Це заняття ми присвятимо вивченню оксидів амфотерів і гідроксидів. На ньому ми поговоримо про речовини, що мають амфотерні (двійні) властивості, та особливості хімічних реакцій, які протікають з ними. Але спочатку повторимо, з чим реагують кислотні та основні оксиди. Після цього розглянемо приклади амфотерних оксидів і гідроксидів.

Тема: Введення

Урок: Амфотерні оксиди та гідроксиди

Рис. 1. Речовини, що виявляють амфотерні властивості

Основні оксиди реагують із кислотними оксидами, а кислотні оксиди - з основами. Але існують речовини, оксиди і гідроксиди яких залежно від умов реагуватимуть і з кислотами, і з основами. Такі властивості називаються амфотерними.

Речовини, що володіють амфотерними властивостями наведені Мал.1.. Це сполуки, утворені бериллієм, цинком, хромом, миш'яком, алюмінієм, германієм, свинцем, марганцем, залізом, оловом.

Приклади їх амфотерних оксидів наведено у таблиці 1.

Розглянемо амфотерні властивості оксидів цинку та алюмінію. На прикладі їх взаємодії з основними та кислотними оксидами, з кислотою та лугом.

ZnO + Na 2 O → Na 2 ZnO 2 (цинкат натрію). Оксид цинку поводиться як кислотний.

ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O

3ZnO + P 2 O 5 → Zn 3 (PO 4) 2 (фосфат цинку)

ZnO + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 O

Аналогічно оксиду цинку поводиться і оксид алюмінію:

Взаємодія з основними оксидами та основами:

Al 2 O 3 + Na 2 O → 2NaAlO 2 (метаалюмінат натрію). Оксид алюмінію поводиться як кислотний.

Al 2 O 3 + 2NaOH → 2NaAlO 2 + H 2 O

Взаємодія з кислотними оксидами та кислотами. Виявляє властивості основного оксиду.

Al 2 O 3 + P 2 O 5 → 2AlPO 4 (фосфат алюмінію)

Al 2 O 3 + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 O

Розглянуті реакції відбуваються під час нагрівання, при сплавленні. Якщо взяти розчини речовин, реакції підуть дещо інакше.

ZnO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 (тетрагідроксосоцінкат натрію) Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na (тетрагідроксоалюмінат натрію)

Внаслідок цих реакцій виходять солі, які відносяться до комплексних.

Рис. 2. Мінерали на основі оксиду алюмінію

Оксид алюмінію.

Оксид алюмінію є надзвичайно поширеною на Землі речовиною. Він становить основу глини, бокситів, корунду та інших мінералів. Рис.2.

В результаті взаємодії цих речовин із сірчаною кислотою, виходить сульфат цинку або сульфат алюмінію.

ZnO + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + H 2 O

Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

Реакції гідроксидів цинку та алюмінію з оксидом натрію відбуваються при сплавленні, тому що ці гідроксиди тверді та не входять до складу розчинів.

Zn(ON) 2 + Na 2 O → Na 2 ZnO 2 + Н 2 Про сіль називається цинкат натрію.

2Al(ON) 3 + Na 2 O → 2NaAlO 2 + 3Н 2 Про сіль називається метаалюмінат натрію.

Рис. 3. Гідроксид алюмінію

Реакція амфотерних основ з лугами характеризує їх кислотні властивості. Дані реакції можна проводити як при сплаві твердих речовин, так і в розчинах. Але цьому вийдуть різні речовини, тобто. продукти реакції залежить від умов проведення реакції: у розплаві чи розчині.

Zn(OH) 2 + 2NaOH тв. Na 2 ZnO 2 + 2Н 2 Про

Al(OH) 3 + NaOH тв. NaAlO 2 + 2H 2 O

Zn(OH) 2 + 2NaOH розчин → Na 2 Al(OH) 3 + NaOH розчин → Na тетрагідроксоалюмінат натрію Al(OH) 3 + 3NaOH розчин → Na 3 гексагідроксоалюмінат натрію.

Виходить тетрагідроксоалюмінат натрію або гексагідроксоалюмінат натрію залежить від того, скільки лугу ми взяли. В останній реакції лугу взято багато і утворюється гексагідроксоалюмінат натрію.

Елементи, які утворюють амфотерні сполуки можуть самі проявляти амфотерні властивості.

Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + Н 2 (тетрагідроксоцінкат натрію)

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3Н 2 ((тетрагідроксоалюмінат натрію)

Zn + H 2 SO 4 (розб.) → ZnSO 4 + H 2

2Al + 3H 2 SO 4(розб.) → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2

Амфотерні гідроксиди є нерозчинними основами. І при нагріванні розкладаються, утворюючи оксид та воду.

Розкладання амфотерних підстав під час нагрівання.

2Al(OH) 3 Al 2 O 3 + 3H 2 O

Zn(OH) 2 ZnO + H 2 O

Підбиття підсумку уроку.

Ви дізналися властивості амфотерних оксидів та гідроксидів. Ці речовини мають амфотерні (подвійні) властивості. Хімічні реакції, які протікають із нею, мають особливості. Ви розглянули приклади амфотерних оксидів та гідроксидів. .

1. Рудзітіс Г.Є. Неорганічна та органічна хімія. 8 клас: підручник для загальноосвітніх установ: базовий рівень / Г. Є. Рудзітіс, Ф.Г. Фельдман.М.: Просвітництво. 2011 176с.:іл.

2. Попель П.П.Хімія: 8 кл.: підручник для загальноосвітніх навчальних закладів/П.П. Попель, Л.С.Крівля. -К.: ІЦ «Академія», 2008.-240 с.: Іл.

3. Габрієлян О.С. Хімія. 9 клас. Підручник Видавництво: Дрофа.:2001. 224с.

1. № № 6,10 (с.130) Рудзітіс Г.Є. Неорганічна та органічна хімія. 9 клас: підручник для загальноосвітніх установ: базовий рівень/Г. Є. Рудзітіс, Ф.Г. Фельдман.М.: Просвітництво. 2008 170с.: іл.

2. Напишіть формулу гексагідроксоалюмінату натрію. Як одержують цю речовину?

3. До розчину сульфату алюмінію потроху приливали розчин гідроксиду натрію до надлишку. Що спостерігали? Напишіть рівняння реакцій.

Амфотерними є такі оксиди елементів головнихпідгруп: BeO, A12O3, Ga2O3, GeO2, SnO, SnO2, PbO, Sb2O3, РоO2. Амфотерними гідроксидами є наступні гідроксиди елементів головнихпідгруп: Ве(ОН) 2 , А1(ОН) 3 , Sc(OH) 3 , Ga(OH) 3 , In(OH) 3 , Sn(OH) 2 , SnО 2 ·nH 2 О, Pb(OH) 2 , PbО 2 · nH 2 О.

Основний характер оксидів та гідроксидів елементів однієї підгрупи посилюється зі зростанням порядкового номера елемента (при порівнянні оксидів та гідроксидів елементів в одній і тій же мірі окислення). Наприклад, N 2 O 3 Р 2 O 3 As 2 O 3 - кислотні оксиди, Sb 2 O 3 - амфотерний оксид, Bi 2 O 3 - основний оксид.

Розглянемо амфотерні властивості гідроксидів на прикладі сполук берилію та алюмінію.

Гідроксид алюмінію виявляє амфотерні властивості, реагує як з основами, так і з кислотами та утворює два ряди солей:

1) у яких елемент А1 знаходиться у формі катіону;

2А1(ВІН) 3 + 6НС1 = 2А1С1 3 + 6Н 2 O А1(ВІН) 3 + 3Н + = А1 3+ + 3Н 2 O

У цій реакції А1(ОН) 3 виконує функцію основи, утворюючи сіль, в якій алюміній є катіоном А1 3+;

2) у яких елемент А1 входить до складу аніону (алюмінати).

А1(ОН) 3 + NaOH = NaA1O 2 + 2Н2O.

У цій реакції А1(ОН) 3 виконує функцію кислоти, утворюючи сіль, де алюміній входить до складу аніону AlO 2 – .

Формули розчинених алюмінатів записують спрощено, маючи на увазі продукт, що утворюється при зневодненні солі.

У хімічній літературі можна зустріти різні формули сполук, що утворюються при розчиненні гідроксиду алюмінію в луги: NaA1О 2 (метаалюмінат натрію), Na тетрагідроксоалюмінат натрію. Ці формули не суперечать одна одній, оскільки їх відмінність пов'язані з різним ступенем гідратації цих сполук: NaA1О 2 ·2Н 2 Про – це інший запис Na. При розчиненні А1(ОН) 3 у надлишку лугу утворюється тетрагідроксоалюмінат натрію:

А1(ВІН) 3 + NaOH = Na.

При спіканні реагентів утворюється метаалюмінат натрію:

А1(ОН) 3 + NaOH ==== NaA1О 2 + 2Н 2 О.

Таким чином, можна говорити, що у водних розчинах присутні одночасно такі іони, як [А1(ОН) 4 ] - або [А1(ОН) 4 (Н 2 О) 2 ] - (для випадку, коли складається рівняння реакції з урахуванням гідратної оболонки), а запис A1О 2 – є спрощеним.

Через здатність реагувати з лугами гідроксид алюмінію, як правило, не отримують дією лугу на розчини солей алюмінію, а використовують розчин аміаку:

A1 2 (SО 4) 3 + 6 NH 3 ·Н 2 О = 2А1(ОН) 3 + 3(NH 4) 2 SО 4 .

Серед гідроксидів елементів другого періоду амфотерні властивості виявляють гідроксид берилію (сам берилій виявляє діагональну схожість з алюмінієм).

З кислотами:

Ве(ОН) 2 + 2НС1 = ВеС1 2 + 2Н2О.

З основами:

Ве(ОН) 2 + 2NaOH = Na 2 (тетрагідроксоберилату натрію).

У спрощеному вигляді (якщо представити Ве(ОН) 2 як кислоту Н 2 ВеО 2)

Ве(ОН) 2 + 2NaOH(конц.гар.) = Na 2 BeО 2 + 2H 2 О.

берилат Na

Гідроксиди елементів побічних підгруп, що відповідають вищим ступеням окислення, найчастіше мають кислотні властивості: наприклад, Мn 2 Про 7 - НМnО 4 ; CrО 3 - H 2 CrО 4 . Для нижчих оксидів і гідроксидів характерно переважання основних властивостей: СrО - Сr(ОН) 2; МnО - Mn(OH) 2; FeO – Fe(OH) 2 . Проміжні сполуки, що відповідають ступеням окиснення +3 і +4, часто виявляють амфотерні властивості: Сr 2 Про 3 – Cr(OH) 3 ; Fe 2 Про 3 – Fe(OH) 3 . Проілюструємо цю закономірність з прикладу сполук хрому (таблиця 9).

Таблиця 9 – Залежність характеру оксидів та відповідних їм гідроксидів від ступеня окиснення елемента

Взаємодія з кислотами призводить до утворення солі, в якій елемент хром знаходиться у формі катіону:

2Cr(OH) 3 + 3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O.

сульфат Cr(III)

Взаємодія з основами призводить до утворення солі, якоїелемент хром входить до складу аніону:

Cr(OH) 3 + 3NaOH = Na 3 + 3H 2 О.

гексагідроксохромат (III) Na

Оксид та гідроксид цинку ZnO, Zn(OH) 2 – типово амфотерні сполуки, Zn(OH) 2 легко розчиняється у розчинах кислот та лугів.

Взаємодія з кислотами призводить до утворення солі, в якій елемент цинку знаходиться у формі катіону:

Zn(OH) 2 + 2HC1 = ZnCl 2 + 2H 2 O.

Взаємодія з основами призводить до утворення солі, в якій елемент цинку знаходиться у складі аніону. При взаємодії із лугами у розчинахутворюються тетрагідроксоцінкати, при сплавленні- Цинкати:

Zn(OH) 2 + 2NaOH = Na 2 .

Або при сплавленні:

Zn(OH) 2 + 2NaOH = Na 2 ZnO 2 + 2Н 2 O.

Отримують гідроксид цинку аналогічно гідроксиду алюмінію.

Амфотерні сполуки

Хімія – це єдність протилежностей.

Подивіться на періодичну систему.

Деякі елементи (майже всі метали, що виявляють ступеня окиснення +1 та +2) утворюють основніоксиди та гідроксиди. Наприклад, калій утворює оксид K 2 O і гідроксид KOH. Вони виявляють основні властивості, наприклад, взаємодіють з кислотами.

K2O + HCl → KCl + H2O

Деякі елементи (більшість неметалів та метали зі ступенями окиснення +5, +6, +7) утворюють кислотніоксиди та гідроксиди. Кислотні гідроксиди - це кислоти, що містять кисень, їх називають гідроксидами, тому що в будові є гідроксильна група, наприклад, сірка утворює кислотний оксид SO 3 і кислотний гідроксид H 2 SO 4 (сірчану кислоту):

Такі сполуки виявляють кислотні властивості, наприклад, вони реагують з основами:

H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O

А є елементи, що утворюють такі оксиди та гідроксиди, які виявляють і кислотні, і основні властивості. Це явище називається амфотерністю . Таким оксидам та гідроксидам і буде прикута наша увага в цій статті. Усі амфотерні оксиди та гідроксиди тверді речовини, нерозчинні у воді.

Для початку, як визначити, чи є оксид або гідроксид амфотерним? Є правило трохи умовне, але все-таки користуватися ним можна:

Амфотерні гідроксиди та оксиди утворюються металами, у ступенях окислення +3 та +4, наприклад (Al 2 O 3 , Al(OH) 3 , Fe 2 O 3 , Fe(OH) 3)

І чотири винятки:металиZn , Be , Pb , Sn утворюють такі оксиди та гідроксиди:ZnO , Zn ( OH ) 2 , BeO , Be ( OH ) 2 , PbO , Pb ( OH ) 2 , SnO , Sn ( OH ) 2 , в яких виявляють ступінь окислення +2, але не дивлячись на це ці сполуки виявляють амфотерні властивості .

Найчастіше зустрічаються амфотерні оксиди (і відповідні їм гідроксиди): ZnO, Zn(OH) 2 , BeO, Be(OH) 2 , PbO, Pb(OH) 2 , SnO, Sn(OH) 2 , Al 2 O 3 , Al (OH) 3 , Fe 2 O 3 , Fe(OH) 3 , Cr 2 O 3 , Cr(OH) 3 .

Властивості амфотерних сполук запам'ятати не складно: вони взаємодіють з кислотами та лугами.

із взаємодією з кислотами все просто, у цих реакціях амфотерні сполуки поводяться як основні:

Al 2 O 3 + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 O

ZnO + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + H 2 O

BeO + HNO 3 → Be(NO 3 ) 2 + H 2 O

Так само реагують гідроксиди:

Fe(OH) 3 + 3HCl → FeCl 3 + 3H 2 O

Pb(OH) 2 + 2HCl → PbCl 2 + 2H 2 O

Із взаємодією із лугами трохи складніше. У цих реакціях амфотерні сполуки поводяться як кислоти, і продукти реакції можуть бути різними, залежить від умов.

Або реакція відбувається в розчині, або реагують беруться тверді і сплавляються.

Взаємодія основних сполук з амфотерними при сплавленні.

Розберемо з прикладу гідроксиду цинку. Як говорилося раніше, амфотерні сполуки взаємодіючи з основними, поводяться як кислоти. Ось і запишемо гідроксид цинку Zn(OH)2 як кислоту. У кислоти водень спереду винесемо його: H 2 ZnO 2 . І реакція лугу з гідроксидом протікатиме ніби він – кислота. «Кислотний залишок» ZnO 2 2-двовалентний:

2K OH(Тв.) + H 2 ZnO 2(тв.) (t ,сплавлення)→ K 2 ZnO 2 + 2 H 2 O

Отримана речовина K 2 ZnO 2 називається метацинкатом калію (або просто цинкатом калію). Ця речовина – сіль калію та гіпотетичної «цинкової кислоти» H 2 ZnO 2 (солями такі сполуки називати не зовсім правильно, але для власної зручності ми про це забудемо). Тільки гідроксид цинку записувати так: H 2 ZnO 2 – погано. Пишемо як завжди Zn (OH ) 2 , але маємо на увазі (для власної зручності), що це «кислота»:

2KOH (тв.) + Zn (OH ) 2(тв.) (t ,сплавлення)→ K 2 ZnO 2 + 2H 2 O

З гідроксидами, в яких 2 групи ВІН, все буде так само як і з цинком:

Be(OH) 2(тв.) + 2NaOH (тв.) (t,сплавлення)→ 2H 2 O + Na 2 BeO 2 (метаберилат натрію, або берилат)

Pb(OH) 2(тв.) + 2NaOH (тв.) (t, сплавлення)→ 2H 2 O + Na 2 PbO 2 (метаплюмбат натрію, або плюмбат)

З амфотерними гідроксидами з трьома групами OH (Al(OH)3, Cr(OH)3, Fe(OH)3) трохи інакше.

Розберемо на прикладі гідроксиду алюмінію: Al (OH ) 3 запишемо у вигляді кислоти: H 3 AlO 3 але в такому вигляді не залишаємо, а виносимо звідти воду:

H 3 AlO 3 – H 2 O → HAlO 2 + H 2 O .

Ось із цією «кислотою» (HAlO 2) ми і працюємо:

HAlO 2 + KOH → H 2 O + KAlO 2 (метаалюмінат калію, або просто алюмінат)

Але гідроксид алюмінію ось так HAlO 2 записувати не можна, записуємо як завжди, але маємо на увазі там «кислоту»:

Al(OH) 3( тв .) + KOH ( тв .) (t ,сплавлення)→ 2H 2 O + KAlO 2 (метаалюмінат калію)

Те саме і з гідроксидом хрому:

Cr(OH) 3 → H 3 CrO 3 → HCrO 2

Cr(OH) 3( тв .) + KOH ( тв .) (t ,сплавлення)→ 2H 2 O + KCrO 2 (метахромат калію,

АЛЕ НЕ ХРОМАТ, хромати – це солі хромової кислоти).

З гідроксидами містять чотири групи ВІН точно так само: виносимо вперед водень і прибираємо воду:

Sn(OH) 4 → H 4 SnO 4 → H 2 SnO 3

Pb(OH) 4 → H 4 PbO 4 → H 2 PbO 3

Слід пам'ятати, що свинець і олово утворюють по два амфотерні гідроксиди: зі ступенем окислення +2 (Sn (OH ) 2 , Pb (OH ) 2), і +4 (Sn (OH ) 4 , Pb (OH ) 4).

І ці гідроксиди утворюватимуть різні «солі»:

Ступінь окислення
Формула гідроксиду	Sn (OH) 2	Pb (OH) 2	Sn (OH) 4	Pb (OH) 4
Формула гідроксиду у вигляді кислоти	H 2 SnO 2	H 2 PbO 2	H 2 SnO 3	H 2 PbO 3
Сіль (калієва)	K 2 SnO 2	K 2 PbO 2	K 2 SnO 3	K 2 PbO 3
Назва солі			метастаннАТ	метаблюмбАТ

Ті ж принципи, що і в назвах звичайних «солей», елемент у вищого ступеняокислення – суфікс АТ, у проміжній – ІТ.

Такі «солі» (метахромати, метаалюмінати, метаберилати, метацинкати тощо) виходять не тільки внаслідок взаємодії лугів та амфотерних гідроксидів. Ці сполуки завжди утворюються, коли стикаються сильноосновний світ і амфотерний (при сплавленні). Тобто так само як і амфотерні гідроксиди з лугами реагуватимуть і амфотерні оксиди, і солі металів, що утворюють амфотерні оксиди (солі слабких кислот). І замість лугу можна взяти сильноосновний оксид, і сіль металу, що утворює луг (сіль слабкої кислоти).

Взаємодія:

Запам'ятайте, наведені нижче реакції протікають при сплавленні.

Амфотерного оксиду з сильноосновним оксидом:

ZnO (тв.) + K 2 O (тв.) (t ,сплавлення)→ K 2 ZnO 2 (метацинкат калію, або просто цинкат калію)

Амфотерного оксиду з лугом:

ZnO (тв.) + 2KOH (тв.) (t ,сплавлення)→ K 2 ZnO 2 + H 2 O

Амфотерного оксиду із сіллю слабкої кислоти та металу, що утворює луг:

ZnO (тв.) + K 2 CO 3(тв.) (t, сплавлення)→ K 2 ZnO 2 + CO 2

Амфотерного гідроксиду з сильноосновним оксидом:

Zn(OH) 2 (тв.) + K 2 O (тв.) (t сплавлення)→ K 2 ZnO 2 + H 2 O

Амфотерного гідроксиду з лугом:

Zn (OH ) 2(тв.) + 2KOH (тв.) (t ,сплавлення)→ K 2 ZnO 2 + 2H 2 O

Амфотерного гідроксиду з сіллю слабкої кислоти та металу, що утворює луг:

Zn (OH ) 2(тв.) + K 2 CO 3(тв.) (t ,сплавлення)→ K 2 ZnO 2 + CO 2 + H 2 O

Солі слабкої кислоти та металу, що утворює амфотерну сполуку з сильноосновним оксидом:

ZnCO 3 (тв.) + K 2 O (тв.) (t ,сплавлення)→ K 2 ZnO 2 + CO 2

Солі слабкої кислоти та металу, що утворює амфотерні сполуки з лугом:

ZnCO 3(тв.) + 2KOH (тв.) (t ,сплавлення)→ K 2 ZnO 2 + CO 2 + H 2 O

Солі слабкої кислоти та металу, що утворює амфотерну сполуку з сіллю слабкої кислоти та металу, що утворює луг:

ZnCO 3(тв.) + K 2 CO 3(тв.) (t, сплавлення)→ K 2 ZnO 2 + 2CO 2

Нижче представлена інформація по солях амфотерних гідроксидів, червоним позначені найбільш поширені в ЄДІ.

	Гідроксид	Гідроксид у вигляді кислоти	Кислотний залишок		Назва солі
BeO	Be(OH) 2	H 2 BeO 2	BeO 2 2-	K 2 BeO 2	Метаберіллат (беріллат)
ZnO	Zn(OH) 2	H 2 ZnO 2	ZnO 2 2-	K 2 ZnO 2	Метацинкат (цинкат)
Al 2 O 3	Al(OH) 3	HAlO 2	AlO 2 —	KAlO 2	Метаалюмінат (алюмінат)
Fe 2 O 3	Fe(OH) 3	HFeO 2	FeO 2 -	KFeO 2	Метаферрат (АЛЕ НЕ ФЕРРАТ)
	Sn(OH) 2	H 2 SnO 2	SnO 2 2-	K 2 SnO 2
	Pb(OH) 2	H 2 PbO 2	PbO 2 2-	K 2 PbO 2
SnO 2	Sn (OH) 4	H 2 SnO 3	SnO 3 2-	K 2 SnO 3	МетастаннАТ (станнат)
PbO 2	Pb (OH) 4	H 2 PbO 3	PbO 3 2-	K 2 PbO 3	МетаблюмбАТ (плюмбат)
Cr 2 O 3	Cr(OH) 3	HCrO 2	CrO 2	KCrO 2	Метахромат (АЛЕ НЕ ХРОМАТ)

Взаємодія амфотерних сполук з розчинами лугів (тут лише луги).

У ЄДІ це називають «розчиненням гідроксиду алюмінію (цинку, берилію тощо) лугу». Це зумовлено здатністю металів у складі амфотерних гідроксидів у присутності надлишку гідроксид-іонів (у лужному середовищі) приєднувати до себе ці іони. Утворюється частка з металом (алюмінієм, бериллієм тощо) у центрі, що оточений гідроксид-іонами. Ця частка стає негативно-зарядженою (аніоном) за рахунок гідроксид-іонів, і називатися цей іон буде гідроксоалюмінат, гідроксоцінкат, гідроксоберіллат і т.д.. Причому процес може протікати по-різному метал може бути оточений різним числом гідроксид-іонів.

Ми розглядатимемо два випадки: коли метал оточений чотирма гідроксид-іонами, і коли він оточений шістьма гідроксид-іонами.

Запишемо скорочене іонне рівнянняцих процесів:

Al(OH) 3 + OH — → Al(OH) 4 —

Іон, що утворився, називається Тетрагідроксоалюмінат-іон. Приставка «тетра-» додається, тому що гідроксид-іона чотири. Тетрагідроксоалюмінат-іон має заряд -, оскільки алюміній несе заряд 3+, а чотири гідроксид-іона 4-, в сумі виходить -.

Al(OH) 3 + 3OH → Al(OH) 6 3-

Іон, що утворився в цій реакції, називається гексагідроксоалюмінат іон. Приставка «гексо-» додається, тому що гідроксид-іона шість.

Додавати приставку, що вказує на кількість гідроксид-іонів обов'язково. Тому що якщо ви напишете просто «гідроксоалюмінат», не зрозуміло, який іон ви маєте на увазі: Al(OH)4- або Al(OH)6-3-.

При взаємодії лугу з амфотерним гідроксидом у розчині утворюється сіль. Катіон якої – це катіон лугу, а аніон – це складний іон, освіту якого ми розглянули раніше. Аніон полягає в квадратні дужки.

Al (OH ) 3 + KOH → K (тетрагідроксоалюмінат калію)

Al (OH ) 3 + 3KOH → K 3 (гексагідроксоалюмінат калію)

Яку саме (гекса або тетра) сіль ви напишете як продукт – не має ніякого значення. Навіть у відповідачах ЄДІ написано: «…K 3 (припустимо освіту K». Головне не забувайте стежити, щоб усі індекси були правильно проставлені. Слідкуйте за зарядами, і майте на увазі, що їхня сума має дорівнювати нулю.

Крім амфотерних гідроксидів, із лугами реагують амфотерні оксиди. Продукт буде той самий. Тільки якщо ви запишете реакцію ось так:

Al 2 O 3 + NaOH → Na

Al 2 O 3 + NaOH → Na 3

Але ці реакції у вас не зрівняються. Треба додати воду в ліву частину, адже взаємодія відбувається в розчині, води там доточно, і все зрівняється:

Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na

Al 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3

Крім амфотерних оксидів і гідроксидів, з розчинами лугів взаємодіють деякі особливо активні метали, які утворюють амфотерні сполуки А саме це: алюміній, цинк та берилій. Щоб зрівнялося, ліворуч теж потрібна вода. І, крім того, головна відмінність цих процесів – виділення водню:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2

2Al + 6NaOH + 6H 2 O → 2Na 3 + 3H 2

У таблиці нижче наведено найбільш поширені в ЄДІ приклади якості амфотерних сполук:

Амфотерна речовина		Назва солі
Al 2 O 3 Al(OH) 3		Тетрагідроксоалюмінат натрію	Al(OH) 3 + NaOH → Na Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na 2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2
Al 2 O 3 Al(OH) 3	Na 3	Гексагідроксоалюмінат натрію	Al(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Al 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3 2Al + 6NaOH + 6H 2 O → 2Na 3 + 3H 2
Zn(OH) 2	K 2	Тетрагідроксоцінкат натрію	Zn(OH) 2 + 2NaOH → Na 2 ZnO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2
Zn(OH) 2	K 4	Гексагідроксоцінкат натрію	Zn(OH) 2 + 4NaOH → Na 4 ZnO+4NaOH+H 2 O → Na 4 Zn+4NaOH+2H 2 O → Na 4 + H 2
Be(OH) 2	Li 2	Тетрагідроксоберилат літію	Be(OH) 2 + 2LiOH → Li 2 BeO + 2LiOH + H 2 O → Li 2 Be + 2LiOH + 2H 2 O → Li 2 + H 2
Be(OH) 2	Li 4	Гексагідроксоберилат літію	Be(OH) 2 + 4LiOH → Li 4 BeO + 4LiOH + H 2 O → Li 4 Be + 4LiOH + 2H 2 O → Li 4 + H 2
Cr 2 O 3 Cr(OH) 3		Тетрагідроксохромат натрію	Cr(OH) 3 + NaOH → Na Cr 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na
Cr 2 O 3 Cr(OH) 3	Na 3	Гексагідроксохромат натрію	Cr(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Cr 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3
Fe 2 O 3 Fe(OH) 3		Тетрагідроксоферрат натрію	Fe(OH) 3 + NaOH → Na Fe 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na
Fe 2 O 3 Fe(OH) 3	Na 3	Гексагідроксоферрат натрію	Fe(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Fe 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3

Отримані в цих взаємодіях солі реагують з кислотами, утворюючи дві інші солі (солі цієї кислоти та двох металів):

2Na 3 + 6H 2 SO 4 → 3Na 2 SO 4 + Al 2 (SO 4 ) 3 + 12H 2 O

От і все! Нічого складного. Головне не плутайте, пам'ятайте, що утворюється при сплавленні, що в розчині. Дуже часто завдання з цього питання трапляються у Bчастини.

Перш ніж міркувати про хімічні властивості основ та амфотерних гідроксидів, давайте чітко визначимо, що це таке?

1) До основ або основним гідроксидам відносять гідроксиди металів у ступені окислення +1 чи +2, тобто. формули яких записуються або як MeOH або як Me(OH) 2 . Проте є винятки. Так, гідроксиди Zn(OH) 2 , Be(OH) 2 , Pb(OH) 2 , Sn(OH) 2 до основ не належать.

2) До амфотерних гідроксидів відносять гідроксиди металів у ступені окислення +3,+4, а також як винятки гідроксиди Zn(OH) 2 , Be(OH) 2 , Pb(OH) 2 , Sn(OH) 2 . Гідроксиди металів у ступені окислення +4, завданнях ЄДІне зустрічаються, тож розглянуті не будуть.

Хімічні властивості основ

Усі підстави поділяють на:

Нагадаємо, що берилій та магній до лужноземельних металів не належать.

Крім того, що луги розчиняються у воді, вони також дуже добре дисоціюють у водних розчинах, у той час як нерозчинні основи мають низький ступіньдисоціації.

Така відмінність у розчинності та здатності до дисоціації у лугів та нерозчинних гідроксидів призводить, у свою чергу, до помітних відмінностей у їх хімічних властивостях. Так, зокрема, луги є більш хімічно активними сполуками і нерідко здатні вступати в ті реакції, які не вступають нерозчинні основи.

Взаємодія основ із кислотами

Луги реагують абсолютно з усіма кислотами, навіть дуже слабкими та нерозчинними. Наприклад:

Нерозчинні основи реагують практично з усіма розчинними кислотами, не реагують з нерозчинною кремнієвою кислотою:

Слід зазначити, що як сильні, так і слабкі підстави загальною формулоювиду Me(OH) 2 можуть утворювати основні солі при нестачі кислоти, наприклад:

Взаємодія з кислотними оксидами

Луги реагують з усіма кислотними оксидами, при цьому утворюються солі та часто вода:

Нерозчинні основи здатні реагувати з усіма вищими кислотними оксидами, відповідними стійким кислотам, наприклад, P 2 O 5 , SO 3 , N 2 O 5 з утворенням середніх солей:

Нерозчинні основи виду Me(OH) 2 реагують у присутності води з вуглекислим газомвинятково з утворенням основних солей. Наприклад:

Cu(OH) 2 + CO 2 = (CuOH) 2 CO 3 + H 2 O

З діоксидом кремнію, зважаючи на його виняткову інертність, реагують тільки самі сильні основи- луги. У цьому утворюються нормальні солі. З нерозчинними основами реакція не йде. Наприклад:

Взаємодія основ з амфотерними оксидами та гідроксидами

Всі луги реагують з амфотерними оксидами та гідроксидами. Якщо реакцію проводять, сплавляючи амфотерний оксид або гідроксид з твердим лугом, така реакція призводить до утворення безводневих солей:

Якщо ж використовують водні розчини лугів, то утворюються гідроксокомплексні солі:

У разі алюмінію при дії надлишку концентрованого лугу замість солі Na утворюється сіль Na 3 :

Взаємодія основ із солями

Будь-яка підстава реагує з будь-якою сіллю лише за дотримання одночасно двох умов:

1) розчинність вихідних сполук;

2) наявність осаду чи газу серед продуктів реакції

Наприклад:

Термічна стійкість основ

Всі луги, крім Ca(OH) 2 , стійкі до нагрівання та плавляться без розкладання.

Усі нерозчинні основи, а також малорозчинний Ca(OH) 2 при нагріванні розкладаються. Найбільш висока температура розкладання у гідроксиду кальцію – близько 1000 o C:

Нерозчинні гідроксиди мають набагато нижчі температури розкладання. Так, наприклад, гідроксид міді (II) розкладається вже при температурі вище 70 o C:

Хімічні властивості амфотерних гідроксидів

Взаємодія амфотерних гідроксидів із кислотами

Амфотерні гідроксиди реагують з сильними кислотами:

Амфотерні гідроксиди металів у ступені окислення +3, тобто. виду Me(OH) 3, не реагують з такими кислотами, як H 2 S, H 2 SO 3 і H 2 СO 3 через те, що солі, які могли б утворитися в результаті таких реакцій, схильні до незворотного гідролізу до вихідного амфотерного гідроксиду і відповідної кислоти:

Взаємодія амфотерних гідроксидів із кислотними оксидами

Амфотерні гідроксиди реагують з вищими оксидами, яким відповідають стійкі кислоти (SO 3 , P 2 O 5 , N 2 O 5):

Амфотерні гідроксиди металів у ступені окислення +3, тобто. виду Me(OH) 3 не реагують з кислотними оксидами SO 2 і С 2 .

Взаємодія амфотерних гідроксидів з основами

З основ амфотерні гідроксиди реагують лише з лугами. При цьому, якщо використовується водний розчинлуги, то утворюються гідроксокомплексні солі:

А при сплавленні амфотерних гідроксидів з твердими лугами виходять їх безводні аналоги:

Взаємодія амфотерних гідроксидів із основними оксидами

Амфотерні гідроксиди реагують при сплавленні з оксидами лужних і лужноземельних металів:

Термічне розкладання амфотерних гідроксидів

Всі амфотерні гідроксиди не розчиняються у воді і, як і будь-які нерозчинні гідроксиди, розкладаються при нагріванні на відповідний оксид і воду.

Амфотерні метали – це прості речовини, які за структурою, хімічними та подібними до металевої групи елементів. Самі по собі метали не можуть виявляти амфотерних властивостей, на відміну їх сполук. Наприклад, оксиди і гідроксиди деяких металів мають подвійну хімічну природу - в одних умовах вони поводяться як кислоти, а в інших мають властивості лугів.

Основні амфотерні метали – це алюміній, цинк, хром, залізо. До цієї групи елементів можна віднести берилій і стронцій.

амфотерність?

Вперше цю властивість виявили досить давно. А термін «амфотерні елементи» був уведений у науку у 1814 році відомими хіміками Л. Тенаром та Ж. Гей-Люссаком. В ті часи хімічні сполукиприйнято було поділяти на групи, які відповідали їхнім основним властивостям під час реакцій.

Проте, група оксидів і основ володіла двоїстими здібностями. У деяких умовах такі речовини поводилися як луги, в інших, навпаки, діяли як кислоти. Саме так і виник термін «амфотерність». Для таких поведінка під час кислотно-основної реакції залежить від умов її проведення, природи реагентів, що беруть участь, а також від властивостей розчинника.

Цікаво, що в природних умовах амфотерні метали можуть взаємодіяти як із лугом, так і з кислотою. Наприклад, під час реакції алюмінію утворюється сульфат алюмінію. А при реакції цього ж металу з концентрованим лугом утворюється комплексна сіль.

Амфотерні основи та їх основні властивості

За нормальних умов це тверді речовини. Вони практично не розчиняються у воді та вважаються досить слабкими електролітами.

Основний метод отримання таких основ – це реакція солі металу з невеликою кількістю лугу. Реакцію осадження потрібно проводити повільно та обережно. Наприклад, при отриманні цинку гідроксиду в пробірку з хлоридом цинку обережно, краплями додають їдкий натр. Щоразу потрібно не сильно струшувати ємність, щоб побачити білий осад металу на дні посуду.

З кислотами та амфотерні речовини реагують як основи. Наприклад, при реакції гідроксиду цинку з соляною кислотоюутворюється хлорид цинку.

А ось під час реакцій з основами амфотерні основи поводяться як кислоти.

Крім того, при сильному нагріванні розкладаються з утворенням відповідного амфотерного оксидута води.

Найпоширеніші амфотерні метали: коротка характеристика

Цинквідноситься до групи амфотерних елементів. І хоча сплави цієї речовини широко використовувалися ще в давніх цивілізаціях, у чистому вигляді його змогли виділити лише 1746 року.

Чистий метал є досить крихкою речовиною блакитного кольору. На повітрі цинк швидко окислюється – його поверхня тьмяніє та покривається тонкою плівкою оксиду.

У природі цинк існує переважно у вигляді мінералів – цинкітів, смітсонітів, каламітів. Найвідоміша речовина - це цинкова обманка, що складається з сульфіду цинку. Найкращі великі родовищацього мінералу знаходяться в Болівії та Австралії.

АлюмінійНа сьогоднішній день вважається найбільш поширеним металом на планеті. Його сплави використовувалися протягом багатьох століть, а в 1825 речовина була виділена в чистому вигляді.

Чистий алюміній є легким металом сріблястого кольору. Він легко піддається механічній обробці та литтю. Цей елемент має високу електро- та теплопровідність. Крім того, цей метал стійкий до корозії. Справа в тому, що поверхня його покрита тонкою, але дуже стійкою оксидною плівкою.

На сьогоднішній день алюміній широко застосовується у промисловості.