Амфотерные оксиды и гидроксиды
🧪 Химия · 9 класс
Что такое амфотерные соединения
Среди оксидов и гидроксидов есть особая группа — амфотерные соединения. Это вещества с двойственной природой: они реагируют и с кислотами, и со щелочами, проявляя то свойства основания, то свойства кислоты. Само слово «амфотерный» означает «двойственный».
Какие вещества амфотерны
Амфотерность характерна для соединений некоторых металлов, образующих ион со степенью окисления чаще всего +2 или +3. Самые известные амфотерные элементы — цинк, алюминий, бериллий, хром(III), железо(III).
| Элемент | Амфотерный оксид | Амфотерный гидроксид |
|---|---|---|
| Цинк | ZnO | Zn(OH)_2 |
| Алюминий | Al_2O_3 | Al(OH)_3 |
| Хром(III) | Cr_2O_3 | Cr(OH)_3 |
Двойственное поведение
Рассмотрим гидроксид цинка Zn(OH)_2. Этот белый осадок ведёт себя по-разному в зависимости от того, с чем реагирует.
С кислотой он ведёт себя как основание:
Zn(OH)_2 + 2HCl = ZnCl_2 + 2H_2O
С щелочью он ведёт себя как кислота:
Zn(OH)_2 + 2NaOH = Na_2ZnO_2 + 2H_2O
Точно так же ведёт себя оксид алюминия:
Al_2O_3 + 6HCl = 2AlCl_3 + 3H_2O
Al_2O_3 + 2NaOH = 2NaAlO_2 + H_2O
Как распознать амфотерность опытом: к раствору соли алюминия приливают щёлочь — выпадает белый осадок Al(OH)_3. Если добавить ещё щёлочи, осадок растворяется. Это и доказывает амфотерность: гидроксид растворился в избытке щёлочи, чего обычные нерастворимые основания не делают.Получение амфотерных гидроксидов
Амфотерные гидроксиды нерастворимы в воде, поэтому их получают реакцией обмена — действием щёлочи на раствор соответствующей соли, не допуская избытка щёлочи:
AlCl_3 + 3NaOH = Al(OH)_3 + 3NaCl
Частая ошибка: считают, что амфотерные оксиды реагируют с водой. Это не так —Al_2O_3иZnOс водой не взаимодействуют, поэтому их гидроксиды получают только косвенно через соли.
Место амфотерных элементов в таблице
Амфотерные свойства связаны с положением элемента в Периодической системе. Они проявляются у элементов, стоящих на границе между типичными металлами и неметаллами. Чем дальше влево и вниз находится металл, тем сильнее у его соединений основные свойства; чем правее и выше — тем заметнее кислотные. Амфотерные элементы занимают промежуточное положение, поэтому их гидроксиды сочетают оба типа свойств.
Эта закономерность помогает предсказывать характер оксидов: Na_2O — основный, Al_2O_3 — амфотерный, а SO_3 — кислотный. Так, двигаясь по периоду слева направо, мы наблюдаем постепенный переход от основных оксидов к амфотерным и далее к кислотным.
Где встречаются амфотерные соединения
Амфотерные соединения широко распространены в природе и технике. Оксид алюминия входит в состав многих минералов, в том числе глинозёма, из которого получают алюминий. Гидроксид алюминия применяют для очистки воды и в медицине. Понимание амфотерности важно при решении задач на цепочки превращений и при определении продуктов реакций в заданиях ОГЭ.
Кратко о главном
- Амфотерные соединения реагируют и с кислотами, и со щелочами.
- Типичные амфотерные элементы — цинк, алюминий, хром(III).
- С кислотой амфотерный гидроксид ведёт себя как основание, с щёлочью — как кислота.
- Растворение осадка в избытке щёлочи доказывает амфотерность.
- Амфотерные гидроксиды получают из солей, избегая избытка щёлочи.