Амфотерні гідроксиди й оксиди

Амфотерні гідроксиди й оксиди

Здатність сполуки виявляти основні та кислотні властивості називають амфотерністю¹, а саму сполуку — амфотерною.

¹ Термін походить від грецького слова amphoteros — і той, і інший.

Наводимо формули найважливіших амфотерних сполук:

За будовою та фізичними властивостями амфотерні оксиди подібні до основних оксидів. Вони складаються з йонів, мають високі температури плавлення. Жодний амфотерний оксид не розчиняється у воді.

Амфотерні гідроксиди також є нерозчинними; при нагріванні вони не плавляться, а зазнають розкладу.

Хімічні властивості амфотерних оксидів і гідроксидів. Амфотерні сполуки взаємодіють із кислотними та основними оксидами, кислотами, лугами.

Цинк оксид ZnO і цинк гідроксид Ζn(ΟΗ)₂ реагують з кислотними оксидами, кислотами:

ZnO + SO₃ = ZnSO₄;

Zn(OH)₂ + 2НСl = ZnCl₂ + 2H₂O.

Продукти таких реакцій (солі) містять катіони Цинку Zn²⁺.

• Які властивості — основні чи кислотні — виявляють оксид і гідроксид Цинку в цих випадках?

Сполуки ZnO і Zn(OH)₂ взаємодіють також з основними оксидами та лугами. Унаслідок реакцій утворюються солі, в яких атоми Цинку містяться в аніонах ZnO^2-₂:

Останнє рівняння відповідає реакції за участю лугу, а не його розчину. Для того щоб формула солі, яка утворюється, була вам зрозумілою, змінимо порядок запису елементів у формулі цинк гідроксиду на загальноприйнятий для кислот:

Оксид і гідроксид Цинку реагують також із водним розчином лугу за звичайних умов:

¹ Префікс «тетра» (в перекладі з грецької — чотири) вказує на кількість гідроксильних груп в аніоні солі.

Квадратними дужками у формулах виокремлено аніон солі.

Формулу продукту двох останніх реакцій можна отримати, замінивши у формулі Na₂ZnO₂ два двовалентні атоми Оксигену на чотири одновалентні гідроксильні групи:

Якщо з основним оксидом або лугом реагує амфотерна сполука тривалентного елемента, то можливі два варіанти взаємодії речовин.

Розглянемо реакції між алюміній оксидом і калій гідроксидом. Продуктом однієї реакції між цими сполуками є сіль, яка походить від алюміній гідроксиду Аl(OН)₃ як кислоти (Н₃АlO₃):

Цікаво знати

Сполука НАlO₂, формулу якої часто записують як АlО(ОН), трапляється в природі й утворює кілька мінералів.

Продукт іншої реакції — сіль простішого складу. Виведемо її формулу, з’ясувавши спочатку формулу відповідної «кислоти» (насправді — амфотерної сполуки). Для цього складаємо разом усі атоми, наявні у формулах алюміній оксиду Аl₂О₃ і води Н₂О. В отриманій формулі H₂Al₂O₄ зменшуємо індекси удвічі (НАlO₂) і замінюємо символ Гідрогену на символ Калію: КАlO₂. Відповідне хімічне рівняння:

Зіставивши коефіцієнти перед формулами реагентів у рівняннях (1) і (2), бачимо, що ортоалюмінат утворюється при додаванні до алюміній оксиду утричі більшої кількості лугу.

Такі самі солі є продуктами реакцій за участю алюміній гідроксиду:

Якщо алюміній гідроксид реагує з водним розчином лугу, то утворюються солі, в яких аніони містять гідроксильні групи (реакції відбуваються за звичайних умов):

¹ Префікс «гекса» (в перекладі з грецької — шість) указує на кількість гідроксильних груп в аніоні солі.

На малюнку 62 показано результат досліду, який засвідчує амфотерність хром(ІІІ) гідроксиду Сr(ОН)₃.

Мал. 62. Результат взаємодії хром(ІІІ) гідроксиду: а — із кислотою; б — із розчином лугу

• Складіть рівняння реакцій хром(ІІІ) гідроксиду з хлоридною кислотою і розчином натрій гідроксиду.

При нагріванні амфотерні гідроксиди, як і нерозчинні основи, розкладаються на відповідні оксиди і воду:

• Напишіть рівняння реакції термічного розкладу алюміній гідроксиду.

Викладений матеріал узагальнює схема 9.

Схема 9

Хімічні властивості амфотерних сполук

ВИСНОВКИ

Деякі оксиди та гідроксиди металічних елементів виявляють як основні, так і кислотні властивості. Їх називають амфотерними сполуками.

За фізичними властивостями амфотерні оксиди подібні до основних оксидів, а амфотерні гідроксиди — до нерозчинних основ.