Амфотерность оксидов и гидроксидов

Амфотерность оксидов и гидроксидов

(Подготовка к ЕГЭ по химии)

Помелина Людмила Геннадьевна, учитель химии ГБОУ СОШ № 151

Познавательные задачи:

Показать актуальность выбранной темы, поскольку именно по этому вопросу допускается масса ошибок.

Закрепить знания учащихся о понятии амфотерность оксидов и гидроксидов.

Амфотерность (от др. греч, «двойственный»),— способность некоторых металлов и их соединений проявлять в зависимости от условий как кислотные, так и основные свойства.

Амфотерны оксиды и гидроксиды элементов-металлов со степенями окисления:

+3, +4 , например, Fe₂O₃, Cr₂O_3, SnO_2, PbO₂ и др.

+2: BeO,ZnO,PbO,SnO,GeO

Сами металлы тоже растворяются в кислотах и щелочах:

Алюминий, цинк – металлы реагирует и со щелочами, и с кислотами:

2Al + 2NaOH + 6H₂O = 2Na[Al(OH)₄] + 3H_2­↑(в растворе)

Zn + 2KOH = К₂ZnO₂ + H₂­↑ (в расплаве)

2Al + 6HCl = 2AlCl₃+ 3H₂­ ↑

Эти реакции являются окислительно-восстановительными

Амфотерны оксиды и гидроксиды таких элементов главных подгрупп, как бериллий, алюминий, галлий, мышьяк (+3), сурьма (+3), и др., таких элементов побочных подгрупп как хром (+3), цинк, железо (+3) и многих других. 

{\displaystyle {\mathsf {Cr_{2}O_{3}+6HCl\rightarrow 2CrCl_{3}+6H_{2}O}}}Оксид цинка ZnO

Оксид хрома(III) Cr₂O₃

Оксид алюминия Al₂O₃

Оксид марганца (IV) MnO₂

Оксид свинца(II) PbO

Оксид бериллия BeO

Оксид железа (III) Fe₂O₃

{\displaystyle {\mathsf {Cr_{2}O_{3}+2NaOH{\xrightarrow[{}]{^{o}t}}2NaCrO_{2}+H_{2}O}}}{\displaystyle {\mathsf {Cr(OH)_{3}+3NaOH\rightarrow Na_{3}[Cr(OH)_{6}]}}} Амфотерные оксиды реагируют с сильными кислотами, образуя соли этих кислот. Такие реакции являются проявлением основных свойств амфотерных оксидов, например:

ZnO + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂O

Они также реагируют с сильными щелочами, проявляя свои кислотные свойства.

Амфотерные оксиды могут реагировать со щелочами двояко, в зависимости в каких условиях протекает реакция: в растворе или расплаве.

ZnO + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + H₂O в расплаве. Соль - Цинкат натрия

При реакции со щёлочью в расплаве образуется обычная средняя соль

При реакции с щёлочью в растворе образуется комплексная соль.

Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O → 2Na[Al(OH)₄] (В данном случае образуется тетрагидроксоалюминат натрия), если щёлочи недостаток.

Амфотерные оксиды могут реагировать:

С кислотными оксидами

Al₂O₃ +3SO₃ = Al₂(SO₄)₃

С основными оксидами

SnO + BaO = Ba SnO₂

С солями

Fe₂O_{3 +} Na₂CO₃ = 2NaFeO₂ + CO₂↑ (При сплавлении, если образуется летучий оксид

С водой не реагируют

При образовании солей для каждого амфотерного металла есть своё координационное число. Для Be и Zn — это 4; Для Al — это 4 или 6; Для Cr — это 6 или (очень редко) 4;

Например: Na[Al(OH)₄] и Na₃[Al(OH)₆]

Амфотерные гидроксиды

Образуют те же металлы.

К амфотерным относятся следующие гидроксиды:

из s-элементов амфотерным является  гидроксид бериллия

 p-элементов ( + 3 алюминия, галлия, индия

+2, +4  германия, олова, свинца )

d-элементов (гидроксид хрома (III), гидроксид железа(III), гидроксид цинка, скандия,

Чтобы показать амфотерность гидроксида, надо записать формулу как основания, и как кислоту

Zn(OH)₂ = H₂ZnO₂ (цинковая кислота)

Fe(OH)₃ = H₃FeO₃ –H₂O = HFeO₂

Al(OH)₃=H₃AlO₃ –H₂O = HAlO₂

H₃AlO₃ - ортоалюминиевая кислота, соли называются ортоалюминаты К₃AlO₃

HAlO₂ - метаалюминиевая кислота_,соли называются метаалюминаты КAlO₂

Химические свойства.

При взаимодействии с кислотами образуются средние соли, например:

Al(OH)₃↓ + 3HCl = AlCl₃ + 3 H₂O{\displaystyle {\mathsf {Zn(OH)_{2}\ +\ 2HCl\ \longrightarrow \ ZnCl_{2}\ +\ 2H_{2}O}}}

Присплавлении со щёлочью образуют соли с амфотерным элементом в кислотном остатке - метасоли, например:

Al(OH)₃↓+NaOH = NaAlO₂ + 2Н₂О

Cr(OH)₃ +KOH =KCrO₂+ 2Н₂О

Врастворе образуется комплексная соль:{\displaystyle {\mathsf {Zn(OH)_{2}\ +\ 2NaOH\ \rightleftarrows \ Na_{2}[Zn(OH)_{4}]}}}

Недостаток щёлочи: Al(OH)₃ + NaOH = Na[Al(OH)₄] тетрагидроксоалюминат натрия

Избыток щёлочи: Al(OH)₃↓ + 3NaOH = Na₃[Al(OH)₆] гексагидроксоалюминат натрия

Алюминаты неустойчивы и в кислой среде разрушаютсяАлюА

{\displaystyle {\mathsf {Cr_{2}O_{3}+6HCl\rightarrow 2CrCl_{3}+6H_{2}O}}}Na[Al(OH)₄] + 4HCl = AlCl₃ + NaCl + 2H₂O щёлочь в избытке

Na[Al(OH)₄] + HCl = Al(OH)₃ + NaCl + H₂O щёлочи мало

{\displaystyle {\mathsf {Cr_{2}O_{3}+2NaOH{\xrightarrow[{}]{^{o}t}}2NaCrO_{2}+H_{2}O}}}Амфотерные гидроксиды при прокаливании отдают воду:

Zn(OH)₂ = ZnO + H₂O

Получают действием щелочей на растворимые соли

AlCl₃ + 3 LiOH = Al(OH)₃ ↓ + 3LiCl

Закрепление материала. Осуществите переходы:

Al → Al₂O₃ → Na[Al(OH)₄] → Al(OH)₃ ↓ → Al₂O₃ → КAlO₂

Литература.

А.Н.Лёвкин, А.А. Карцева Самое необходимое. - Учебное пособие для школьников. –СПб , «Авалон»; «Азбука – классика»: 2006

В. Б. Воловик, Е.Д. Крутецкая Школьная химия: вопросы и упражнения.Самое необходимое. - Учебное пособие для школьников и абитуриентов. –СПб , «Авалон»; «Азбука – классика»: 2004

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/223552-amfoternost-oksidov-i-gidroksidov