Химия

Характеристика амфотерных соединений

 

 

Рис. 1. Вещества, проявляющие амфотерные свойства

Основные оксиды реагируют с кислотными оксидами, а кислотные оксиды – с основаниями. Но существуют вещества, оксиды и гидроксиды которых в зависимости от условий, будут реагировать и с кислотами и с основаниями. Такие свойства называются амфотерными.

Вещества, обладающие амфотерными свойствами, приведены на рис. 1. Это соединения, образованные бериллием, цинком, хромом, мышьяком, алюминием, германием, свинцом, марганцем, железом, оловом.

Примеры их амфотерных оксидов приведены в таблице 1.

Амфотерные оксиды
Формула	Названия
BeO	Оксид берилия (II)
ZnO	Оксид цинка
Al2O3	Оксид алюминия
Cr2O3	Оксид хрома (III)
As2O3	Оксид мышьяка (III)
GeO	Оксид германия (II)
PbO2	Оксид свинца (IV)
MnO2	Оксид марганца (IV)
Fe2O3	Оксид железа (III)
SnO	Оксид олова (II)

 

Химические свойства амфотерных оксидов цинка и алюминия

 

 

Рассмотрим амфотерные свойства оксидов цинка и алюминия. На примере их взаимодействия с основными и кислотными оксидами, с кислотой и щелочью.

 

• Взаимодействие с основными оксидами и основаниями:

ZnO + Na₂O → Na₂ZnO₂ (цинкат натрия). Оксид цинка ведет себя как кислотный.

ZnO + 2NaOH → Na₂ZnO₂+ H₂O

• Взаимодействие с кислотными оксидами и кислотами. Проявляет свойства основного оксида.

3ZnO + P₂O₅ → Zn₃(PO₄)₂ (фосфат цинка)

ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O

Аналогично оксиду цинка ведет себя и оксид алюминия:

• Взаимодействие с основными оксидами и основаниями:

Al₂O₃ + Na₂O → 2NaAlO₂ (метаалюминат натрия). Оксид алюминия ведет себя как кислотный.

Al₂O₃ + 2NaOH → 2NaAlO₂+ H₂O

• Взаимодействие с кислотными оксидами и кислотами. Проявляет свойства основного оксида.

Al₂O₃ + P₂O₅ → 2AlPO₄ (фосфат алюминия)

Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂O

Рассмотренные реакции происходят при нагревании, при сплавлении. Если взять растворы веществ, то реакции пойдут несколько иначе.

 

Химические свойства амфотерных оксидов цинка и алюминия в растворах

 

 

ZnO + 2NaOH + H₂O → Na₂[Zn(OH)₄] (тетрагидроксоцинкат натрия) Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O → 2Na[Al(OH)₄] (тетрагидроксоалюминат натрия)

 

В результате этих реакций получаются соли, которые относятся к комплексным.

Рис. 2. Минералы на основе оксида алюминия

Оксид алюминия

Оксид алюминия чрезвычайно распространенное на Земле вещество. Он составляет основу глины, бокситов, корунда и других минералов (рис. 2).

В результате взаимодействия этих веществ с серной кислотой, получается сульфат цинка или сульфат алюминия.

ZnO + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂O

Al₂O₃ + 3H₂SO₄→ Al₂ (SO₄)₃ + 3H₂O

 

Химические свойства амфотерных гидроксидов цинка и алюминия

 

 

Реакции гидроксидов цинка и алюминия с оксидом натрия происходят при сплавлении, потому что эти гидроксиды твердые и не входят в состав растворов.

 

Zn(OН)2 + Na2O → Na2ZnO2 + Н2О	соль называется цинкат натрия
2Al(OН)3 + Na2O → 2NaAlO2 + 3Н2О	соль называется метаалюминат натрия

Рис. 3. Гидроксид алюминия

Реакции амфотерных оснований со щелочами характеризует их кислотные свойства. Данные реакции можно проводить как при сплавлении твердых веществ, так и в растворах. Но при этом получатся разные вещества, т. е. продукты реакции зависят от условий проведения реакции: в расплаве или в растворе.

Zn(OH)₂ + 2NaOH _тв. Na₂ZnO₂ + 2Н₂О

Al(OH)₃ + NaOH _тв. NaAlO₂+ 2H₂O

Zn(OH)₂ + 2NaOH _{раствор} → Na₂[Zn(OH)₄] Al(OH)₃ + NaOH _{раствор} → Na[Al(OH)₄] тетрагидроксоалюминат натрия Al(OH)₃ + 3NaOH _{раствор}→ Na₃[Al(OH)₆]        гексагидроксоалюминат натрия

Получается тетрагидроксоалюминат натрия или гексагидроксоалюминат натрия зависит от того, сколько щелочи мы взяли. В последней реакции щелочи взято много и образуется гексагидроксоалюминат натрия.

 

Химические свойства амфотерных цинка и алюминия

 

 

Элементы, которые образуют амфотерные соединения, могут сами проявлять амфотерные свойства.

 

Zn + 2NaOH + 2H₂O → Na₂[Zn(OH)₄]  + Н₂↑ (тетрагидроксоцинкат натрия)

2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3Н₂↑ (тетрагидроксоалюминат натрия)

Zn + H₂SO_{4(разб.)→} ZnSO₄ + H₂↑

2Al + 3H₂SO_4(разб.)→ Al₂ (SO₄)₃ + 3H₂↑

Напомним о том, что амфотерные гидроксиды являются нерастворимыми основаниями. И при нагревании разлагаются, образуя оксид и воду.

Разложение амфотерных оснований при нагревании.

2Al(OH)₃  Al₂O₃ + 3H₂O

Zn(OH)₂ ZnO + H₂O

 

Подведение итога урока

 

 

Вы узнали свойства амфотерных оксидов и гидроксидов. Эти вещества, имеют амфотерные (двойственные) свойства. Химические реакции, которые протекают с ними, имеют особенности. Вы рассмотрели примеры амфотерных оксидов и гидроксидов.

 

 

Список рекомендованной литературы

1. Рудзитис Г. Е. Неорганическая и органическая химия. 8 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. М.: Просвещение. 2011. - 176 с.: ил.
2. Попель П. П. Химия: 8 кл.: учебник для общеобразовательных учебных заведений / П. П. Попель, Л. С. Кривля. - К.: ИЦ «Академия», 2008. - 240 с.: ил.
3. Габриелян О. С. Химия. 9 класс. Учебник. Издательство: Дрофа: 2001. - 224 с.

 

Рекомендованные ссылки на ресурсы интернет

1. Интернет-портал «chemport.ru» (Источник)
2. Интернет-портал «Химик» (Источник)

 

Рекомендованное домашнее задание

1. №№ 6, 10 (с. 130). Рудзитис Г. Е. Неорганическая и органическая химия. 9 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. М.: Просвещение. 2008 г. - 170 с.: ил.
2. Напишите формулу гексагидроксоалюмината натрия. Как получают это вещество?
3. К раствору сульфата алюминия понемногу приливали раствор гидроксида натрия до избытка. Что наблюдали? Напишите уравнения реакций.