Хімія. Повторне видання. 8 клас. Попель

§ 30. Амфотерні оксиди та гідроксиди

Матеріал параграфа допоможе вам:

  • з’ясувати, які сполуки називають амфотерними;
  • зрозуміти хімічний характер амфотерних оксидів і гідроксидів;
  • складати формули продуктів реакцій амфотерних сполук із оксидами, кислотами, основами.

Амфотерні сполуки. Існують оксиди, які виявляють властивості, притаманні як основним, так і кислотним оксидам. До них належать, наприклад, згадані в § 11 сполуки BeO і Al2O3. Ці оксиди, а також відповідні гідроксиди Be(OH)2 і Al(OH)3 взаємодіють не лише з кислотами, а й із лугами.

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 і 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; під час нагрівання вони не плавляться, а зазнають розкладу.

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

У реакціях із кислотними оксидами та кислотами амфотерні оксиди і гідроксиди виявляють основні властивості:

Продукти таких реакцій (солі) містять катіони металічного елемента (Zn2+).

Під час взаємодії з основними оксидами і лугами амфотерні сполуки виявляють кислотні властивості:

У цьому випадку утворюються солі, в яких атоми металічного елемента містяться в аніонах (ZnO2-2).

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

Амфотерні оксиди і гідроксиди реагують також із водними розчинами лугів за звичайних умов:

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

Квадратними дужками в хімічних формулах виокремлено аніон солі Zn(OH)2-4.

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

Na2ZnO2 ⇒ Na2[Zn(OH)4].

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 Al(OH)3 як кислоти (H3AlO3):

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 Al2O3 і води H2O. В отриманій формулі H2Al2O4 зменшуємо індекси вдвічі (HAlO2) і замінюємо символ Гідрогену на символ Калію: KAlO2. Відповідне хімічне рівняння:

Цікаво знати

Сполука HAlO2, формулу якої часто записують як AlO(OH), трапляється в природі й утворює кілька мінералів.

Зіставивши коефіцієнти перед формулами реагентів у рівняннях (1) і (2), бачимо, що ортоалюмінат утворюється внаслідок додавання до алюміній оксиду втричі 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 59 показано результат досліду, який засвідчує амфотерність хром(ІІІ) гідроксиду Cr(OH)3.

Мал. 59. 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.

Під час нагрівання амфотерні гідроксиди, як і нерозчинні основи, розкладаються на відповідні оксиди і воду:

• Напишіть рівняння реакції термічного розкладу алюміній гідроксиду.

Матеріал, викладений у параграфі, узагальнює схема 10.

Схема 10

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.

Амфотерні сполуки взаємодіють із кислотами і лугами, з кислотними та основними оксидами. Амфотерні гідроксиди під час нагрівання розкладаються.

229. Які сполуки називають амфотерними? Назвіть два-три елементи, що утворюють такі сполуки.

230. Укажіть формули продуктів перетворень за участю сполук Цинку й Алюмінію та перетворіть схеми реакцій на хімічні рівняння:

231. Допишіть схеми реакцій і складіть хімічні рівняння:

232. Напишіть рівняння реакцій берилій оксиду з барій гідроксидом під час нагрівання та розчином цієї основи.

233. Як би ви розпізнали білі порошки гідроксидів Магнію та Цинку, використавши відмінності в хімічних властивостях цих сполук?

234. Амфотерний гідроксид має молярну масу 103 г/моль. Назвіть цю сполуку.

235. Визначте масу ферум(ІІІ) оксиду, яка містить стільки йонів, скільки молекул перебуває в 11 г карбон(IV) оксиду.

236. Під час термічного розкладу 39 г алюміній гідроксиду утворилося 20 г алюміній оксиду. Чи повністю розклалася сполука?

237. Обчисліть масу плюмбум(ІІ) оксиду, яка прореагує із 200 г розчину натрій гідроксиду з масовою часткою лугу 10 %.

ГДЗ до підручника можна знайти тут.