Основные характеристики.

ТИП МЕТАЛЛА. Практически используют соли и оксиды следующих металлов:

цветные — медь, марганец, железо, никель, хром, кобальт;

бесцветные — цинк, олово, титан, свинец.

ХИМИЧЕСКАЯ ФОРМУЛА. Для корректной работы с солью (оксидом) недостаточно знать только тип металла. Требуется его полная формула. Например, оксид меди может быть Cu₂O (закись меди, красная) и CuO (окись меди, черная). Для воспроизводимости эффектов следует использовать материал с одной и той же химической формулой.

ДИСПЕРСНОСТЬ характеризуется размером частиц порошка и важна для нерастворимых в воде оксидов. Грубые порошки дают точку (крапчатость), могут легко оседать в водной суспензии. К сожалению, оксиды производят не керамисты, а химики, а для химических реактивов крайне редко регламентируется дисперсность. Совсем грубые оксиды часто используют для получения крапчатых поверхностей глазурей, ангобов, масс.

РАСТВОРИМОСТЬ в воде зависит от типа соли. Чем выше растворимость и соответственно выше концентрация соли в растворе, тем более насыщен цвет мазка. А вот для оксидов присутствие водорастворимых солей считается большой проблемой: оксиды часто вводят в глазури, а водорастворимые электролиты приводят к резкому сгущению глазурей. Если нужно избавиться от водорастворимых солей в оксиде — промойте его большим количеством чистой воды (10 литров на 1 кг), дайте отстояться, воду слейте, оксид высушите.

ЦВЕТ, МАКСИМАЛЬНАЯ ТЕМПЕРАТУРА ПРИМЕНЕНИЯ, СРЕДА ОБЖИГА, КРАСЯЩАЯ СПОСОБНОСТЬ — эти характеристики полностью совпадают с характеристиками пигментов (см. соответствующий раздел).

Особенности технологии.

Декорирование водными растворами солей в свое время было широко распространенной техникой. Соли дают мягкие акварельные рисунки, которые часто невозможно выполнить в другой технике.

Во время обжига соль разлагается, оставляя красящий цветной оксид. Поэтому конечный цвет соли определяется металлом. Тип соли имеет меньшее значение. Лучше всего использовать нитраты (азотнокислые соли): во-первых, они прекрасно растворяются в воде, образуя высококонцентрированные растворы, т.е. из нитратов получаются самые насыщенные мазки; во-вторых, разложение нитратов происходит уже при низких температурах, к моменту сплавления с глазурью не остается ничего постороннего. Сульфаты (сернокислые соли) имеют меньшую растворимость в воде, разлагаются значительно позже, что иногда сказывается на цвете в появлении сероватых оттенков, впрочем, заметных только профессионалам. Хлориды так же разлагаются при более высоких, чем нитраты, температурах, но обычно не влияют на цвет.

Конечная окраска и вид во многом зависят от температуры, от состава глазури, от метода нанесения. Существует два метода нанесения солей: по черепку и по необожженной глазури — и они дают разные результаты. Следует учитывать, что при нанесении на утильный черепок раствор активно впитывается внутрь черепка, оставляя только слабый цвет на поверхности. Нанесение на поверхность глазури дает насыщенный цвет, но часто приводит к сборке или «кипению». Можно нанести последовательно несколько слоев соли по одному и тому же участку, пользуясь раствором с невысокой концентрацией.

Раствор хлорида марганца почти невиден до обжига. Самый нижний символ марганца нарисован раствором с черничным вареньем. Варенье сварила сотрудник Хорсса Кузнецова Вера Ивановна

Воспроизводимость цвета зависит от концентрации приготовленного раствора. Чтобы она оставалась раз от раза постоянной, лучше всего поступить следующим образом. Поместите кристаллы соли в стеклянную емкость с плотно закрывающейся пробкой. Налейте немного воды, заведомо меньше, чем нужно для полного растворения. Через некоторое время в емкости образуется насыщенный раствор соли над слоем нерастворившихся кристаллов. Именно этим раствором и надо пользоваться для работы. Отберите пипеткой требуемый объем раствора и разбавьте его водой, как нужно для работы. Когда насыщенный раствор закончится, добавьте еще немного воды. Если растворилась вся соль — добавьте порошок соли.

Для того, чтобы соль ложилась равномернее а впитывалась медленнее, в раствор вводят КМЦ, глицерин, раствор крахмала или декстрина. Некоторые соли слабо окрашены (до обжига!) и их плохо видно на месте нанесения. В этом случае целесообразно подкрасить раствор органической краской (например, черникой).

Та же тарелка после обжига. Проявился весь марганец.

Декорированию оксидами посвящено большое число публикаций. Оксиды популярны в художественной керамике, так как дают возможность получения глазурей «одного обжига» — с неповторимыми эффектами цвета и фактуры.

Отличия окрашивания оксидами от окрашивания пигментами:

• Оксиды растворяются в глазурях, т.е. цветная глазурь прозрачна, как и всякий раствор. Чем тоньше смолот оксид, тем легче он растворяется в глазурном расплаве. Если оксида больше, чем он может раствориться, или частицы оксида чересчур грубые и не успевают раствориться, итоговый цвет будет суммой цвета прозрачной цветной глазури и цвета исходного порошка. Но если в получившейся глазури весь оксид растворился, наблюдается прекрасная прозрачная цветная глазурь, четко обозначающая рельеф черепка.
• Пигменты остаются в глазури в виде отдельных частичек, их растворение нежелательно, так как обычно это приводит к невзрачному цвету. Глазури, окрашенные пигментами, бывают полупрозрачными или даже полностью глухими, следовательно, подчеркивания рельефа от них не добиться. Перемол пигмента нежелателен.
• Цвет оксида гораздо сильнее зависит от состава глазури, чем цвет пигмента. Этим и пользуются для получения эффектарных глазурей. Как цвет зависит от состава — см. в описаниях подгрупп.
• Результат обжига глазурей с оксидами сильно зависит от окислительного потенциала среды обжига. Например, высокожелезные глазури типа «теммоку», маложелезные типа «селадон» можно получить исключительно в восстановительной среде и исключительно из оксидов; ни один пигмент такого эффекта не дает.
• Для кристаллических глазурей используются преимущественно оксиды. В том числе оксиды цинка и титана для провоцирования кристаллизации. Авантюриновые глазури — это насыщенный раствор оксида железа, кристаллизующегося из расплава при охлаждении. См. железо.

Требования безопасности.

ВОДОРАСТВОРИМЫЕ СОЛИ — ЧРЕЗВЫЧАЙНО ЛЕГКО РАСТВОРЯЮТСЯ В ВОДЕ, СЛЮНЕ, ПОТЕ! Существуют следующие опасности:

1. Опасность попадания в пищу при несоблюдении элементарных правил гигиены. НЕ ПИТЬ, НЕ ЕСТЬ, НЕ КУРИТЬ НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ.
2. Опасность аллергических реакций кожи — следует работать аккуратно и при необходимости в резиновых перчатках.
3. Опасность вдыхания аэрозолей, если применяется напыление растворов солей (сама по себе соль из раствора НЕ испаряется!); требуется хорошая вентиляция и респиратор.
4. Опасность вдыхания продуктов разложения в процессе обжига — необходима вентиляция печи или помещения, в котором проводится обжиг.
5. Дети должны быть отстранены от работы с солями.

ОКСИДЫ менее опасны для здоровья, чем соли, но практически всегда более опасны, чем синтезированные пигменты. При работе с оксидами соблюдайте общие правила безопасности в керамической мастерской.

В СЛУЧАЕ ПРИЗНАКОВ ОТРАВЛЕНИЯ ПОКАЖИТЕ ВРАЧУ ЭТИКЕТКУ С УПАКОВКИ СОЛИ (ОКСИДА).

Форма поставок.

Соли и оксиды поставляются в виде порошков в двойных полиэтиленовых упаковках. Стандартные фасовки — 50 г, 200 г, 500 г. Исключение — хлорное железо. В силу крайне высокой гигроскопичности оно поставляется в виде концентрированного раствора в стеклянной или пластиковой таре.

Оксиды, соли, основания, кислоты. Свойства оксидов, оснований, кислот, солей

Современная химическая наука представляет собой множество разнообразных отраслей, и каждая из них, помимо теоретической базы, имеет большое прикладное значение, практическое. Чего ни коснись, все кругом — продукты химического производства. Главные разделы — это неорганическая и органическая химия. Рассмотрим, какие основные классы веществ относят к неорганическим и какими свойствами они обладают.

Главные категории неорганических соединений

К таковым принято относить следующие:

1. Оксиды.
2. Соли.
3. Основания.
4. Кислоты.

Каждый из классов представлен большим разнообразием соединений неорганической природы и имеет значение практически в любой структуре хозяйственной и промышленной деятельности человека. Все главные свойства, характерные для этих соединений, нахождение в природе и получение изучаются в школьном курсе химии в обязательном порядке, в 8-11 классах.

Существует общая таблица оксидов, солей, оснований, кислот, в которой представлены примеры каждого из веществ и их агрегатное состояние, нахождение в природе. А также показаны взаимодействия, описывающие химические свойства. Однако мы рассмотрим каждый из классов отдельно и более подробно.

Группа соединений — оксиды

Оксиды — это класс неорганических соединений, состоящих из двух элементов (бинарных), один из которых всегда О (кислород) с низшей степенью окисления -2, стоящий на втором месте в эмпирической формуле вещества. Пример: N₂О_5,СаО и так далее.

Оксиды классифицируются следующим образом.

I. Несолеобразующие — не способны образовывать соли.

II. Солеобразующие — способны образовывать соли (с основаниями, амфотерными соединениями, друг с другом, кислотами).

1. Кислотные — при попадании в воду образуют кислоты. Образованы неметаллами чаще всего либо металлами с высокой СО (степенью окисления).
2. Основные — при попадании в воду образуют основания. Образованы элементами-металлами.
3. Амфотерные — проявляют кислотно-основную двойную природу, которая определяется условиями реакции. Образованы переходными металлами.
4. Смешанные — часто относятся к солям и образованы элементами в нескольких степенях окисления.

Высший оксид — это оксид, в котором образующий элемент находится в максимальной степени окисления. Пример: Te +6 _.Для теллура максимальная степень окисления +6, значит TeO₃ — высший оксид для этого элемента. В периодической системе под каждой группой элементов подписана общая эмпирическая формула, отражающая высший оксид для всех элементов, находящихся в этой группе, но только главной подгруппе. Например, под первой группой элементов (щелочные металлы) стоит формула вида R₂O, что обозначает, что все элементы главной подгруппы в этой группе будут иметь именно такую формулу высшего оксида. Пример: Rb₂О, Cs₂O и так далее.

При растворении высшего оксида в воде мы получим соответствующий гидроксид (щелочь, кислоту или амфотерный гидроксид).

Характеристика оксидов

Оксиды способны существовать во всех агрегатных состояниях при обычных условиях. Большинство из них находится в твердом кристаллическом или порошкообразном виде (СаО, SiO₂), некоторые КО (кислотные оксиды) встречаются в виде жидкостей (Mn₂O₇), а также газов (NO, NO₂). Это объясняется строением кристаллической решетки. Отсюда и разница в температурах кипения и плавления, которые варьируются у разных представителей от -272 0 С до +70-80 0 С (иногда и выше). Растворимость в воде различна.

1. Растворимые — основные оксиды металлов, называемых щелочными, щелочноземельными, и все кислотные, кроме оксида кремния (IV).
2. Нерастворимые — амфотерные оксиды, все остальные основные и SiO_2.

С чем оксиды взаимодействуют?

Оксиды, соли, основания, кислоты проявляют схожие свойства. Общие свойства практически всех оксидов (кроме несолеобразующих) — это способность в результате определенных взаимодействий образовывать различные соли. Однако для каждой группы оксидов характерны свои особые химические характеристики, отражающие свойства.

1. Реакции с водой: образование щелочей (оксиды щелочных и щелочноземельных металлов)

Fr₂O + вода = 2FrOH

2. Реакции с кислотами: образование солей и воды

кислота + Me +n O = H₂O + соль

3. Реакции с КО, образование соли

4. Реакции, в результате которых элементы меняют СО

Me +n O + C = Me 0 + CO

1. Реагент вода: образование кислот (SiO₂исключение)

КО + вода = кислота

2. Реакции с основаниями:

3. Реакции с основными оксидами: образование соли

CO₂ + 2Ca = C + 2CaO,

Проявляют двойные свойства, взаимодействуют по принципу кислотно-основного метода (с кислотами, щелочами, основными оксидами, кислотными оксидами). С водой во взаимодействие не вступают.

1. С кислотами: образование солей и воды

АО + кислота = соль + Н₂О

2. С основаниями (щелочами): образование гидроксокомплексов

3. Реакции с кислотными оксидами: получение солей

4. Реакции с ОО: образование солей, сплавление

5. Реакции сплавления с щелочами и карбонатами щелочных металлов: образование солей

Каждый высший оксид, образованный как металлом, так и неметаллом, растворяясь в воде, дает сильную кислоту или щелочь.

Кислоты органические и неорганические

В классическом звучании (основываясь на позициях ЭД — электролитической диссоциации — Сванте Аррениуса) кислоты — это соединения, в водной среде диссоциирующие на катионы Н + и анионы остатков кислоты An — . Однако сегодня тщательно изучены кислоты и в безводных условиях, поэтому существует много разных теорий для гидроксидов.

Эмпирические формулы оксидов, оснований, кислот, солей складываются только из символов, элементов и индексов, указывающих их количество в веществе. Например, неорганические кислоты выражаются формулой H + кислотный остаток n- . Органические вещества имеют другое теоретическое отображение. Помимо эмпирической, для них можно записать полную и сокращенную структурную формулу, которая будет отражать не только состав и количество молекулы, но и порядок расположения атомов, их связь между собой и главную функциональную группу для карбоновых кислот -СООН.

В неорганике все кислоты делятся на две группы:

• бескислородные — HBr, HCN, HCL и другие;
• кислородсодержащие (оксокислоты) — HClO₃и все, где есть кислород.

Также неорганические кислоты классифицируются по стабильности (стабильные или устойчивые — все, кроме угольной и сернистой, нестабильные или неустойчивые — угольная и сернистая). По силе кислоты могут быть сильными: серная, соляная, азотная, хлорная и другие, а также слабыми: сероводородная, хлорноватистая и другие.

Совсем не такое разнообразие предлагает органическая химия. Кислоты, которые имеют органическую природу, относятся к карбоновым кислотам. Их общая особенность — наличие функциональной группы -СООН. Например, НСООН (муравьиная), СН₃СООН (уксусная), С₁₇Н₃₅СООН (стеариновая) и другие.

Существует ряд кислот, на которые особенно тщательно делается упор при рассмотрении данной темы в школьном курсе химии.

1. Соляная.
2. Азотная.
3. Ортофосфорная.
4. Бромоводородная.
5. Угольная.
6. Иодоводородная.
7. Серная.
8. Уксусная, или этановая.
9. Бутановая, или масляная.
10. Бензойная.

Данные 10 кислот по химии являются основополагающими веществами соответствующего класса как в школьном курсе, так и в целом в промышленности и синтезах.

Свойства неорганических кислот

К основным физическим свойствам нужно отнести в первую очередь различное агрегатное состояние. Ведь существует ряд кислот, имеющих вид кристаллов или порошков (борная, ортофосфорная) при обычных условиях. Подавляющее большинство же известных неорганических кислот представляет собой разные жидкости. Температуры кипения и плавления также варьируются.

Кислоты способны вызывать тяжелые ожоги, так как обладают силой, разрушающей органические ткани и кожный покров. Для обнаружения кислот используют индикаторы:

• метилоранж (в обычной среде — оранжевый, в кислотах — красный),
• лакмус (в нейтральной — фиолетовый, в кислотах — красный) или некоторые другие.

К важнейшим химическим свойствам можно отнести способность вступать во взаимодействие как с простыми, так и со сложными веществами.

1. С простыми веществами-металлами. Обязательное условие: металл должен стоять в ЭХРНМ до водорода, так как металлы, стоящие после водорода, не способны вытеснить его из состава кислот. В результате реакции всегда образуется водород в виде газа и соль.

2. С основаниями. Итогом реакции являются соль и вода. Подобные реакции сильных кислот с щелочами носят название реакций нейтрализации.

Любая кислота (сильная) + растворимое основание = соль и вода

2HNO₂ + гидроксид бериллия = Be(NO₂)₂(соль средняя) + 2H₂O

2HCL + FeO = хлорид железа (II) + H₂O

6. С солями, образованными более слабыми кислотами. Итоговый эффект: соль и слабая кислота.

2HBr + MgCO₃ = бромид магния + H₂O + CO₂

При взаимодействии с металлами одинаково реагируют не все кислоты. Химия (9 класс) в школе предполагает весьма неглубокое изучение таких реакций, однако и на таком уровне рассматриваются специфические свойства концентрированной азотной и серной кислоты при взаимодействии с металлами.

Гидроксиды: щелочи, амфотерные и нерастворимые основания

Оксиды, соли, основания, кислоты — все эти классы веществ имеют общую химическую природу, объясняющуюся строением кристаллической решетки, а также взаимным влиянием атомов в составе молекул. Однако если для оксидов можно было дать вполне конкретное определение, то для кислот и оснований это сделать сложнее.

Так же, как и кислоты, основаниями по теории ЭД называются вещества, способные в водном растворе распадаться на катионы металлов Ме n+ и анионы гидроксогрупп ОН — .

Разделить на категории основания можно следующим образом:

• Растворимые или щелочи (сильные основания, изменяющие цвет индикаторов). Образованы металлами I, II групп. Пример: КОН, NaOH, LiOH (то есть учитываются элементы только главных подгрупп);
• Малорастворимые или нерастворимые (средней силы, не изменяющие окраску индикаторов). Пример: гидроксид магния, железа (II), (III) и другие.
• Молекулярные (слабые основания, в водной среде обратимо диссоциируют на ионы-молекулы). Пример: N₂H_4,амины, аммиак.
• Амфотерные гидроксиды (проявляют двойственные основно-кислотные свойства). Пример: гидроксид алюминия, берилия, цинка и так далее.

Каждая представленная группа изучается в школьном курсе химии в разделе «Основания». Химия 8-9 класса подразумевает подробное изучение щелочей и малорастворимых соединений.

Главные характерные свойства оснований

Все щелочи и малорастворимые соединения находятся в природе в твердом кристаллическом состоянии. При этом температуры плавления их, как правило, невысоки, и малорастворимые гидроксиды разлагаются при нагревании. Цвет оснований разный. Если щелочи белого цвета, то кристаллы малорастворимых и молекулярных оснований могут быть самой различной окраски. Растворимость большинства соединений данного класса можно посмотреть в таблице, в которой представлены формулы оксидов, оснований, кислот, солей, показана их растворимость.

Щелочи способны изменять окраску индикаторов следующим образом: фенолфталеин — малиновый, метилоранж — желтый. Это обеспечивается свободным присутствием гидроксогрупп в растворе. Именно поэтому малорастворимые основания такой реакции не дают.

Химические свойства каждой группы оснований различны.

I. Взаимодействуют с КО (итог -соль и вода):

II. Взаимодействуют с кислотами (соль и вода):

обычные реакции нейтрализации (смотрите кислоты)

III. Взаимодействуют с АО с образованием гидроксокомплекса соли и воды:

IV. Взаимодействуют с амфотерными гидроксидами с образованием гидроксокомплексных солей:

То же самое, что и с АО, только без воды

V. Взаимодействуют с растворимыми солями с образованием нерастворимых гидроксидов и солей:

3CsOH + хлорид железа (III) = Fe(OH)₃ + 3CsCl

VI. Взаимодействуют с цинком и алюминием в водном растворе с образованием солей и водорода:

2RbOH + 2Al + вода = комплекс с гидроксид ионом 2Rb[Al(OH)₄] + 3H₂

I. При нагревании способны разлагаться:

нерастворимый гидроксид = оксид + вода

II. Реакции с кислотами (итог: соль и вода):

III. Взаимодействуют с КО:

I. Реагируют с кислотами с образованием соли и воды:

II. Реагируют с щелочами: итог — соль и вода (условие: сплавление)

III. Реагируют с сильными гидроксидами: итог — соли, если реакция идет в водном растворе:

Это большинство химических свойств, которые проявляют основания. Химия оснований достаточно проста и подчиняется общим закономерностям всех неорганических соединений.

Класс неорганических солей. Классификация, физические свойства

Опираясь на положения ЭД, солями можно назвать неорганические соединения, в водном растворе диссоциирующие на катионы металлов Ме +n и анионы кислотных остатков An n- . Так можно представить соли. Определение химия дает не одно, однако это наиболее точное.

При этом по своей химической природе все соли подразделяются на:

• Кислые (имеющие в составе катион водорода). Пример: NaHSO_4.
• Основные (имеющие в составе гидроксогруппу). Пример: MgOHNO₃, FeOHCL_2.
• Средние (состоят только из катиона металла и кислотного остатка). Пример: NaCL, CaSO_4.
• Двойные (включают в себя два разных катиона металла). Пример: NaAl(SO₄)_3.
• Комплексные (гидроксокомплексы, аквакомплексы и другие). Пример: К₂[Fe(CN)₄].

Формулы солей отражают их химическую природу, а также говорят о качественном и количественном составе молекулы.

Оксиды, соли, основания, кислоты обладают различной способностью к растворимости, которую можно посмотреть в соответствующей таблице.

Если же говорить об агрегатном состоянии солей, то нужно заметить их однообразие. Они существуют только в твердом, кристаллическом или порошкообразном состоянии. Цветовая гамма достаточно разнообразна. Растворы комплексных солей, как правило, имеют яркие насыщенные краски.

Химические взаимодействия для класса средних солей

Имеют схожие химические свойства основания, кислоты, соли. Оксиды, как мы уже рассмотрели, несколько отличаются от них по этому фактору.

Всего можно выделить 4 основных типа взаимодействий для средних солей.

I. Взаимодействие с кислотами (только сильными с точки зрения ЭД) с образованием другой соли и слабой кислоты:

KCNS + HCL = KCL + HCNS

II. Реакции с растворимыми гидроксидами с появлением солей и нерастворимых оснований:

CuSO₄ + 2LiOH = 2LiSO_{4 соль растворимая} + Cu(OH)_{2 нерастворимое основание}

III. Взаимодействие с другой растворимой солью с образованием нерастворимой соли и растворимой:

IV. Реакции с металлами, стоящими в ЭХРНМ левее того, что образует соль. При этом вступающий в реакцию металл не должен при обычных условиях вступать во взаимодействие с водой:

Mg + 2AgCL = MgCL₂ + 2Ag

Это главные типы взаимодействий, которые характерны для средних солей. Формулы солей комплексных, основных, двойных и кислых сами за себя говорят о специфичности проявляемых химических свойств.

Формулы оксидов, оснований, кислот, солей отражают химическую сущность всех представителей данных классов неорганических соединений, а кроме того, дают представление о названии вещества и его физических свойствах. Поэтому на их написание следует обращать особое внимание. Огромное разнообразие соединений предлагает нам в целом удивительная наука — химия. Оксиды, основания, кислоты, соли — это лишь часть необъятного многообразия.

Источник https://portalkeramiki.ru/index.php/experience/horss/50-soli-i-oksidy/169-obshchaya-kharakteristika-solej-i-oksidov-metallov

Источник https://fb.ru/article/163030/oksidyi-soli-osnovaniya-kislotyi-svoystva-oksidov-osnovaniy-kislot-soley

Источник