Mida tunnikontrollis kontrollitakse
Märgi linnuke, kui oskus on kindlalt käes. Klõpsa teema pealkirjal, et hüpata selle juurde.
- eristada oksiidi valemi järgi, kas oksiidi moodustav teine element on metall või mittemetall
- koostada oksiidi valemi elemendi valentsist (oksüdatsiooniastmest) lähtudes
- panna oksiidile õige eestikeelse nimetuse, kasutades muutuva valentsiga elemendi puhul rooma numbrit
- kirjutada oksiidi eestikeelse nimetuse järgi selle keemilise valemi
Oksiid — kaks elementi, teine neist hapnik
Oksiid on kahest elemendist koosnev aine, millest üks on hapnik. Hapniku oksüdatsiooniaste ehk valents on oksiidis alati −II — see ei muutu kunagi. Teise elemendi valents võib aga olla erinev, vahemikus I kuni VII, olenevalt elemendist. Just see teine element otsustab, milline oksiid tekib ja mis nimetuse ta saab.
- Kirjuta mõlema elemendi sümbolid kõrvuti, hapnik alati lõppu.
- Kirjuta kummagi sümboli kohale tema valents rooma numbriga.
- „Rista“ valentsid: esimese elemendi valentsi arv saab teise elemendi indeksiks ja vastupidi.
- Kui mõlemad indeksid taanduvad ühise teguriga, taanda need väikseima võimaliku suhteni.
- Kontrolli: elemendi valents korda tema indeks peab mõlemal poolel olema võrdne.
Nimetuse moodustamine
Kui elemendil on ainult üks tavaline valents, on nimetus lihtne: element + „oksiid“ kokku kirjutatuna. Nii saab Na2O nimetuseks naatriumoksiid, CaO on kaltsiumoksiid ja Al2O3 on alumiiniumoksiid.
Kui elemendil on mitu võimalikku valentsi, tuleb nimetusse lisada valents rooma numbriga sulgudes: FeO on raud(II)oksiid, aga Fe2O3 on raud(III)oksiid. Ilma numbrita jääks arusaamatuks, kumb kahest ainest silmas peetakse.
| Valents | Elemendid (näited) |
|---|---|
| I (püsiv) | Li, Na, K, Ag, H |
| II (püsiv) | Mg, Ca, Ba, Zn, O |
| III (püsiv) | Al |
| muutuv — vaja rooma numbrit | Fe (II, III), Cu (I, II), S (IV, VI), N (I–V), P (III, V), C (II, IV) |
Kui valem on juba antud ja tuleb leida valents, kasuta reeglit: oksüdatsiooniastmete summa terves valemis on null. Hapnik annab alati −2 iga hapnikuaatomi kohta. Näiteks SO3: 3 hapnikku annavad −6, seega väävel peab olema +6 ehk VI → väävel(VI)oksiid.
Kõige sagedasem viga on kirjutada „raudoksiid“ või „vaseoksiid“ ilma valentsita — sellest ei selgu, kas mõeldud on FeO või Fe2O3. Kui element esineb rohkem kui ühe valentsiga, on rooma numbri lisamine kohustuslik. Teine sage viga: valentsid kirjutatakse valemisse indeksina otse (nt „AlIIIOII“) — ristikäik on ainult abivahend, valmis valemis rooma numbreid ei ole.
Mõnel oksiidil on lisaks süstemaatilisele nimetusele kasutusel ka lihtsam arginimetus (nt „vääveldioksiid“ süsteemi „väävel(IV)oksiid“ kõrval) — tunnikontrollis oota süstemaatilist, rooma numbriga nimetust, kui element on muutuva valentsiga.
- ära tunda aluselist oksiidi (metalli oksiid)
- kirjutada aluselise oksiidi ja vee reaktsioonivõrrandi, kui reaktsioon toimub
- tuletada mis tahes aluselisele oksiidile vastava aluse valemi metalli valentsist lähtudes
- teada, millised levinud aluselised oksiidid veega ei reageeri
Aluseline oksiid — metalli oksiid
Aluseline oksiid on metalli oksiid. Talle vastab alati mingi alus — isegi siis, kui oksiid ise veega ei reageeri. Näited: Na2O, CaO, K2O, BaO, CuO, FeO.
„Vastav alus“ tähendab: kui see oksiid teoreetiliselt veega reageeriks, milline alus siis tekiks. Selle valemi saab alati tuletada metalli valentsist — sõltumata sellest, kas reaktsioon tegelikult toimub.
- Kontrolli, et tegemist on metalli oksiidiga.
- Määra metalli valents oksiidi valemist (hapnik on alati −II).
- Kirjuta aluse valem: metall + nii mitu OH-rühma, kui suur on tema valents.
- Kontrolli, kas metall kuulub leelis- või leelismuldmetallide hulka — ainult need oksiidid tegelikult reageerivad veega.
- Kui reaktsioon toimub, koosta ja tasakaalusta võrrand oksiid + H2O → alus.
Millised aluselised oksiidid veega tegelikult reageerivad?
Veega reageerivad ainult tugevalt aluseliste metallide oksiidid — leelismetallid (Li, Na, K) ja leelismuldmetallid (Ca, Ba). Tekib leelis ehk vees hästi lahustuv alus.
Na2O + H2O → 2NaOH BaO + H2O → Ba(OH)2Enamiku teiste metallide oksiidid (nt CuO, FeO, Fe2O3, Al2O3) veega ei reageeri, sest neile vastavad alused on rasklahustuvad või lahustumatud. Neile saab siiski kirjutada vastava aluse valemi — see on ainult teoreetiline „mis tekiks“, mitte tegelik reaktsioon.
| Oksiid | Vastav alus | Kas reageerib veega? |
|---|---|---|
| Na2O | NaOH | jah |
| K2O | KOH | jah |
| CaO | Ca(OH)2 | jah |
| BaO | Ba(OH)2 | jah |
| CuO | Cu(OH)2 | ei — rasklahustuv |
| FeO | Fe(OH)2 | ei — rasklahustuv |
| Al2O3 | Al(OH)3 | ei — lahustumatu |
Kirjutada „CuO + H2O → Cu(OH)2“ on nii sagedane viga, et õpetajad otsivad seda kontrolltöös spetsiaalselt. Reaktsiooni tegelikult ei toimu — Cu(OH)2 valemi tuletamine on siiski õige ja seda võidakse eraldi küsida.
Reegel: kui vastav alus vees ei lahustu, siis ka tema oksiid veega ei reageeri. Valemi tuletamine ja reaktsiooni toimumine on kaks eri küsimust.
- ära tunda happelist oksiidi (mittemetalli oksiid)
- kirjutada happelise oksiidi ja vee reaktsioonivõrrandi
- tuletada happelisele oksiidile vastava happe valemi (liita vesi, taandada indeksid)
- teada tähtsamate happeliste oksiidide ja hapete vasteid ning erandit SiO₂
Happeline oksiid — mittemetalli oksiid
Happeline oksiid on mittemetalli oksiid. Talle vastab alati mingi hape. Näited: CO2, SO2, SO3, N2O5, P2O5, SiO2.
Kui happeline oksiid lahustub vees, tekib hape — just seetõttu neid nii nimetataksegi. Vastava happe valemi saab tuletada peast, ilma valentse arvutamata.
- Kontrolli, et tegemist on mittemetalli oksiidiga.
- Liida oksiidi valemile üks veemolekul (H2O).
- Loenda kõik aatomid kokku.
- Kirjuta hape kujul H — mittemetall — O (vesinik alati ees).
- Kui kõik indeksid on ühise teguriga jagatavad, taanda need väikseima suhteni.
- Kontrolli: mittemetalli oksüdatsiooniaste ei tohi liitmise-taandamise käigus muutuda.
Tähtsamate happeliste oksiidide vasted
| Oksiid | + H₂O → | Hape |
|---|---|---|
| CO2 | + H2O → | H2CO3 (süsihape) |
| SO2 | + H2O → | H2SO3 (väävlishape) |
| SO3 | + H2O → | H2SO4 (väävelhape) |
| N2O5 | + H2O → | 2HNO3 (lämmastikhape) |
| P2O5 | + 3H2O → | 2H3PO4 (fosforhape) |
| SiO2 | — | ei reageeri (erand) |
SiO2 (liiv, kvarts) on happeline oksiid, aga ei lahustu vees. Kui liiv veega reageeriks, ei saaks liivarand olemas olla. Vastav hape H2SiO3 (ränihape) on olemas, aga seda toodetakse teisiti kui oksiidi vette panemisega.
P2O5 + 3H2O → H6P2O8 ei ole veel lõplik vastus — H6P2O8 ei ole olemasolev aine. Kõik kolm indeksit (6, 2, 8) jaguvad kahega, seega tuleb taandada kujule 2H3PO4. Kontrolli alati, kas indeksitel on ühine tegur.
Teine sage viga: elementide järjekord happe valemis. Õige järjekord on alati vesinik — mittemetall — hapnik, mitte vastupidi.
- teada tähtsamate happeliste oksiidide ja hapete tervet vastavustabelit, sh mitmeaatomilised valemid nagu P₄O₁₀
- kasutada kreeka arvsõnu (di-, tri-, tetra-, penta-, deka-) oksiidi nimetamisel paralleelselt rooma numbriga nimetamisega
- tuletada hüdroksiidi valemist selle vastava oksiidi valemi (vastupidine suund teema 2 oskusele)
- teada levinumate hüdroksiid–oksiid paaride nimetusi
Kaks moodust oksiidi nimetamiseks
Teemas 1 õppisid oksiidi nimetama rooma numbriga (valentsi järgi): SO3 on väävel(VI)oksiid. Koolikeemias ja tunnikonspektides kohtab aga tihti ka teist nimetamisviisi — kreeka arvsõnadega, mis loevad kokku, mitu hapniku (ja vahel ka teise elemendi) aatomit valemis on.
| Arv | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Eesliide | (mono-) | di- | tri- | tetra- | penta- | heksa- | deka- |
Eesliide „mono-" jäetakse tavaliselt ära, kui aatomeid on üks. Nii saab SO2 nimeks vääveldioksiid (2 hapnikku) ja SO3 nimeks vääveltrioksiid (3 hapnikku) — need on täpselt samad ained, mis väävel(IV)oksiid ja väävel(VI)oksiid, lihtsalt teise nimetamisviisiga.
Fosfor(V)oksiidi tegelik molekulvalem on P4O10 (mitte lihtsustatud P2O5). Kui mõlemat elementi on rohkem kui üks aatom, saab eesliite mõlemale: tetrafosfordekaoksiid — tetra (4 fosforit) + deka (10 hapnikku). Vastav hape leitakse samamoodi vee liitmisega: P4O10 + 6H2O → 4H3PO4 (fosforhape).
Täielik tabel — happelised oksiidid ja nende happed
| Oksiidi valem | Nimetus (arvsõnaga) | Vastava happe valem | Happe nimetus |
|---|---|---|---|
| SO2 | vääveldioksiid | H2SO3 | väävlishape |
| SO3 | vääveltrioksiid | H2SO4 | väävelhape |
| P4O10 | tetrafosfordekaoksiid | H3PO4 | fosforhape |
| CO2 | süsinikdioksiid | H2CO3 | süsihape |
| SiO2 | ränidioksiid | H2SiO3 | ränihape |
Meelde tuletuseks: SiO2 valem kehtib, aga see oksiid ei reageeri tegelikult veega (vt teema 3 erand) — tabelis olev hape on teoreetiline vaste, mitte reaalselt vee lisamisel tekkiv aine.
Vastupidine suund: hüdroksiidist oksiidini
Teemas 2 tuletasid oksiidist vastava aluse valemi. Nüüd tuleb osata sama teha vastupidises suunas: kui on antud hüdroksiid (alus), leia sellele vastav oksiid.
- Loe metalli valents hüdroksiidi valemist — see on täpselt sama, mis OH-rühmade arv.
- Kirjuta oksiidi valem sama ristikäiguga, mis teemas 1: metall + hapnik (valents II).
- Kontrolli — see on sama tulemus, mis saaksid, kui „eemaldaksid" hüdroksiidist vee (2 hüdroksiidi → 1 oksiid + vesi).
Täielik tabel — hüdroksiidid ja nende oksiidid
| Hüdroksiidi valem | Nimetus | Vastava oksiidi valem | Oksiidi nimetus |
|---|---|---|---|
| Ba(OH)2 | baariumhüdroksiid | BaO | baariumoksiid |
| KOH | kaaliumhüdroksiid | K2O | kaaliumoksiid |
| Ni(OH)3 | nikkel(III)hüdroksiid | Ni2O3 | nikkel(III)oksiid |
| Pb(OH)2 | plii(II)hüdroksiid | PbO | plii(II)oksiid |
| Mn(OH)4 | mangaan(IV)hüdroksiid | MnO2 | mangaan(IV)oksiid |
Nikkel(III)hüdroksiidi puhul on Ni valents III ja O valents II. Ristikäik annab Ni2O3 — need indeksid (2 ja 3) ei taandu (gcd(2,3)=1). Aga mangaan(IV) puhul: Mn on IV, O on II, ristikäik annab Mn4O8 — need taanduvad neljaga kujule MnO2! Kontrolli alati, kas ühine tegur on olemas, täpselt nagu teemas 1.