Хімія. Повторне видання. 8 клас. Ярошенко

§ 37. Амфотерні оксиди й гідроксиди та їхні хімічні властивості

Опрацювавши матеріал параграфа, ви зможете:

• характеризувати поняття амфотерності й амфотерний оксид та гідроксид;
• порівнювати за хімічними властивостями основні, кислотні й амфотерні оксиди;
• порівнювати за хімічними властивостями основи, кислоти й амфотерні гідроксиди;
• характеризувати хімічні властивості амфотерних оксидів та амфотерних гідроксидів.

ПОНЯТТЯ ПРО АМФОТЕРНІ ОКСИДИ. Ви вже знаєте, що основні оксиди взаємодіють з кислотними оксидами чи кислотами та не взаємодіють з лугами. Кислотні оксиди, навпаки, реагують з основними оксидами чи лугами та не вступають у взаємодію з кислотами. Але серед оксидів трапляються і такі, які за їхніми властивостями не належать ні до основних, ні до кислотних. А все тому, що ці оксиди реагують і з кислотами, і з основами (лугами). В обох випадках продуктами реакцій є солі.

Оксиди, наділені такими властивостями, дістали назву амфотерних оксидів. Амфотерний у перекладі з грецької означає «і той, і інший»; «обидва». До них належать: берилій оксид ВеО, цинк оксид ΖnΟ, алюміній оксид Аl₂О₃, плюмбум(II) оксид РbО, хром(ІІІ) оксид Сr₂О₃ та деякі інші. Це тверді й нерозчинні у воді речовини, що мають кристалічну будову. Їм відповідають амфотерні гідроксиди.

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ АМФОТЕРНИХ ОКСИДІВ.

1. З кислотами в розчині утворюють сіль і воду.

2. Із твердими лугами за сплавляння утворюють солі.

Зверніть увагу! На відміну від першої взаємодії (1), у випадку сплавляння з твердим лугом Алюміній входить до складу кислотного залишку утвореної солі.

3. З розчинами лугів утворюють комплексні сполуки, що розчиняються у воді.

У складі солі калій тетрагідроксоалюмінату замість звичного кислотного залишку є залишок, що містить один атом Алюмінію та чотири (тетра) гідроксильні групи. Залишок такого виду записують у квадратних дужках.

ПОНЯТТЯ ПРО АМФОТЕРНІ ГІДРОКСИДИ. Вивчаючи основи, ви дізналися, що луги й більшість нерозчинних основ взаємодіють з кислотами, але не взаємодіють із представниками свого класу. Кислоти взаємодіють з основами й не взаємодіють з іншими кислотами. Це загальне правило. Проте воно має виняток, зрозуміти який нам допоможуть досліди із цинк гідроксидом.

ДОБУВАННЯ ЦИНК ГІДРОКСИДУ ТА ДОВЕДЕННЯ ЙОГО АМФОТЕРНОСТІ. За здатністю розчинятися у воді цинк гідроксид належить до нерозчинних речовин. Пригадайте, що єдиним способом добування нерозчинних основ є взаємодія солі відповідного металічного елемента з лугом у розчині. Спробуємо в такий спосіб добути цинк гідроксид.

Дослід 1. У колбу з розчином цинк сульфату доливаємо невеликими порціями розчин натрій гідроксиду, доки в пробірці не утвориться білий осад (мал. 58, а). Щойно осад з’явився, припинимо доливання лугу.

Складемо рівняння проведеної хімічної реакції.

Утворений осад розділимо на дві колби та проведемо наступні два досліди (мал. 58, б і в).

Мал. 58. Послідовність проведення досліду з виявлення амфотерності цинк гідроксиду: а — добування цинк гідроксиду; б, в — розчинення осаду Zn(OH)₂

Дослід 2. У першу колбу із цинк гідроксидом (мал 58, б) доливаемо розчин нітратної кислоти. Осад відразу зникає, що є ознакою хімічного явища.

Звернемося до таблиці розчинності (див. Додаток 2, с. 237) й побачимо, що утворена сіль цинк нітрат — розчинна у воді сполука. І це підтверджує дослід.

Відбулася реакція нейтралізації, в якій цинк гідроксид виявляє властивості основи.

Дослід 3. У другу колбу із цинк гідроксидом (мал. 58, в) доливаємо розчин натрій гідроксиду. Спостереження показує, що, як і в досліді з нітратною кислотою, осад зник. Отже, цинк гідроксид прореагував з надлишком лугу. Ви тепер розумієте, чому в досліді 1 ми припинили доливати розчин лугу, тільки-но з’явився осад цинк гідроксиду. Якби ми цього не зробили, то за надлишкового додавання лугу встигли б лише візуально зафіксувати появу та зникнення осаду.

Запишемо рівняння проведеної реакції.

У цій реакції цинк гідроксид відіграв роль кислоти, бо металічний елемент Цинк після реакції увійшов до складу кислотного залишку солі, а не зайняв місце металічного елемента.

Гідроксиди, які утворюють сіль під час взаємодії як із кислотою, так і з лугом, називають амфотерними гідроксидами.

Попрацюйте групами

Складіть формули інших амфотерних гідроксидів, що відповідають поданим у параграфі амфотерним оксидам. Для плюмбум(ІІ) оксиду та плюмбум(ІІ) гідроксиду складіть рівняння реакцій, що характеризують їхні хімічні властивості.

Амфотерні гідроксиди, як і амфотерні оксиди, реагують з лугами не лише в розчині, а й у розплаві.

В утвореній солі Цинк увійшов до складу двовалентного кислотного залишку ΖnΟ₂. Тобто за сплавляння з лугом цинк гідроксид виявив властивості кислоти.

Дослід 4. Помістимо в суху пробірку цинк гідроксид. Проведемо нагрівання пробірки із цинк гідроксидом до появи крапель води на стінках пробірки.

Отже, амфотерні гідроксиди, як і нерозчинні основи, розкладаються під час нагрівання на амфотерний оксид і воду.

Проведені досліди свідчать про те, що класифікація складних неорганічних речовин на оксиди, кислоти, основи та солі повинна включати амфотерні оксиди й амфотерні гідроксиди.

Стисло про основне

• За характерними хімічними властивостями виокремлено групу оксидів — амфотерні оксиди, й групу гідроксидів — амфотерні гідроксиди.

• Представниками неорганічних амфотерних сполук є оксиди й гідроксиди Цинку, Берилію, Алюмінію, Плюмбуму(ІІ), Стануму(ІІ), Хрому(ІІІ) та деякі інші.

• Амфотерні сполуки, залежно від умов, взаємодіють як із кислотами, так і з лугами, утворюючи солі. Тобто вони виявляють й основні, й кислотні властивості.

• Усі амфотерні гідроксиди нерозчинні у воді.

• У хімічній реакції амфотерної сполуки з кислотою, металічний елемент амфотерного оксиду чи гідроксиду входить до складу першої частини солі (ZnSO₄, ZnCl₂ тощо).

• У хімічних реакціях амфотерної сполуки з лугом, металічний елемент амфотерного оксиду чи гідроксиду входить до другої частини солі — кислотного залишку (Na₂[Zn(OH)₄], К[Аl(ОН)₄], NaAlO₂, KZnO₂).

Сторінка ерудита

Здатність алюміній гідроксиду реагувати з кислотами використовують у терапії. Він входить до складу лікарських препаратів, які застосовують для зниження кислотності шлункового соку (пригадайте, що вона зумовлена наявністю в ньому хлоридної кислоти) та зменшення печії.

Також алюміній гідроксид використовують під час очищення води, оскільки з водою він не реагує і не розчиняється в ній, проте виявляє важливу для цього процесу здатність адсорбувати наявні у воді деякі речовини-забруднювачі.

Знаємо, розуміємо

1. Дайте визначення амфотерних оксидів й амфотерних гідроксидів.

2. Наведіть приклади амфотерних оксидів й амфотерних гідроксидів. У чому виявляються амфотерні властивості цих сполук?

3. Порівняйте склад солей, утворених амфотерними сполуками під час взаємодії з кислотою та лугом, зазначте відмінності.

Застосовуємо

136. У переліку формул оксидів: CaO, PbO, CO — укажіть формулу амфотерного оксиду. Обчисліть масову частку Оксигену в ньому.

137. Берилій гідроксид належить до амфотерних гідроксидів. За аналогією із цинк гідроксидом складіть рівняння реакцій, що підтверджують його амфотерні властивості.

138. Проаналізуйте твердження 1 і 2 й оберіть правильний варіант відповіді.

Твердження 1. Цинк оксид взаємодіє з хлоридною кислотою і не взаємодіє з калій гідроксидом.

Твердження 2. Прикладами амфотерних гідроксидів є магній гідроксид і барій гідроксид.

А правильне лише 1

Б правильне лише 2

В правильні обидва

Г немає правильних

139. Укажіть рядок з формулами лише амфотерних сполук.

А ВаО, Аl₂О₃

Б MnO, Zn(OH)₂

B SO₃, Pb(OH)₂

Γ ΖnΟ, Αl(ΟΗ)₃

Аргументуйте свій вибір.

140. Укажіть речовини, з якими реагує алюміній гідроксид.

А кисень

Б вода

В калій гідроксид

Г сульфатна кислота

141. Укажіть речовину, на яку потрібно подіяти розчином лугу, щоб добути алюміній гідроксид.

А алюміній оксид

Б алюміній ортофосфат

В алюміній нітрат

142. Визначте масу цинк гідроксиду, який можна добути із цинк хлориду масою 27,2 г. Обчисліть масу розчину натрій гідроксиду з масовою часткою 32 % розчиненої речовини, що знадобиться для повного розчинення добутого амфотерного цинк гідроксиду.