Ще посветим този урок на изучаването на амфотерни оксиди и хидроксиди. Тук ще говорим за вещества, които имат амфотерни (двойни) свойства и характеристиките на химичните реакции, които протичат с тях. Но първо, нека повторим с какво реагират киселинните и основните оксиди. След това ще разгледаме примери за амфотерни оксиди и хидроксиди.

Тема: Въведение

Урок: Амфотерни оксиди и хидроксиди

Ориз. 1. Вещества, проявяващи амфотерни свойства

Основните оксиди реагират с киселинни оксиди, а киселинните оксиди реагират с основи. Но има вещества, чиито оксиди и хидроксиди, в зависимост от условията, ще реагират както с киселини, така и с основи. Такива свойства се наричат амфотерни.

Веществата с амфотерни свойства са показани на фиг. 1. Това са съединения, образувани от берилий, цинк, хром, арсен, алуминий, германий, олово, манган, желязо, калай.

Примери за техните амфотерни оксиди са дадени в таблица 1.

Нека разгледаме амфотерните свойства на цинковите и алуминиевите оксиди. Използвайки примера за тяхното взаимодействие с основни и киселинни оксиди, с киселина и основа.

ZnO + Na 2 O → Na 2 ZnO 2 (натриев цинкат). Цинковият оксид се държи като киселина.

ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O

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

ZnO + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 O

Алуминиевият оксид се държи подобно на цинковия оксид:

Взаимодействие с основни оксиди и основи:

Al 2 O 3 + Na 2 O → 2NaAlO 2 (натриев метаалуминат). Алуминиевият оксид се държи като киселина.

Al 2 O 3 + 2NaOH → 2NaAlO 2 + H 2 O

Взаимодействие с киселинни оксиди и киселини. Проявява свойствата на основен оксид.

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

Al 2 O 3 + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 O

Разглежданите реакции възникват при нагряване, по време на синтез. Ако вземем разтвори на вещества, реакциите ще протичат малко по-различно.

ZnO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 (натриев тетрахидроксоалуминат) Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na (натриев тетрахидроксоалуминат)

В резултат на тези реакции се получават соли, които са комплексни.

Ориз. 2. Минерали от алуминиев оксид

Алуминиев оксид.

Алуминиевият оксид е изключително разпространено вещество на Земята. Той формира основата на глина, боксит, корунд и други минерали. Фиг.2.

В резултат на взаимодействието на тези вещества със сярна киселина се получава цинков сулфат или алуминиев сулфат.

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

Реакциите на цинкови и алуминиеви хидроксиди с натриев оксид възникват по време на синтез, тъй като тези хидроксиди са твърди и не са част от разтвори.

Zn(OH) 2 + Na 2 O → Na 2 ZnO 2 + H 2 O сол се нарича натриев цинкат.

2Al(OH) 3 + Na 2 O → 2NaAlO 2 + 3H 2 O сол се нарича натриев метаалуминат.

Ориз. 3. Алуминиев хидроксид

Реакциите на амфотерни основи с алкали се характеризират с техните киселинни свойства. Тези реакции могат да се извършват както чрез сливане на твърди вещества, така и в разтвори. Но това ще доведе до различни вещества, т.е. Продуктите на реакцията зависят от условията на реакцията: в стопилка или в разтвор.

Zn(OH) 2 + 2NaOH твърдо вещество. Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O

Al(OH) 3 + NaOH твърдо вещество. NaAlO 2 + 2H 2 O

Zn(OH) 2 + 2NaOH разтвор → Na 2 Al(OH) 3 + NaOH разтвор → Na натриев тетрахидроксоалуминат Al(OH) 3 + 3NaOH разтвор → Na 3 натриев хексахидроксоалуминат.

Дали ще се окаже натриев тетрахидроксоалуминат или натриев хексахидроксоалуминат зависи от това колко алкали сме взели. При последната реакция се отделя много алкали и се образува натриев хексахидроксоалуминат.

Елементите, които образуват амфотерни съединения, могат сами да проявяват амфотерни свойства.

Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2 (натриев тетрахидроксоцинкат)

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2 ((натриев тетрахидроксоалуминат)

Zn + H 2 SO 4 (разреден) → ZnSO 4 + H 2

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

Спомнете си, че амфотерните хидроксиди са неразтворими основи. И при нагряване те се разлагат, образувайки оксид и вода.

Разлагане на амфотерни основи при нагряване.

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

Zn(OH) 2 ZnO + H 2 O

Обобщаване на урока.

Научихте свойствата на амфотерните оксиди и хидроксиди. Тези вещества имат амфотерни (двойни) свойства. Химичните реакции, които протичат с тях, имат свои собствени характеристики. Разгледахте примери за амфотерни оксиди и хидроксиди .

1. Рудзитис Г.Е. Неорганична и органична химия. 8 клас: учебник за общообразователни институции: основно ниво / Г. Е. Рудзитис, Ф.Г. Фелдман.М.: Просвещение. 2011, 176 с.: ил.

2. Попел П. П. Химия: 8 клас: учебник за общообразователни институции / П. П. Попел, Л. С. Кривля. -К.: ИК “Академия”, 2008.-240 с.: ил.

3. Габриелян О.С. Химия. 9 клас. Учебник. Издател: Bustard: 2001. 224s.

1. № 6,10 (стр. 130) Рудзитис Г.Е. Неорганична и органична химия. 9. клас: учебник за общообразователни институции: основно ниво / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фелдман.М.: Просвещение. 2008, 170 с.: ил.

2. Напишете формулата за натриев хексахидроксоалуминат. Как се получава това вещество?

3. Разтворът на натриев хидроксид се добавя постепенно към разтвора на алуминиев сулфат, докато се получи излишък. Какво забелязахте? Напишете уравненията на реакцията.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Амфотерни съединения– съединения, които в зависимост от условията на реакцията могат да проявяват както свойствата на киселини, така и на основи, т.е. може както да дарява, така и да приема протон (H+).

Амфотерните неорганични съединения включват оксиди и хидроксиди на следните метали - Al, Zn, Be, Cr (в степен на окисление +3) и Ti (в степен на окисление +4). Амфотерните органични съединения са аминокиселини – NH 2 –CH(R)-COOH.

Получаване на амфотерни съединения

Амфотерните оксиди се получават от реакцията на изгаряне на съответния метал в кислород, например:

2Al + 3/2O2 = Al2O3

Амфотерните хидроксиди се получават чрез обменна реакция между алкална основа и сол, съдържаща "амфотерен" метал:

ZnSO 4 + NaOH = Zn(OH) 2 + Na 2 SO 4

Ако алкалът присъства в излишък, тогава има възможност за получаване на сложно съединение:

ZnSO 4 + 4NaOH излишък = Na 2 + Na 2 SO 4

Органични амфотерни съединения - аминокиселини се получават чрез заместване на халоген с аминогрупа в халоген-заместени карбоксилни киселини. Най-общо уравнението на реакцията ще изглежда така:

R-CH(Cl)-COOH + NH 3 = R-CH(NH 3 + Cl -) = NH 2 –CH(R)-COOH

Химични амфотерни съединения

Основното химично свойство на амфотерните съединения е способността им да реагират с киселини и основи:

Al 2 O 3 + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 O

Zn(OH) 2 + 2HNO 3 = Zn(NO 3) 2 + 2H 2 O

Zn(OH) 2 + NaOH = Na 2

NH 2 –CH 2 -COOH + HCl = Cl

Специфични свойства на амфотерните органични съединения

Когато аминокиселините се разтварят във вода, аминогрупата и карбоксилната група реагират една с друга, за да образуват съединения, наречени вътрешни соли:

NH 2 –CH 2 -COOH ↔ + H 3 N–CH 2 -COO —

Вътрешната молекула на солта се нарича биполярен йон.

Две молекули на аминокиселини могат да взаимодействат една с друга. В този случай водната молекула се отделя и се образува продукт, в който фрагменти от молекулата са свързани помежду си чрез пептидна връзка (-CO-NH-). Например:

Освен това аминокиселините имат всички химични свойства на карбоксилните киселини (по карбоксилната група) и амините (по аминогрупата).

Примери за решаване на проблеми

ПРИМЕР 1

Упражнение	Извършете серия от трансформации: а) Al → Al(OH) 3 → AlCl 3 → Na; b) Al → Al 2 O 3 → Na → Al(OH) 3 → Al 2 O 3 → Al
Решение	а) 2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 Al(OH) 3 + 3HCl = AlCl 3 + 3H 2 O AlCl3 + 4NaOH ех = Na + 3NaCl б) 2Al + 3/2O 2 = Al 2 O 3 Al 2 O 3 + NaOH + 3H 2 O = 2Na 2Na + H 2 SO 4 = 2Al(OH) 3 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O 2Al(OH) 3 = Al 2 O 3 + 3H 2 O 2Al 2 O 3 = 4Al +3O 2

ПРИМЕР 2

Упражнение	Изчислете масата на солта, която може да се получи при взаимодействие на 150 g 5% разтвор на аминооцетна киселина с необходимото количество натриев хидроксид. Колко грама 12% алкален разтвор ще са необходими за това?
Решение	Нека напишем уравнението на реакцията: NH 2 –CH 2 -COOH + NaOH= NH 2 –CH 2 -COONa + H 2 O Нека изчислим масата на киселината, която реагира: m(NH 2 –CH 2 -COOH) = ώ k - вие ×m p - pa m(NH 2 –CH 2 -COOH) = 0,05 × 150 = 7,5 g

Следните оксиди на елементи са амфотерни основенподгрупи: BeO, A1 2 O 3, Ga 2 O 3, GeO 2, SnO, SnO 2, PbO, Sb 2 O 3, PoO 2. Амфотерните хидроксиди са следните хидроксиди на елементите основенподгрупи: Be(OH) 2, A1(OH) 3, Sc(OH) 3, Ga(OH) 3, In(OH) 3, Sn(OH) 2, SnO 2 nH 2 O, Pb(OH) 2, PbO 2 nH 2 O.

Основният характер на оксидите и хидроксидите на елементите от една и съща подгрупа се увеличава с увеличаване на атомния номер на елемента (при сравняване на оксиди и хидроксиди на елементи в едно и също състояние на окисление). Например N 2 O 3, P 2 O 3, As 2 O 3 са киселинни оксиди, Sb 2 O 3 е амфотерен оксид, Bi 2 O 3 е основен оксид.

Нека разгледаме амфотерните свойства на хидроксидите, използвайки примера на берилиеви и алуминиеви съединения.

Алуминиевият хидроксид проявява амфотерни свойства, реагира както с основи, така и с киселини и образува две серии соли:

1) в който елемент А1 е под формата на катион;

2A1(OH) 3 + 6HC1 = 2A1C1 3 + 6H 2 O A1(OH) 3 + 3H + = A1 3+ + 3H 2 O

В тази реакция A1(OH)3 действа като основа, образувайки сол, в която алуминият е A13+ катион;

2) в който елемент А1 е част от аниона (алуминати).

A1(OH) 3 + NaOH = NaA1O 2 + 2H 2 O.

В тази реакция A1(OH) 3 действа като киселина, образувайки сол, в която алуминият е част от AlO 2 – анион.

Формулите на разтворените алуминати са написани по опростен начин, което означава продуктът, образуван по време на дехидратацията на солта.

В химическата литература можете да намерите различни формули на съединения, образувани при разтваряне на алуминиев хидроксид в основа: NaA1O 2 (натриев метаалуминат), Na натриев тетрахидроксиалуминат. Тези формули не си противоречат, тъй като тяхната разлика е свързана с различни степени на хидратация на тези съединения: NaA1O 2 · 2H 2 O е различно обозначение за Na. Когато A1(OH) 3 се разтвори в излишък от алкали, се образува натриев тетрахидроксиалуминат:

A1(OH) 3 + NaOH = Na.

Когато реагентите се синтероват, се образува натриев метаалуминат:

A1(OH) 3 + NaOH ==== NaA1O 2 + 2H 2 O.

По този начин можем да кажем, че във водни разтвори има едновременно йони като [A1(OH) 4 ] - или [A1(OH) 4 (H 2 O) 2 ] - (за случая, когато уравнението на реакцията е съставено като предвид хидратната обвивка), а обозначението A1O 2 е опростено.

Поради способността да реагира с алкали, алуминиевият хидроксид по правило не се получава чрез действието на алкали върху разтвори на алуминиеви соли, а с помощта на разтвор на амоняк:

A1 2 (SO 4) 3 + 6 NH 3 H 2 O = 2A1 (OH) 3 + 3(NH4)2SO4.

Сред хидроксидите на елементите от втория период берилиевият хидроксид проявява амфотерни свойства (самият берилий проявява диагонално сходство с алуминия).

С киселини:

Be(OH) 2 + 2HC1 = BeC1 2 + 2H 2 O.

С мотиви:

Be(OH) 2 + 2NaOH = Na 2 (натриев тетрахидроксобериллат).

В опростена форма (ако си представим Be(OH) 2 като киселина H 2 BeO 2)

Be(OH) 2 + 2NaOH (концентриран горещ) = Na 2 BeO 2 + 2H 2 O.

бериллат Na

Хидроксиди на елементи от странични подгрупи, съответстващи на по-високи степени на окисление, най-често имат киселинни свойства: например Mn 2 O 7 - HMnO 4; CrO 3 – H 2 CrO 4. Нисшите оксиди и хидроксиди се характеризират с преобладаване на основни свойства: CrO – Cr(OH) 2; МnО – Mn(OH) 2; FeO – Fe(OH) 2. Междинните съединения, съответстващи на степени на окисление +3 и +4, често проявяват амфотерни свойства: Cr 2 O 3 – Cr(OH) 3; Fe 2 О 3 – Fe(OH) 3. Нека илюстрираме този модел с примера на хромни съединения (Таблица 9).

Таблица 9 - Зависимост на природата на оксидите и съответните им хидроксиди от степента на окисление на елемента

Взаимодействието с киселини води до образуването на сол, в която хромният елемент е под формата на катион:

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

Cr(III) сулфат

Взаимодействието с основите води до образуването на сол, в койтоелементът хром е част от аниона:

Cr(OH) 3 + 3NaOH = Na 3 + 3H 2 O.

Na хексахидроксохромат(III)

Цинковият оксид и хидроксидът ZnO, Zn(OH) 2 са типично амфотерни съединения, Zn(OH) 2 лесно се разтваря в разтвори на киселини и основи.

Взаимодействието с киселини води до образуването на сол, в която елементът цинк е под формата на катион:

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

Взаимодействието с основите води до образуването на сол, в която елементът цинк е част от аниона. При взаимодействие с алкали в разтвориобразуват се тетрахидроксицинати, по време на синтез– цинкати:

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

Или при сливане:

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

Цинковият хидроксид се получава подобно на алуминиевия хидроксид.

Амфотерните метали са представени от некомплексни елементи, които са вид аналог на група компоненти от метален тип. Сходството може да се види в редица физични и химични свойства. Освен това не е доказано, че самите вещества проявяват амфотерни свойства, докато различни съединения са напълно способни да ги проявяват.

Например, можем да разгледаме хидроксиди с оксиди. Те очевидно имат двойна химическа природа. Изразява се в това, че в зависимост от условията гореизброените съединения могат да имат свойствата както на основи, така и на киселини. Концепцията за амфотерност се появи доста отдавна, тя е позната на науката от 1814 г. Терминът "амфотерност" изразява способността на химичното вещество да се държи по определен начин при провеждане на кисела (основна) реакция. Получените свойства зависят от вида на наличните реагенти, вида на разтворителя и условията, при които се провежда реакцията.

Какво представляват амфотерните метали?

Списъкът на амфотерните метали включва много елементи. Някои от тях могат уверено да се нарекат амфотерни, някои - вероятно, други - условно. Ако разгледаме въпроса в голям мащаб, тогава за краткост можем просто да посочим серийните номера на горепосочените метали. Тези числа са: 4,13, от 22 до 32, от 40 до 51, от 72 до 84, от 104 до 109. Но има метали, които могат да се нарекат основни. Те включват хром, желязо, алуминий и цинк. Стронцият и берилият допълват основната група. Най-често срещаният от всички изброени в момента е алуминият. Неговите сплави са били използвани в продължение на много векове в голямо разнообразие от области и приложения. Металът има отлична антикорозионна устойчивост и е лесен за леене и различни видове механична обработка. В допълнение, популярността на алуминия се допълва от такива предимства като висока топлопроводимост и добра електрическа проводимост.

Алуминият е амфотерен метал, който има тенденция да проявява химическа активност. Устойчивостта на този метал се определя от силен оксиден филм и при нормални условия на околната среда, по време на химични реакции, алуминият действа като редуциращ елемент. Такова амфотерно вещество е способно да взаимодейства с кислорода в случай на фрагментиране на метала на малки частици. Такова взаимодействие изисква въздействието на високи температурни условия. Химическа реакция при контакт с кислородна маса е придружена от огромно освобождаване на топлинна енергия. При температури над 200 градуса взаимодействието на реакциите, когато се комбинира с вещество като сяра, образува алуминиев сулфид. Амфотерният алуминий не е в състояние да взаимодейства директно с водорода и когато този метал се смеси с други метални компоненти, възникват различни сплави, съдържащи интерметални съединения.

Желязото е амфотерен метал, който е една от страничните подгрупи на група 4 на периода в системата от елементи от химичен тип. Този елемент се откроява като най-честият компонент от групата на металните вещества в компонентите на земната кора. Желязото се класифицира като просто вещество, сред отличителните свойства на което са неговата ковкост и сребристо-бял цвят. Такъв метал има способността да провокира повишена химическа реакция и бързо преминава в етапа на корозия, когато е изложен на високи температури. Желязото, поставено в чист кислород, изгаря напълно и когато се доведе до фино диспергирано състояние, то може спонтанно да се запали на чист въздух. Когато е изложено на въздух, металното вещество бързо се окислява поради прекомерна влажност, тоест ръждясва. При изгаряне в кислородна маса се образува един вид мащаб, който се нарича железен оксид.

Основни свойства на амфотерните метали

Свойствата на амфотерните метали са основно понятие в амфотерността. Нека да разгледаме какви са те. В стандартно състояние всеки метал е твърдо тяло. Следователно те се считат за слаби електролити. Освен това нито един метал не може да се разтвори във вода. Основите се получават чрез специална реакция. По време на тази реакция металната сол се комбинира с малка доза алкали. Правилата изискват целият процес да се извършва внимателно, внимателно и доста бавно.

Когато амфотерните вещества се свързват с киселинни оксиди или самите киселини, първите дават реакция, характерна за основите. Ако такива основи се комбинират с основи, се проявяват свойствата на киселините. Силното нагряване на амфотерните хидроксиди води до тяхното разлагане. В резултат на разлагането се образува вода и съответният амфотерен оксид. Както може да се види от дадените примери, свойствата са доста обширни и изискват внимателен анализ, който може да се извърши по време на химични реакции.

Химичните свойства на амфотерните метали могат да бъдат сравнени с тези на обикновените метали, за да се направят паралели или да се видят разлики. Всички метали имат сравнително нисък йонизационен потенциал, поради което действат като редуциращи агенти в химични реакции. Също така си струва да се отбележи, че електроотрицателността на неметалите е по-висока от тази на металите.

Амфотерните метали проявяват както редуциращи, така и окислителни свойства. Но в същото време амфотерните метали имат съединения, характеризиращи се с отрицателна степен на окисление. Всички метали имат способността да образуват основни хидроксиди и оксиди. В зависимост от увеличаването на серийния номер в периодичното класиране се наблюдава намаляване на основността на метала. Трябва също да се отбележи, че металите в по-голямата си част могат да бъдат окислени само от определени киселини. По този начин металите реагират по различен начин с азотната киселина.

Амфотерните неметали, които са прости вещества, имат ясна разлика в тяхната структура и индивидуални характеристики по отношение на физични и химични прояви. Видът на някои от тези вещества е лесно да се определи визуално. Например медта е прост амфотерен метал, докато бромът е класифициран като неметал.

За да не се сбърка при определянето на разнообразието от прости вещества, е необходимо ясно да се знаят всички знаци, които отличават металите от неметалите. Основната разлика между металите и неметалите е способността на първите да даряват електрони, разположени във външния енергиен сектор. Неметалите, напротив, привличат електрони към външната зона за съхранение на енергия. Всички метали имат свойството да предават енергиен блясък, което ги прави добри проводници на топлинна и електрическа енергия, докато неметалите не могат да се използват като проводник на електричество и топлина.

Амфотерни съединения

Химията винаги е единство от противоположности.

Погледнете периодичната таблица.

Някои елементи (почти всички метали, показващи степени на окисление +1 и +2) се образуват основеноксиди и хидроксиди. Например, калият образува оксида К 2 О, а хидроксида КОН. Те проявяват основни свойства, като например взаимодействие с киселини.

K2O + HCl → KCl + H2O

Някои елементи (повечето неметали и метали със степен на окисление +5, +6, +7) образуват киселиненоксиди и хидроксиди. Киселинните хидроксиди са кислородсъдържащи киселини, те се наричат ​​хидроксиди, защото имат хидроксилна група в структурата си, например сярата образува киселинен оксид SO 3 и киселинен хидроксид H 2 SO 4 (сярна киселина):

Такива съединения проявяват киселинни свойства, например реагират с основи:

H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O

И има елементи, които образуват оксиди и хидроксиди, които показват както киселинни, така и основни свойства. Това явление се нарича амфотерни . Именно тези оксиди и хидроксиди ще фокусират вниманието ни в тази статия. Всички амфотерни оксиди и хидроксиди са твърди вещества, неразтворими във вода.

Първо, как можем да определим дали един оксид или хидроксид е амфотерен? Има правило, малко произволно, но все пак можете да го използвате:

Амфотерните хидроксиди и оксиди се образуват от метали в степен на окисление +3 и +4, Например (Ал 2 О 3 , Ал(ОХ) 3 , Fe 2 О 3 , Fe(ОХ) 3)

И четири изключения:металиZn , Бъда , Pb , сн образуват следните оксиди и хидроксиди:ZnO , Zn ( ОХ ) 2 , BeO , Бъда ( ОХ ) 2 , PbO , Pb ( ОХ ) 2 , SnO , сн ( ОХ ) 2 , при което те проявяват степен на окисление +2, но въпреки това тези съединения проявяват амфотерни свойства .

Най-често срещаните амфотерни оксиди (и съответните им хидроксиди): 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.

Свойствата на амфотерните съединения не са трудни за запомняне: те взаимодействат с киселини и алкали.

• При взаимодействие с киселини всичко е просто, в тези реакции амфотерните съединения се държат като основни:

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

Хидроксидите реагират по същия начин:

Fe(OH) 3 + 3HCl → FeCl 3 + 3H 2 O

Pb(OH) 2 + 2HCl → PbCl 2 + 2H 2 O

• Взаимодействието с алкали е малко по-сложно. В тези реакции амфотерните съединения се държат като киселини и реакционните продукти могат да бъдат различни в зависимост от условията.

Или реакцията протича в разтвор, или реагиращите вещества се приемат като твърди вещества и се стопяват.

Взаимодействие на основни съединения с амфотерни при синтез.

Нека да разгледаме примера с цинков хидроксид. Както бе споменато по-рано, амфотерните съединения взаимодействат с основни съединения и се държат като киселини. Нека напишем цинков хидроксид Zn (OH) 2 като киселина. Киселината има водород отпред, нека го извадим: H 2 ZnO 2 . И реакцията на основата с хидроксида ще протече така, сякаш е киселина. „Киселинен остатък“ ZnO 2 2-дивалентен:

2K ОХ(TV) + з 2 ZnO 2 (твърд) (t, синтез) → K 2 ZnO 2 + 2 з 2 О

Полученото вещество K 2 ZnO 2 се нарича калиев метацинкат (или просто калиев цинкат). Това вещество е сол на калий и хипотетичната „цинкова киселина“ H 2 ZnO 2 (не е напълно правилно да наричаме такива съединения соли, но за наше собствено удобство ще забравим за това). Просто напишете цинков хидроксид така: H 2 ZnO 2 - не е добре. Пишем Zn (OH) 2 както обикновено, но имаме предвид (за наше собствено удобство), че това е „киселина“:

2KOH (твърд) + Zn (OH) 2(твърд) (t, синтез) → K 2 ZnO 2 + 2H 2 O

С хидроксидите, които имат 2 ОН групи, всичко ще бъде същото като с цинка:

Be(OH) 2(tv.) + 2NaOH (tv.) (t, синтез) → 2H 2 O + Na 2 BeO 2 (натриев метаберилат или берилат)

Pb(OH) 2 (разтвор) + 2NaOH (разтвор) (t, сливане) → 2H 2 O + Na 2 PbO 2 (натриев метаплюмбат или отвес)

При амфотерните хидроксиди с три ОН групи (Al (OH) 3, Cr (OH) 3, Fe (OH) 3) е малко по-различно.

Нека да разгледаме примера на алуминиев хидроксид: Al (OH) 3, напишете го под формата на киселина: H 3 AlO 3, но не го оставяме в тази форма, а изваждаме водата от там:

H 3 AlO 3 – H 2 O → HAlO 2 + H 2 O.

Това е тази „киселина“ (HAlO 2), с която работим:

HAlO 2 + KOH → H 2 O + KAlO 2 (калиев метаалуминат или просто алуминат)

Но алуминиевият хидроксид не може да бъде написан като този HAlO 2, ние го пишем както обикновено, но имаме предвид „киселина“ там:

Al(OH) 3(разтвор.) + KOH (разтвор.) (t, синтез) → 2H 2 O + KAlO 2 (калиев метаалуминат)

Същото важи и за хромния хидроксид:

Cr(OH) 3 → H 3 CrO 3 → HCrO 2

Cr(OH) 3(tv.) + KOH (tv.) (t, синтез) → 2H 2 O + KCrO 2 (калиев метахромат,

НО НЕ ХРОМАТИ, хроматите са соли на хромната киселина).

Същото е и с хидроксидите, съдържащи четири ОН групи: преместваме водорода напред и премахваме водата:

Sn(OH) 4 → H 4 SnO 4 → H 2 SnO 3

Pb(OH) 4 → H 4 PbO 4 → H 2 PbO 3

Трябва да се помни, че оловото и калайът образуват два амфотерни хидроксида: със степен на окисление +2 (Sn (OH) 2, Pb (OH) 2) и +4 (Sn (OH) 4, Pb (OH) 4 ).

И тези хидроксиди ще образуват различни „соли“:

Степен на окисление
Хидроксидна формула	Sn(OH)2	Pb(OH)2	Sn(OH)4	Pb(OH)4
Формула на хидроксид като киселина	H2SnO2	H2PbO2	H2SnO3	H2PbO3
Сол (калий)	K2SnO2	K2PbO2	K2SNO3	K2PbO3
Името на солта			metastannAT	metablumbAT

Същите принципи като в имената на обикновените „соли“, елементът в най-високо състояние на окисление е наставката AT, в междинното - IT.

Такива „соли“ (метахромати, метаалуминати, метаберилати, метацинкати и др.) се получават не само в резултат на взаимодействието на основи и амфотерни хидроксиди. Тези съединения винаги се образуват, когато силно основен „свят“ и амфотерен (по време на синтез) влязат в контакт. Тоест, по същия начин като амфотерните хидроксиди, амфотерните оксиди и металните соли, които образуват амфотерни оксиди (соли на слаби киселини), ще реагират с алкали. И вместо алкал, можете да вземете силен основен оксид и сол на метала, който образува алкала (сол на слаба киселина).

Взаимодействия:

Не забравяйте, че реакциите по-долу се случват по време на синтез.

Амфотерен оксид със силен основен оксид:

ZnO (твърд) + K 2 O (твърд) (t, синтез) → K 2 ZnO 2 (калиев метацинкат или просто калиев цинкат)

Амфотерен оксид с алкали:

ZnO (твърд) + 2KOH (твърд) (t, синтез) → K 2 ZnO 2 + H 2 O

Амфотерен оксид със сол на слаба киселина и метал, който образува основа:

ZnO (разт.) + K 2 CO 3 (разт.) (t, синтез) → K 2 ZnO 2 + CO 2

Амфотерен хидроксид със силен основен оксид:

Zn(OH) 2 (твърд) + K 2 O (твърд) (t, синтез) → K 2 ZnO 2 + H 2 O

Амфотерен хидроксид с алкали:

Zn (OH) 2 (твърд) + 2KOH (твърд) (t, синтез) → K 2 ZnO 2 + 2H 2 O

Амфотерен хидроксид със сол на слаба киселина и метал, който образува основа:

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

Соли на слаба киселина и метал, образуващи амфотерно съединение със силен основен оксид:

ZnCO 3 (твърд) + K 2 O (твърд) (t, синтез) → K 2 ZnO 2 + CO 2

Соли на слаба киселина и метал, който образува амфотерно съединение с алкали:

ZnCO 3 (твърд) + 2KOH (твърд) (t, синтез) → K 2 ZnO 2 + CO 2 + H 2 O

Соли на слаба киселина и метал, образуващи амфотерно съединение със сол на слаба киселина и метал, образуващ основа:

ZnCO 3(tv.) + K 2 CO 3(tv.) (t, синтез) → K 2 ZnO 2 + 2CO 2

По-долу е дадена информация за соли на амфотерни хидроксиди, най-често срещаните в Единния държавен изпит са маркирани в червено.

	Хидроксид	Хидроксид като киселина	Киселинен остатък		Името на солта
BeO	Be(OH) 2	з 2 BeO 2	BeO 2 2-	К 2 BeO 2	Метаберилат (берилат)
ZnO	Zn(OH) 2	з 2 ZnO 2	ZnO 2 2-	К 2 ZnO 2	Метацинкат (цинкат)
Ал 2 О 3	Al(OH) 3	HAlO 2	AlO 2 —	KAlO 2	Метаалуминат (алуминат)
Fe2O3	Fe(OH) 3	HFeO2	FeO2 -	KFeO2	Метаферат (НО НЕ ФЕРАТ)
	Sn(OH)2	H2SnO2	SnO 2 2-	K2SnO2
	Pb(OH)2	H2PbO2	PbO 2 2-	K2PbO2
SnO2	Sn(OH)4	H2SnO3	SnO 3 2-	K2SNO3	MetastannAT (станнат)
PbO2	Pb(OH)4	H2PbO3	PbO 3 2-	K2PbO3	MetablumAT (отвес)
Cr2O3	Cr(OH)3	HCrO2	CrO2 -	KCrO2	Метахромат (НО НЕ ХРОМАТ)

Взаимодействие на амфотерни съединения с разтвори на алкали (тук само алкали).

В Единния държавен изпит това се нарича „разтваряне на алуминиев хидроксид (цинков, берилиев и др.) с алкали“. Това се дължи на способността на металите в състава на амфотерните хидроксиди в присъствието на излишък от хидроксидни йони (в алкална среда) да прикрепят тези йони към себе си. Образува се частица с метал (алуминий, берилий и др.) в центъра, който е заобиколен от хидроксидни йони. Тази частица става отрицателно заредена (анион) поради хидроксидни йони и този йон ще се нарича хидроксоалуминат, хидроксицинкат, хидроксобериллат и т.н. Освен това процесът може да протече по различни начини; металът може да бъде заобиколен от различен брой хидроксидни йони.

Ще разгледаме два случая: когато металът е заобиколен четири хидроксидни йона, и когато е заобиколен шест хидроксидни йона.

Нека запишем съкратеното йонно уравнение за тези процеси:

Al(OH) 3 + OH — → Al(OH) 4 —

Полученият йон се нарича тетрахидроксоалуминатен йон. Добавя се префиксът „тетра-“, защото има четири хидроксидни йона. Тетрахидроксиалуминатният йон има заряд -, тъй като алуминият носи заряд 3+, а четири хидроксидни йона имат заряд 4-, общата сума е -.

Al(OH) 3 + 3OH - → Al(OH) 6 3-

Йонът, образуван при тази реакция, се нарича хексахидроксоалуминатен йон. Добавя се префиксът „хексо-“, защото има шест хидроксидни йона.

Необходимо е да се добави префикс, указващ броя на хидроксидните йони. Защото ако напишете просто „хидроксиалуминат“, не е ясно кой йон имате предвид: Al (OH) 4 - или Al (OH) 6 3-.

Когато алкална реакция реагира с амфотерен хидроксид, в разтвора се образува сол. Катионът на който е алкален катион, а анионът е комплексен йон, образуването на който обсъдихме по-рано. Анионът е квадратни скоби.

Al(OH)3 + KOH → K (калиев тетрахидроксоалуминат)

Al (OH) 3 + 3KOH → K 3 (калиев хексахидроксоалуминат)

Каква сол (хекса- или тетра-) пишеш като продукт няма значение. Дори в отговорите на Единния държавен изпит е написано: "... K 3 (формирането на K е допустимо." Основното нещо е да не забравяте да се уверите, че всички индекси са въведени правилно. Следете таксите и пазете имайте предвид, че тяхната сума трябва да е равна на нула.

В допълнение към амфотерните хидроксиди, амфотерните оксиди реагират с основи. Продуктът ще бъде същият. Само ако напишете реакцията така:

Al 2 O 3 + NaOH → Na

Al 2 O 3 + NaOH → Na 3

Но тези реакции няма да бъдат изравнени за вас. Трябва да добавите вода от лявата страна, защото взаимодействието се случва в разтвора, там има достатъчно вода и всичко ще се изравни:

Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na

Al 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3

В допълнение към амфотерните оксиди и хидроксиди, някои особено активни метали, които образуват амфотерни съединения, взаимодействат с алкални разтвори. А именно това: алуминий, цинк и берилий. За изравняване е необходима и вода отляво. Освен това основната разлика между тези процеси е отделянето на водород:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2

2Al + 6NaOH + 6H 2 O → 2Na 3 + 3H 2

Таблицата по-долу показва най-често срещаните примери за свойствата на амфотерните съединения в Единния държавен изпит:

Амфотерно вещество		Името на солта
Al2O3 Al(OH) 3		Натриев тетрахидроксиалуминат	Al(OH) 3 + NaOH → Na Ал 2 О 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na 2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2
	На 3	Натриев хексахидроксиалуминат	Al(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Ал 2 О 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3 2Al + 6NaOH + 6H 2 O → 2Na 3 + 3H 2
Zn(OH)2	К2	Натриев тетрахидроксоцинкат	Zn(OH) 2 + 2NaOH → Na 2 ZnO + 2NaOH + Н 2 O → Na 2 Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 +H 2
	К 4	Натриев хексахидроксоцинкат	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	Ли 2	Литиев тетрахидроксобериллат	Be(OH) 2 + 2LiOH → Li 2 BeO + 2LiOH + H 2 O → Li 2 Be + 2LiOH + 2H 2 O → Li 2 +H 2
	Ли 4	Литиев хексахидроксобериллат	Be(OH) 2 + 4LiOH → Li 4 BeO + 4LiOH + H 2 O → Li 4 Be + 4LiOH + 2H 2 O → Li 4 +H 2
Cr2O3 Cr(OH)3		Натриев тетрахидроксохромат	Cr(OH) 3 + NaOH → Na Кр 2 О 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na
	На 3	Натриев хексахидроксохромат	Cr(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Кр 2 О 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3
Fe2O3 Fe(OH) 3		Натриев тетрахидроксоферат	Fe(OH) 3 + NaOH → Na Fe 2 О 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na
	Na 3	Натриев хексахидроксоферат	Fe(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Fe 2 О 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3

Солите, получени при тези взаимодействия, реагират с киселини, образувайки две други соли (соли на дадена киселина и два метала):

2Na 3 + 6Н 2 ТАКА 4 → 3Na 2 ТАКА 4 +Ал 2 (ТАКА 4 ) 3 +12H 2 О

Това е всичко! Нищо сложно. Основното нещо е да не бъркате, помнете какво се образува по време на синтеза и какво е в разтвора. Много често се срещат задачи по този въпрос бчасти.