Хімія. 8 клас. Ярошенко

§ 39. Амфотерні оксиди і гідроксиди та їхні хімічні властивості

Вивчення параграфа допоможе вам:

  • 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 із кислотними оксидами чи кислотами. Кислотні оксиди, навпаки, реагують з основними оксидами чи лугами і не вступають у взаємодію з кислотами. Але серед оксидів трапляються й такі, які за їхніми властивостями не можна віднести 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 ZnO, алюміній оксид Al2O3, плюмбум(ІІ) оксид РbО, хром(ІІІ) оксид Cr2O3 та деякі інші. Це тверді речовини, що мають кристалічну будову, і нерозчинні у воді. Їх гідратами є амфотерні гідроксиди.

Хімічні властивості амфотерних оксидів.

1. З кислотами в розчині утворюють сіль і воду.

Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O (1)

ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O (2)

2. Із твердими лугами при сплавлянні утворюють солі.

Зверніть увагу! На відміну від першої взаємодії (реакція 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 із кислотами, але не взаємодіють із представниками свого класу. Кислоти взаємодіють з основами і не взаємодіють з іншими кислотами. За цими хімічними властивостями можна впевнено віднести гідрат оксиду до основ чи кислот. Це загальне правило. Проте воно має виняток, зрозуміти який нам допоможуть досліди із цинк гідроксидом.

ДОБУВАННЯ ТА ДОВЕДЕННЯ АМФОТЕРНОСТІ ЦИНК ГІДРОКСИДУ. За здатністю розчинятися у воді ця речовина належить до нерозчинних гідроксидів. Пригадайте, що єдиним способом добування нерозчинних гідроксидів є взаємодія солі відповідного металічного елемента з лугом у розчині.

Дослід 1. У колбу з розчином цинк сульфату доливатимемо невеликими порціями розчин натрій гідроксиду, доки у пробірці не утвориться білий осад (мал. 57). Щойно осад з'явився, припинимо доливання лугу.

Мал. 57. Послідовність проведення досліду з виявлення амфотерності цинк гідроксиду: а — добування цинк гідроксиду; б, в — розчинення осаду Zn(OH)2

Напишемо рівняння проведеної хімічної реакції.

Утворений осад розділимо на дві колби та проведемо наступні два досліди.

Дослід 2. У першу колбу із цинк гідроксидом добавимо розчин нітратної кислоти. Осад відразу зникає, що є ознакою хімічного явища.

Звернемося до таблиці розчинності (див. додаток 3, с. 255) 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 пробірку із цинк гідроксидом додамо розчину натрій гідроксиду. Спостереження показує, що, як і в досліді з нітратною кислотою, осад зник. Отже, цинк гідроксид прореагував із надлишком лугу. Ви тепер розумієте, чому в досліді 1 ми припинили доливати розчин лугу, як тільки з'явився осад. Якби ми цього не зробили, то при надлишковому додаванні 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, а не зайняв місце металічного елемента.

Гідрати оксидів, 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 напишіть рівняння реакцій, що характеризують їхні хімічні властивості.

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

В утвореній солі Цинк увійшов до складу двовалентного кислотного залишку ZnO2. Тобто при сплавлянні з лугом цинк гідроксид виявив властивості кислоти.

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 гідратів оксидів — 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 проявляють і основні, і кислотні властивості.

• Усі амфотерні оксиди й амфотерні гідроксиди нерозчинні у воді.

• У формулах солей, утворених взаємодією амфотерної сполуки з кислотою, їх металічний елемент — це елемент амфотерного гідроксиду (ZnSO4, ZnCl2 тощо).

• У формулах солей, утворених взаємодією амфотерної сполуки з лугом, її металічний елемент входить до складу кислотного залишку (Na2[Zn(OH)4], K[Al(OH)4] або NaAlO2, KZnO2).

• Амфотерні гідроксиди, як і нерозчинні основи, розкладаються під час нагрівання на амфотерний оксид і воду, наприклад, Zn(OH)2 =t °C ZnO + H2O.

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 й не розчиняється в ній, проте виявляє важливу для цього процесу здатність адсорбувати деякі речовини-забруднювачі, присутні у воді.

Знаємо, розуміємо

1. Дайте визначення амфотерних оксидів й амфотерних гідроксидів.

2. Назвіть приклади амфотерних оксидів й амфотерних гідроксидів. У чому проявляються амфотерні властивості цих сполук?

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

Застосовуємо

140. Із переліку формул оксидів: СаО, РbO, СО — виберіть формулу амфотерного оксиду. Обчисліть масову частку Оксигену в ньому.

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

142. Проаналізуйте твердження 1 і 2 та 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 твердження 1
  • Б Правильне лише твердження 2
  • В Правильні обидва твердження
  • Г Неправильні обидва твердження

143. Зазначте рядок із формулами лише амфотерних сполук.

  • А ВаО, Al2O3
  • Б МnO, Zn(OH)2
  • В SO3, Pb(OH)2
  • Г ZnO, Al(OH)3

Аргументуйте свій вибір.

144. Зазначте речовини, з якими реагує алюміній гідроксид.

  • А кисень
  • Б вода
  • В калій гідроксид
  • Г калій гідроксид

145. На яку речовину необхідно подіяти розчином лугу, щоб добути алюміній гідроксид?

  • А алюміній оксид
  • Б алюміній ортофосфат
  • В алюміній нітрат

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