ikki tuz aralashmasi.
2. Na₂CO₃ — x, NaHCO₃ — y: natriy bo‘yicha 2x + y = 0,3, uglerod bo‘yicha x + y = 0,2.
3. x = 0,1 mol Na₂CO₃, y = 0,1 mol NaHCO₃.

§5. Sinflar orasidagi genetik bog‘lanish

Genetik qatorlarning ikki tarmog‘i tuzda uchrashadi: asosli va kislotali birikmalar o‘zaro reaksiyaga kirishib tuz beradi. Erimaydigan asoslar uchun qator boshqacha: oksid suv bilan reaksiyaga kirishmagani uchun asos tuzdan ishqor ta’sirida olinadi.

Misol

Cu → CuO → CuCl₂ → Cu(OH)₂ → CuO zanjirini amalga oshiring.

1. 2Cu + O₂ → 2CuO (qizdirish).
2. CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O.
3. CuCl₂ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + 2NaCl.
4. Cu(OH)₂ → CuO + H₂O (qizdirish).

O‘zingizni tekshiring

1. Qaysi oksid ham HCl, ham NaOH bilan reaksiyaga kirishadi: MgO, ZnO, SO₂?

2. Ca(HCO₃)₂ tuzlarning qaysi turiga kiradi?

3. NaOH va CO₂ 1 : 1 nisbatda reaksiyaga kirishsa, qanday mahsulot hosil bo‘ladi?

4. Al₂(SO₄)₃ ning ekvivalent massasi qancha?

5. Qaysi juft reaksiyaga kirishmaydi: a) CuO + H₂O; b) CaO + H₂O?

6. CuOHCl ni o‘rta tuzga qanday aylantirish mumkin?

7. CO qaysi oksidlar guruhiga kiradi?

8. Qaysi asos qizdirilganda parchalanadi: NaOH yoki Fe(OH)₃?

Ko‘p uchraydigan xatolar

• Har qanday oksid suv bilan reaksiyaga kirishadi deb o‘ylash.
• Fe₂O₃ va Al₂O₃ ni faqat asosli deb hisoblash: ular amfoter.
• Kuchsiz kislota kuchlisini tuzidan siqib chiqaradi deb yozish.
• CO ni kislotali oksid deb belgilash.
• Erimaydigan asosni oksidni suvda eritib olish mumkin deb yozish: u tuz va ishqordan olinadi.