Хімія. 8 клас. Лашевська

§ 32. Хімічні властивості амфотерних гідроксидів

Veritas in medio est (лат.).

Істина знаходиться посередині.

Після опрацювання параграфа ви зможете:

  • наводити приклади амфотерних гідроксидів, складати формули цих сполук і розрізняти їх;
  • характеризувати фізичні та хімічні властивості амфотерних гідроксидів і складати відповідні рівняння реакцій;
  • обґрунтовувати залежність між властивостями та застосуванням амфотерних гідроксидів, оцінювати їхнє значення.

Амфотерністю, як вам уже відомо, називають здатність деяких хімічних сполук залежно від умов виявляти або основні, або кислотні властивості (рис. 32.1). Наприклад, з кислотами гідроксиди Алюмінію та Цинку реагують як основи, з лугами - як кислоти.

Рис 32.1. 1. Алюміній гідроксид - амфотерний (від грец. amphoteros - і той, і той). 2. Амфора - давня посудина з округлим або витягнутим корпусом, двома вертикальними ручками й вузьким горлом. 3. Амфібія (від грец. amphibios - той, який веде подвійний спосіб життя).

Завдання. Поміркуйте і поясніть, що спільного між алюміній гідроксидом, амфорою та амфібією

Приклади деяких амфотерних гідроксидів наведено в таблиці 32.1.

Таблиця 32.1

Амфотерні гідроксиди

Амфотерний гідроксид

Кислотний залишок і його валентність

основна форма

кислотна форма

Zn(OH)2

H2ZnO2

ZnO2 (II)

Аl(OН)3

HAlO23АlО3 - H2O = НАlO2)

АlО2 (I)

Ве(ОН)2

Н2ВеО2

ВеО2 (II)

Sn(OH)2

H2SnO2

SnO2 (II)

Рb(ОН)2

H2РbО2

РbО2 (II)

Fe(OH)3

HFeO2 (H3FeO3 - Н2O = HFeO2)

FeO2 (І)

Сr(ОН)3

HCrO2 (H3CrO3 - H2O = HCrO2)

CrO2 (І)

У природі амфотерні гідроксиди трапляються досить рідко. Цинк гідроксид - складник мінералу ашовериту. Алюміній гідроксид входить до складу мінералу гіббситу (рис. 32.2).

Рис. 32.2. Мінерали. 1. Ашоверит містить цинк гідроксид. 2. Алюміній гідроксид - складник гіббситу.

Завдання. Запишіть назви амфотерних гідроксидів, формули яких наведено в тексті параграфа, та формули і назви відповідних амфотерних оксидів

Звичайно, здобуту інформацію потрібно перевірити експериментально. Для цього добудемо цинк гідроксид реакцією обміну в розчині між цинк нітратом і натрій гідроксидом:

Зверніть увагу: ми поступово добавлятимемо натрій гідроксид до розчину солі Цинку. Добутий білий драглистий осад цинк гідроксиду розділимо на дві рівні порції. На одну порцію осаду подіємо хлоридною кислотою, на іншу - розчином натрій гідроксиду. В обох випадках осад розчиняється:

Зверніть увагу: унаслідок взаємодії цинк гідроксиду з лугом у розчині утворюється розчинна речовина складної будови - натрій тетрагідроксоцинкат. Префікс тетра- означає чотири - у цій складній речовині чотири гідроксильні групи. Складний аніон у формулі цієї солі ми відокремлюємо квадратними дужками.

Аналогічно реагує з кислотами та лугами алюміній гідроксид:

Спрощено записати рівняння реакцій гідроксидів цинку й алюмінію з лугами можна так:

або

Зверніть увагу: у формулах амфотерних гідроксидів символи атомів Гідрогену записані першими - як у формулах кислот.

• Замініть кожний двовалентний атом Оксигену у складі кислотних залишків - цинкату й алюмінату - на відповідне число одновалентних гідроксильних груп. Наприклад, один двовалентний атом Оксигену потрібно замінити двома одновалентними гідроксильними групами. Порівняйте одержані хімічні формули з наведеними в тексті параграфа.

Перетворіть схеми хімічних реакцій, які характеризують добування та амфотерні властивості цинк гідроксиду й алюміній гідроксиду, на хімічні рівняння.

Запишіть рівняння реакцій, які характеризують хімічні властивості: а) берилій гідроксиду; б) хром(ІІІ) гідроксиду. Складіть хімічні формули відповідних амфотерних оксидів.

Застосування амфотерних гідроксидів зумовлене їхніми властивостями. Наприклад, алюміній гідроксид входить до складу антацидних лікарських засобів «Маалокс», «Алмагель» тощо. (Поміркуйте й поясніть, кислотні чи основні властивості алюміній гідроксиду зумовили його застосування як засобу проти печії).

Хром(ІІІ) гідроксид застосовують для виготовлення хром(ІІІ) оксиду - полірувального засобу. Також він - компонент пігментів тіней для повік, мила (рис. 32.3).

Рис. 32.3. Хром(ІІІ) гідроксид - складник тіней для повік.

Завдання. Поміркуйте й назвіть ті властивості хром(III) гідроксиду, які, на вашу думку, зумовили його застосування як пігменту у складі декоративної косметики

Цинк гідроксид використовують для синтезу різноманітних сполук Цинку. Продукт взаємодії цинк гідроксиду з калій гідроксидом застосовують як білі чорнила для створення написів на чорній поверхні металів. Після висушування на металі залишаються білі літери. (Запишіть хімічну формулу сполуки - продукту реакції цинк гідроксиду з калій гідроксидом - та рівняння відповідної хімічної реакції).

Розкладання за нагрівання - властивість, притаманна амфотерним гідроксидам, як і будь-якій нерозчинній основі. Наприклад, цинк гідроксид, який осаджують зі стічних вод металургійних комбінатів, є сировиною для добування цинк оксиду, на основі якого виробляють цинкове білило:

Алюміній гідроксид використовують як нетоксичну вогнезахисну неорганічну добавку до полімерних матеріалів. Під час термічного розкладання алюміній гідроксиду утворюється водяна пара. Унаслідок цього виникає паровий бар’єр на шляху надходження кисню до зони горіння і відведення продуктів горіння. (Складіть рівняння реакції термічного розкладання алюміній гідроксиду).

ПРО ГОЛОВНЕ

• Амфотерністю називають здатність деяких хімічних сполук, наприклад гідроксидів, залежно від умов виявляти або основні, або кислотні властивості.

• Амфотерними є гідроксиди Цинку, Берилію, Плюмбуму(ІІ), Стануму(ІІ), Хрому(ІІІ), Титану(ІV) тощо.

• Амфотерні властивості виявляють купрум(ІІ) гідроксид і ферум(ІІІ) гідроксид. Проте в цих гідроксидів кислотні властивості виражені значно слабше, ніж основні.

• Застосування амфотерних гідроксидів зумовлене їхніми властивостями.

Перевірте себе

1. Що таке амфотерність? 2. Гідроксиди яких хімічних елементів є амфотерними? 3. Чи трапляються амфотерні гідроксиди у природі? 4. Де застосовують амфотерні гідроксиди?

Застосуйте свої знання й уміння

  • 1. Наведіть приклади амфотерних гідроксидів. Поясніть, гідроксиди яких елементів - металічних чи неметалічних - є амфотерними.
  • 2. Пригадайте, які гідроксиди входять до складу антацидного препарату «Маалокс». Складіть рівняння хімічних реакцій за участю гідроксидів, які відбуваються внаслідок змішування цього препарату з розчинами: а) нітратної кислоти; б) калій гідроксиду.
  • 3. Зазвичай стічні води очищують від розчинних солей Алюмінію, Цинку та Хрому(ІІІ), обробляючи їх лугом, наприклад натрій гідроксидом. Поясніть, чому надлишок лугу зменшує ефективність очищення. Відповідь підтвердьте рівняннями хімічних реакцій.
  • 4. За рисунком 32.4 опишіть хід досліду й спостереження під час добування нерозчинного гідроксиду й доведення його амфотерності.

Рис. 32.4

  • 5. Обчисліть масу (г) цинк хлориду, який можна добути із цинк гідроксиду кількістю речовини 8 моль.
  • 6. Обчисліть максимальну масу (кг) хром(ІІІ) гідроксиду, який можна осадити зі стічних вод натрій гідроксидом масою 4 кг.
  • 7*. Одна таблетка препарату «Маалокс» містить алюміній гідроксид масою 400 мг та магній гідроксид масою 400 мг. Обчисліть масу (г) гідроген хлориду, розчиненого у шлунковому соку, який витратиться на повну нейтралізацію амфотерного гідроксиду, що міститься в 10 таблетках препарату.

Творча майстерня

Сплануйте дослідження нейтралізувальної дії тих антацидних засобів, які містять амфотерний гідроксид. Обговоріть план дослідження з учителем, порадьтеся з батьками, приятелями. Для проведення дослідів використайте рослинні індикатори, столовий оцет, натуральний шлунковий сік*, ацидин-пепсин* (*це аптечні препарати, зокрема, 1 таблетка ацидин-пепсину масою 0,25 г замінює 16 крапель розбавленої хлоридної кислоти). Підготуйте презентацію здобутих результатів.

Дізнайтеся більше:

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/0aba9f22-4185-11db-b0de-0800200c9a66/x9_167.swf

https://www.youtube.com/watch?v=64P2B4loGsM

https://www.youtube.com/watch?v=aPdKbax2de0