Что такое амфотерность? Приведите примеры амфотерных оксидов.
Амфотерность – это свойство веществ проявлять кислотные или основные свойства в зависимости от природы второго реагента, принимающего участие в реакции.
Примеры амфотерных оксидов.
Оксид цинка (II) ZnO.
ZnO + 2NaOH + H2O ⟶ Na2[Zn(OH)4]
ZnO + 2Na+ + 2OH— + H2O ⟶ 2Na+ + [Zn(OH)4]—
ZnO + 2OH— + H2O ⟶ [Zn(OH)4]—
ZnO + 2HCl ⟶ ZnCl2 + H2O
ZnO + 2H+ + 2Cl— ⟶ Zn2+ + 2Cl— + H2O
ZnO + 2H+ ⟶ Zn2+ + H2O
Оксид алюминия Al2O3.
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O ⟶ 2Na[Al(OH)4]
Al2O3 + 2Na+ + 2OH— + 3H2O ⟶ 2Na+
Al2O3 + 2OH— + 3H2O ⟶ 2[Al(OH)4]—
Al2O3 + 6HCl ⟶ 2AlCl3 + 3H2O
Al2O3 + 6H+ + 6Cl— ⟶ 2Al3+ + 6Cl— + 3H2O
Al2O3 + 6H+ ⟶ 2Al3+ + 3H2O
Примеры амфотерных гидроксидов.
Гидроксид цинка (II) Zn(OH)2.
Zn(OH)2 + 2NaOH ⟶ Na2[Zn(OH)4]
Zn(OH)2 + 2Na+ + 2OH— ⟶ 2Na+ + [Zn(OH)4]—
Zn(OH)2 + 2OH— ⟶ [Zn(OH)4]—
Zn(OH)2 + 2HCl ⟶ ZnCl2 + 2H2O
Zn(OH)2 + 2H+ + 2Cl— ⟶ Zn2+ + 2Cl— + 2H 2O
Zn(OH)2 + 2H+ ⟶ Zn2+ + 2H2O
Гидроксид алюминия Al(OH)3.
Al(OH)3 + NaOH ⟶ Na[Al(OH)4]
Al(OH)3 + Na+ + OH— ⟶ Na+ + [Al(OH)4]—
Al(OH)3 + OH— ⟶ [Al(OH)4]—
Al(OH)3 + 3HCl ⟶ AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + 3H+ + 3Cl— ⟶ Al3+ + 3Cl— + 3H2O
Al(OH)3 + 3H+ ⟶ Al3+ + 3H2O
gomolog.ru
2.4 Характерные химические свойства оксидов: основных, амфотерных, кислотных
Видеоурок 1: Свойства оксидов
Видеоурок 2: Химические свойства основных оксидов
Лекция: Характерные химические свойства оксидов: основных, амфотерных, кислотных
Оксиды — бинарные соединения (сложные вещества), состоящие из кислорода со степенью окисления -2 и другого элемента.
По своим химическим способностям образовывать соли все оксиды подразделены на две группы:
- солеобразующие,
- несолеобразующие.
Солеообразующие в свою очередь подразделены на три группы: основные, ксилотные, амфотерные. К несолеобразующим относятся оксид углерода(II) СО, оксид азота(I) N2O, оксид азота(II) NO, оксид кремния(II) SiO.
Основные оксиды — это оксиды, проявляющие основные свойства, образованные щелочными и щелочноземельными металлами в степенях окисления +1,+2, а также переходными металлами в низших степенях окисления.
Данной группе оксидов соответствуют основания: К2О – КОН; ВаО – Ва(ОН)2; La2O3 – La(OH) 3.
Кислотные оксиды — это оксиды, проявляющие кислотные свойства, образованные типичными неметаллами, а также некоторыми переходными металлами в степенях окисления от +4 до +7.
Данной группе оксидов соответствуют кислоты: SO3 –H2SO4; CO2 – H2CO3; SO2 – H2SO3 и т.д.
Амфотерные оксиды — это оксиды, проявляющие основные и кислотные свойства, образованные переходными металлами в степенях окисления +3,+4. Искл.: ZnO, BeO, SnO, PbO.
Данной группе оксидов соответствуют амфотерные основания: ZnO – Zn(OH)2; Al2O3 – Al(OH)3.
Рассмотрим химические свойства оксидов:
Реагент | Основные оксиды | Амфотерные оксиды | Кислотные оксиды |
| Вода | Реагируют. Пример: CaO + H | Не реагируют | Реагируют. Пример: SO3 + H2O → H2SO4 |
| Кислота | Реагируют. Пример: Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O | Реагируют. Пример: ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O | Не реагируют |
| Основание | Не реагируют | Реагируют. Пример: ZnO + 2NaOH + H2O → Na2[Zn(OH)4] | Реагируют. Пример: 2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O |
| Основный оксид | Не реагируют | Реагируют. Пример: ZnO + CaO → CaZnO2 | Реагируют. Пример: SiO2 + CaO → CaSiO3 |
| Кислотный оксид | Реагируют. Пример: CaO + CO2 → CaCO3 | Реагируют. Пример: ZnO + SiO2 → ZnSiO3 | Не реагируют |
| Амфотерный оксид | Реагируют. Пример: Li2O + Al2O3 → 2LiAlO | Реагируют | Реагируют. Пример: Al2O3 + 3SO3 → Al2(SO4)3 |
Из приведенной таблицы можно резюмировать следующее:
Основные оксиды наиболее активных металлов взаимодействуют с водой, образуя сильные основания – щелочи. Основные оксиды менее активных металлов, при обычных условиях с водой не реагируют. С кислотами реагируют всегда и все оксиды данной группы, образуя соли и воду. А с основаниями не реагируют.
Кислотные оксиды в большинстве своем реагируют с водой. Но не все реагируют в обычных условиях. С основаниями реагирует все оксиды данной группы, образуя соли и воду. С кислотами не реагируют.
Основные и кислотные оксиды способны реагировать между собой, с последующим образованием соли.
Амфотерные оксиды обладают основными и кислотными свойствами. Поэтому они реагируют и с кислотами, и с основаниями, образуя соли и воду. Амфотерные оксиды реагируют с кислотными и основными оксидами. Так же взаимодействуют и между собой. Чаще всего, данные химические реакции протекают при нагревании с образованием солей.
cknow.ru
Амфотерные оксиды. Химические свойства, способ получения
Амфотерные оксиды (имеющие двойственные свойства) – это в большинстве случаев оксиды металлов, которые обладают небольшой электроотрицательностью. В зависимости от внешних условий проявляют либо кислотные, либо оксидные свойства. Образуются эти оксиды переходными металлами, которые обычно проявляют следующие степени окисления: ll, lll, lV.
Примеры амфотерных оксидов: цинка оксид (ZnO), хрома оксид lll (Cr2O3), алюминия оксид (Al2O3), олова оксид ll (SnO), олова оксид lV (SnO2), свинца оксид ll (PbO), свинца оксид lV (PbO2), титана оксид lV (TiO2), марганца оксид lV (MnO2), железа оксид lll (Fe2O3), бериллия оксид (BeO).
Реакции, характерные для амфотерных оксидов:
1. Эти оксиды могут реагировать с сильными кислотами. При этом образуются соли этих же кислот. Реакции такого типа являются проявлением свойств основного типа. Например: ZnO (оксид цинка) + h3SO4 (соляная кислота) → ZnSO4 (сульфат цинка) + h3O (вода).
2. При взаимодействии с сильными щелочами амфотерные оксиды и гидроксиды проявляют кислотные свойства. При этом двойственность свойств (то есть амфотерность) проявляется в образовании двух солей.
В расплаве при реакции с щелочью образуется соль средняя обычная, например:
ZnO (оксид цинка) + 2NaOH (гидроксид натрия) → Na2ZnO2 (обычная средняя соль) + h3O (вода).
2Al(OH)3 (алюминия гидроксид) + 3SO3 (оксид серы) = Al2(SO4)3 (алюминия сульфат) + 3h3O (вода).
В растворе амфотерные оксиды при реакции с щелочью образуют комплексную соль, например: Al2O3 (алюминия оксид) + 2NaOH (гидроксид натрия)+ 3h3O (вода) + 2Na(Al(OH)4) (комплексная соль тетрагидроксоалюминат натрия).
3. Каждый металл любого амфотерного оксида имеет свое координационное число. Например: для цинка (Zn) — 4, для алюминия (Al) — 4 или 6, для хрома (Cr) — 4 (редко) или 6.
4. Амфотерный оксид не реагирует с водой и не растворяется в ней.
Какие реакции доказывают амфотерность металла?
Условно говоря, амфотерный элемент может проявлять свойства как металлов, так и неметаллов. Подобная характерная особенность присутствует у элементов А-групп: Be (бериллий), Ga (галлий), Ge (германий), Sn (олово), Pb, Sb (сурьма), Bi (висмут) и некоторые другие, а также многие элементы Б-групп — это Cr (хром), Mn (марганец), Fe (железо), Zn (цинк), Cd (кадмий) и другие.
Докажем следующими химическими реакциями амфотерность химического элемента цинка (Zn):
1. Zn(OH)2 (цинка гидроксид) + N2O5 (пентаоксид диазота) = Zn(NO3)2 (нитрат цинка) + h3O (вода).
ZnO (оксид цинка) + 2HNO3 (азотная кислота) = Zn(NO3)2 (нитрат цинка) + h3O (вода).
б) Zn(OH)2 (цинка гидроксид) + Na2O (натрия оксид) = Na2ZnO2 (диоксоцинкат натрия)+ h3O (вода).
ZnO (оксид цинка) + 2NaOH (гидроксид натрия) = Na2ZnO2 (диоксоцинкат натрия) + h3O (вода).
В том случае, если элемент с двойственными свойствами в соединении имеет следующие степени окисления, его двойственные (амфотерные) свойства наиболее заметно проявляются в промежуточной стадии окисления.
Как пример можно привести хром (Cr). Этот элемент имеет следующие степени окисления: 3+, 2+, 6+. В случае +3 основные и кислотные свойства выражаются приблизительно в одинаковой степени, в то время как у Cr +2 преобладают основные свойства, а у Cr +6 — кислотные. Вот реакции, доказывающие данное утверждение:
Cr+2 → CrO (оксид хрома +2), Cr(OH)2 → CrSO4;
Cr+3 → Cr2O3 (оксид хрома +3), Cr(OH)3 (хрома гидроксид) → KCrO2 или же хрома сульфат Cr2(SO4)3;
Cr+6 → CrO3 (оксид хрома +6), h3CrO4 → K2CrO4.
В большинстве случаев амфотерные оксиды химических элементов со степенью окисления +3 существуют в мета-форме. Как пример, можно привести: метагидроксид алюминия (хим. формула AlO(OH) и метагидроксид железа (хим. формула FeO(OH)).
Как получают амфотерные оксиды?
1. Наиболее удобный метод их получения заключается в осаждении из водного раствора с использованием гидрата аммиака, то есть слабого основания. Например:
Al(NO3)3 (нитрат алюминия) + 3(h3OxNh4) (водный раствор аммиака гидрата) = Al(OH)3 (амфотерный оксид) + 3Nh5NO3 (реакция выполняется при двадцати градусах тепла).
Al(NO3)3 (нитрат алюминия) + 3(h3OxNh4) (водный раствор гидрата аммиака) = AlO(OH) (амфотерный оксид) + 3Nh5NO3 + h3O (реакция осуществляется при 80 °C)
При этом в обменной реакции этого типа в случае избытка щелочей гидроксид алюминия не будет осаждаться. Это происходит по причине того, что алюминий переходит в анион из-за своих двойственных свойств: Al(OH)3 (алюминия гидроксид) + OH− (избыток щелочей) = [Al(OH)4]− (анион гидроксида алюминия).
Примеры реакций данного типа:
Al(NO3)3 (нитрат алюминия) + 4NaOH(избыток гидроксида натрия) = 3NaNO3 + Na(Al(OH)4).
ZnSO4 (сульфат цинка) + 4NaOH(избыток гидроксида натрия) = Na2SO4 + Na2(Zn(OH)4).
Соли, которые при этом образуются, относятся к комплексным соединениям. Они включают в себя следующие анионы комплексные: (Al(OH)4)− и еще (Zn(OH)4)2−. Вот так называются эти соли: Na(Al(OH)4) — натрия тетрагидроксоалюминат, Na2(Zn(OH)4) — натрия тетрагидроксоцинкат. Продукты взаимодействия алюминиевых или цинковых оксидов с щелочью твердой называются по-другому: NaAlO2 — натрия диоксоалюминат и Na2ZnO2 — натрия диоксоцинкат.
fb.ru