Amfoterní oxidy. Chemické vlastnosti, způsob výroby

Amfoterní oxidy (které mají dvojí vlastnosti) jsou ve většině případů oxidy kovů, které mají malou elektroegativitu. V závislosti na vnějších podmínkách vykazují buď kyselé nebo oxidové vlastnosti. Tyto oxidy jsou tvořeny přechodnými kovy, které obvykle vykazují následující oxidační stavy: II, III, IV.

Příklady amfoterních oxidů: oxid zinečnatý (ZnO), oxidu chrómu lll (Cr2O3), oxid hlinitý (AI2O3), oxid ll cínu (SnO), oxid cínu lV (SnO 2), oxid olovnatý ll (PbO), oxid olovnatý lV (PbO2) , lV oxid titaničitý (TiO 2), oxidu manganu lV (MnO2), lll oxid železitý (Fe2O3), oxidu beryllia (BeO).

Reakce typické pro amfoterní oxidy:

1. Tyto oxidy mohou reagovat se silnými kyselinami. V tomto případě se vytvářejí soli těchto kyselin. Reakce tohoto typu jsou projevy vlastností základního typu. Například: ZnO (oxid zinečnatý) + H2SO4 (kyselina chlorovodíková) → ZnSO4 (síran zinečnatý) + H2O (voda).

2. Při interakci se silnými alkáliemi vykazují amfoterní oxidy a hydroxidy kyselých vlastností. V tomto případě se dualita vlastností (tj. Amfotericita) projevuje tvorbou dvou solí.

V tavenině při reakci s alkalickým činidlem vzniká průměrná sůl, například:
ZnO (oxid zinečnatý) + 2NaOH (hydroxid sodný) → Na2ZnO2 (společná průměrná sůl) + H2O (voda).
Al2O3 (oxid hlinitý) + 2NaOH (hydroxid sodný) = 2NaAlO2 + H20 (voda).
2Al (OH) 3 (hydroxid hlinitý) + 3SO3 (oxid síry) = Al2 (SO4) 3 (síran hlinitý) + 3H2O (voda).

Roztok amfoterní oxidy reakcí s alkálií za vzniku komplexní soli, například: AI2O3 (korund) + 2NaOH (hydroxid sodný) + 3H2O (voda) + 2Na (Al (OH) 4) (komplexní sůl tetragidroksoalyuminat sodného).

3. Každý kov z jakéhokoliv amfoterního oxidu má své koordinační číslo. Například na zinku (Zn) - 4, hliníku (Al) - 4 nebo 6, pro chrom (Cr) - 4 (vzácný) nebo 6.

4. Amfoterní oxid nereaguje s vodou a nerozpouští se v něm.

Jaké reakce se ukázaly jako amfoterní kov?

Obvykle může amfoterní prvek vykazovat vlastnosti kovů i nekovů. Takový charakteristický rys je přítomna v prvků skupin: Be (berylium), Ga (galia), Ge (germanium), Sn (cín), Pb, Sb (antimon), Bi (vizmutu), a některé další, stejně jako mnoho z prvků B -skupiny - Cr (chrom), Mn (mangan), Fe (železo), Zn (zinek), Cd (kadmium), a další.

Proveďte následujícími chemickými reakcemi amfotericitu chemického prvku zinku (Zn):

1. Zn (OH) 2 (hydroxid zinečnatý) + N2O5 (diazothen pentoxid) = Zn (NO3) 2 (dusičnan zinečnatý) + H20 (voda).
ZnO (oxid zinečnatý) + 2HNO3 (kyselina dusičná) = Zn (NO3) 2 (dusičnan zinečnatý) + H2O (voda).

b) Zn (OH) 2 (hydroxid zinečnatý) + Na2O (oxid sodný) = Na2ZnO2 (dioxokinát sodný) + H20 (voda).
ZnO (oxid zinečnatý) + 2NaOH (hydroxid sodný) = Na2ZnO2 (dioxokinát sodný) + H2O (voda).

V případě, kdy má prvek s duálními vlastnostmi ve sloučenině následující oxidační stavy, jeho dvojité (amfoterní) vlastnosti jsou nejčastěji pozorovatelné ve stupni meziproduktové oxidace.

Jako příklad můžete přinést chrom (Cr). Tento prvek má následující oxidační stavy: 3+, 2+, 6+. V případě +3 jsou základní a kyselé vlastnosti přibližně stejné, zatímco Cr +2 dominuje hlavní vlastnosti a Cr +6 je kyselý. Zde jsou reakce prokazující toto prohlášení:

Cr + 2 → CrO (oxid chromu +2), Cr (OH) 2 → CrSO4-
Cr + 3 → Cr2O3 (oxid chromu +3), Cr (OH) 3 (hydroxid chrómu) → KCrO2 nebo sulfát chromitý Cr2 (SO4) 3-
Cr + 6 → CrO3 (oxid chromu +6), H2CrO4 → K2CrO4.

Ve většině případů existují amfoterní oxidy chemických prvků v oxidačním stavu +3 v meta formě. Jako příklad můžeme uvést: metahydroxid hliníku (chemický vzorec AlO (OH) a metahydroxid železa (chemický vzorec FeO (OH)).

Jak se dostanou amfoterní oxidy?

1. Nejvhodnější metodou pro jejich získání je srážení z vodného roztoku za použití hydrátu amoniaku, tj. Slabé báze. Například:
Al (NO3) 3 (dusičnan hlinitý) + 3 (H2OxNH3) (vodný roztok amoniaku hydrát) = AI (OH) 3 (amfoterní oxid) + 3NH4NO3 (reakce se provádí za tepla, dvacet stupňů).
Al (NO 3) 3 (dusičnanu hlinitého) + 3 (H2OxNH3) (vodný hydroxid amonný) = AIO (OH) (amfoterní oxid) + 3NH4NO3 + H2O (reakce se provádí při teplotě 80 ° C)

V takovém případě při výměnné reakci tohoto typu v případě přebytku zásad hydroxid hlinitý nebude uložen. To je způsobeno skutečností, že hliník prochází do aniontu kvůli svým duálním vlastnostem: Al (OH) 3 (hydroxid hlinitý) + OHminus (přebytek alkálie) = [Al (OH) 4] minus- (anion hydroxidu hlinitého).

Příklady reakcí tohoto druhu:
Al (NO3) 3 (dusičnan hlinitý) + 4NaOH (nadbytek hydroxidu sodného) = 3NaNO3 + Na (Al (OH) 4).
ZnS04 (síran zinečnatý) + 4NaOH (přebytek hydroxidu sodného) = Na2S04 + Na2 (Zn (OH) 4).

V tomto případě se tvoří soli, které se tvoří komplexních sloučenin. Patří mezi ně komplexní anionty: (Al (OH) 4) minus- a další (Zn (OH) 4) 2minus-. Tak jsem zavolal sůl: Na (Al (OH) 4) - tetragidroksoalyuminat sodný, NA2 (Zn (OH) 4) - tetragidroksotsinkat sodného. Reakční produkty z hliníku nebo zinku oxidů pevných alkálií se nazývají jinak: NaAlO2 - dioksoalyuminat sodný a Na2ZnO2 - dioksotsinkat sodného.