Амфотерность

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

    Понятие амфотерность как характеристика двойственного поведения вещества было введено в 1814 г. Ж. Гей-Люссаком и Л. Тенаром.

    Амфотерными называются оксиды и гидроксиды, которые проявляют и основные и кислотные свойства в зависимости от условий.

Наиболее часто встречающиеся амфотерные оксиды (и соответствующие им гидроксиды):

ZnO, Zn(OH)₂, BeO, Be(OH)₂, PbO, Pb(OH)₂, SnO, Sn(OH)₂, Al₂O₃, Al(OH)₃, Fe₂O₃, Fe(OH)₃, Cr₂O₃, Cr(OH)₃

Свойства амфотерных соединений запомнить не сложно: они взаимодействуют с 

кислотами и щелочами.

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА

При взаимодействии с кислотами все просто. Амфотерные соединения ведут себя как основания:

Оксиды:

Al₂O₃ + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂O;

ZnO + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂O;

BeO + HNO₃ = Be(NO₃)₂ + H₂O

Гидроксиды:

Fe(OH)₃ + 3HCl = FeCl₃ + 3H₂O;

Pb(OH)₂ + 2HCl = PbCl₂ + 2H₂O

   Таким образом, при описании основных свойств записывают хорошо знакомые уравнения реакций обмена.

КИСЛОТНЫЕ СВОЙСТВА

   Сложней для понимания реакция со щелочью. Рассмотрим на примере взаимодействия гидроксида цинка с гидроксидом калия при сплавлении. Амфотерные соединения взаимодействуя с основаниями, ведут себя как кислоты. Вот и запишем гидроксид цинка Zn(OH)₂ как кислоту. У кислоты водород спереди, вынесем его: H₂ZnO₂. И реакция щелочи с гидроксидом будет протекать как будто он – кислота. «Кислотный остаток» ZnO₂^2- двухвалентный:

                                                     

2KOH_(тв.) + H₂ZnO_2(тв.)    =     K₂ZnO₂ + 2H₂O

     Полученное вещество K₂ZnO₂ называется метацинкат калия (или просто цинкат калия). Это вещество – соль калия и гипотетической «цинковой кислоты» H₂ZnO₂ (солями такие соединения называть не совсем правильно, но для собственного удобства мы про это забудем). 

   Гидроксид цинка записывать в виде H₂ZnO₂ не принято. Пишем как обычно Zn(OH)₂, но подразумеваем (для собственного удобства), что это кислота H₂ZnO₂:
                                                      

2KOH_(тв.) + Zn(OH)_2(тв.)  =    K₂ZnO₂ + 2H₂O

 

     С гидроксидами при сплавлении, в которых 2 группы ОН, все будет так же как и с цинком:

Be(OH)_2(тв.) + 2NaOH_(тв.)  =Na₂BeO₂ + 2H₂O   (метабериллат натрия, или бериллат)

Pb(OH)_2(тв.) + 2NaOH_(тв.) = Na₂PbO₂ + 2H₂O   (метаплюмбат натрия, или плюмбат)

 С амфотерными гидроксидов с тремя OH- группами  (Al(OH)₃, Cr(OH)₃, Fe(OH)₃) немного иначе.

    Разберем на примере гидроксида алюминия: Al(OH)₃, запишем в виде кислоты: H₃AlO₃, но в таком виде не оставляем, а выносим оттуда воду:

H₃AlO₃ – H₂O → HAlO₂ + H₂O.

Вот с этой «кислотой» (HAlO₂) мы и работаем:

HAlO₂ + KOH = H₂O + KAlO₂ 
(метаалюминат калия, или просто алюминат)

  Но гидроксид алюминия HAlO₂ записывать нельзя, записываем как обычно, но подразумеваем кислоту HAlO₂:

      Al(OH)_3(тв.) + KOH_(тв.) =  2H₂O + KAlO₂ (метаалюминат калия)

То же самое и с гидроксидом хрома (при сплавлении):

Cr(OH)₃ → H₃CrO₃ → HCrO_2;

Cr(OH)_3(тв.) + KOH_(тв.)  =  2H₂O + KCrO₂ 
(метахромат калия,

НО НЕ ХРОМАТ, хроматы – это соли хромовой кислоты).

*С гидроксидами содержащими четыре группы ОН точно так же: выносим вперед водород и убираем воду:

Sn(OH)₄ → H₄SnO₄ → H₂SnO_3;

Pb(OH)₄ → H₄PbO₄ → H₂PbO₃

Следует помнить, что свинец и олово образуют по два амфотерных гидроксида: со степенью окисления +2 (Sn(OH)₂, Pb(OH)₂), и +4 (Sn(OH)₄,Pb(OH)₄).

Оксид	Гидроксид	Гидроксид в виде кислоты	Кислотный остаток	Соль	Название соли
BeO	Be(OH)2	H2BeO2	BeO22-	K2BeO2	Метабериллат (бериллат)
ZnO	Zn(OH)2	H2ZnO2	ZnO22-	K2ZnO2	Метацинкат (цинкат)
Al2O3	Al(OH)3	HAlO2	AlO2—	KAlO2	Метаалюминат (алюминат)
Fe2O3	Fe(OH)3	HFeO2	FeO2—	KFeO2	Метаферрат (НО НЕ ФЕРРАТ)
SnO	Sn(OH)2	H2SnO2	SnO22-	K2SnO2	СтаннИТ
PbO	Pb(OH)2	H2PbO2	PbO22-	K2PbO2	БлюмбИТ
SnO2	Sn(OH)4	H2SnO3	SnO32-	K2SnO3	МетастаннАТ (станнат)
PbO2	Pb(OH)4	H2PbO3	PbO32-	K2PbO3	МетаблюмбАТ (плюмбат)
Cr2O3	Cr(OH)3	HCrO2	CrO2—	KCrO2	Метахромат (НО НЕ ХРОМАТ

  * Выше было рассмотрено взаимодействие амфотерных соединений с твердыми щелочами при сплавлении, т.е. в отсутствии воды. При взаимодействии с растворами щелочей образуются комплексные соединения:

Al(OH)₃ + KOH → K[Al(OH)₄] 

(тетрагидроксоалюминат калия);

Al(OH)₃ + 3KOH → K₃[Al(OH)₆] 

(гексагидроксоалюминат калия).

    С растворами щелочей реагируют и амфотерные оксиды. Следует обратить внимание, что в уравнении реакции вода записывается, как исходное вещество, т.е. в левой части уравнения:

Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O → 2Na[Al(OH)₄];

Al₂O₃ + 6NaOH + 3H₂O → 2Na₃[Al(OH)₆].

   Продукты реакций относятся к классу солей и являются растворимыми. Следовательно, при диссоциации распадаются на катион металла и анионы кислотных остатков

[Al(OH)₄]^- или [Al(OH)₆]^3-.

   Какой продукт писать, не имеет значения. Главное чтобы все индексы были верно проставлены и сумма всех зарядов равнялась нулю.

 ПЕРЕХОДНЫЕ МЕТАЛЛЫ

    Элементы, образующие амфотерные оксиды и гидроксиды, относятся к металлам. Они как все металлы реагируют с разбавленными кислотами:

                         2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H_2;

                        Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂

   Наиболее активные металлы, образующие амфотерные оксиды и гидроксиды (алюминий, берилий, цинк), реагируют со щелочами:

2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂↑;

2Al + 6NaOH + 6H₂O → 2Na₃[Al(OH)₆] + 3H₂↑

ТРЕНИРУМСЯ!!!

ТЕСТ

Пазл "Оксиды"

Основания и амфотерные гидроксиды

Амфотерные гидроксиды

Амфотерные оксиды

Химические свойства амфотерных гидроксидов

Химические свойства амфотерных оксидов