5. Окислы, кислоты и основания

Соединения элементов с кислородом, так наз. окислы, можно теоретически вывести из простейшего окисла Н₂О заменой водорода металлами (напр. КаО, CaO, Al₂О₃, СО₂, Р₂О₅, CrО₃, Mn₂О₇, ОsО₄). Теоретически говоря, окислы неметаллов образуют с водой растворы кислые на вкус, окрашивающие синий лакмусовый краситель в красный цвет. Такие гидраты называются кислотами (первоначальные же окислы мы называем ангидридами кислот).

В их формулах водород ставится на первое место. Напр.:

SО₃ + Н₂О = H₂SО₄ (серная кислота, ангидрид которой SО₃),

N₂О₅ + H₂O = 2 HNO₃ (азотная кислота, ангидрид которой N₂О₅),

Р₂О₅ + 3 H₂O = 2 Н₃РО₄ (фосфорная кислота, ангидрид которой Р2О5).

Вышеприведенные кислоты, формулы которых мы иногда упрощаем (например вместо H2N2O6 пишем 2 HNO3), называются, в отличие от кислот, не содержащих кислорода (HF, HCl, НВr, HJ, H₂S), кислородсодержащими кислотами. Окислы неметаллов мы называем кислотными окислами.

Окислы металлов образуют с водой растворы с привкусом щелочи; они окрашивают красный лакмусовый краситель в синий цвет. Эти гидраты мы называем основаниями или гидроокисями (если они растворимы в воде, то щелоками). В формулах группа - ОН пишется отдельно. Напр.:

К₂О + Н₂О = 2 КОН (гидроокись калия, ангидрид = К₂О),

СаО = Н₂О = Са(ОН)₂ (гидроокись кальция, ангидрид = СаО).

Окислы металлов называются поэтому основными окислами.

Нам известно много красителей, которые в кислой среде окрашиваются иначе, чем в основной; называются они индикаторами. Из них более всего пользуются метилоранжем (в кислой среде - красный, в основной - желтый) и фенолфталеином (в кислой среде бесцветный, в основной среде - красный). Индикатор обыкновенно применяется следующим образом: в подопытную среду прибавляется несколько капель раствора индикатора и по возникшей окраске судят, имеет ли среда кислую (содержит кислоту) или основную реакцию (содержит основание). Вместо раствора применяют также реактивные бумажки, пропитанные раствором индикатора. Некоторые вещества не дают ни кислой, ни основной реакции. Мы говорим, что они реагируют нейтрально.

Химическая реакция, где происходит соединение вещества с водой, называется гидратацией или реакцией присоединения воды. Различаются кислоты - гидраты кислотных окислов, и основания - гидраты основных окислов (как кислоты, так и основания являются продуктами соединения окислов с водой). Обратная реакция, т. е. такая, при которой вещество (кислота, основание) теряет воду и переходит в окисел (ангидрид), называется дегидратацией.