Амфотерни оксиди. Химични свойства, производствен метод

Амфотерните оксиди (притежаващи двойни свойства) са в повечето случаи метални оксиди, които имат малка електронеогъната сила. В зависимост от външните условия те показват киселинни или оксидни свойства. Тези оксиди се образуват от преходни метали, които обикновено проявяват следните окислителни състояния: II, III, IV.

Примери за амфотерни оксиди: цинков оксид (ZnO), хромен оксид Ш (Cr2O3), алуминиев оксид (Al2O3) оксид П калай (SnO), калаен оксид LV (SnO2), оловен окис П (PbO), оловен окис LV (PbO2) , титанов оксид LV (ТЮ2), манганов оксид LV (МпО 2), железен оксид Ш (Fe2O3), берилиев оксид (ВеО).

Реакции, характерни за амфотерните оксиди:

1. Тези оксиди могат да реагират със силни киселини. В този случай се образуват солите на тези киселини. Реакциите от този тип са проявления на свойствата на основния тип. Например: ZnO (цинков оксид) + H2SO4 (солна киселина) → ZnSO4 (цинков сулфат) + H2O (вода).

2. Когато взаимодействат със силни алкали, показват амфотерни оксиди и хидроксиди киселинни свойства. В този случай двойствеността на свойствата (т.е. амфотерността) се проявява при образуването на две соли.

В стопилката при реакцията с алкали се образува средна сол, например:
ZnO (цинков оксид) + 2NaOH (натриев хидроксид) → Na2ZnO2 (обща средна сол) + H2O (вода).
Al2O3 (двуалуминиев триокис) + 2NaOH (натриев хидроксид) = 2NaAlO2 + H20 (вода).
2А1 (ОН) 3 (алуминиев хидроксид) + 3S03 (серен оксид) = А12 (S04) 3 (алуминиев сулфат) + ЗН20 (вода).

На разтвор амфотерни оксиди чрез реакция с основа, за да образуват комплексна сол, например: Al2O3 (алуминиев) + 2NaOH (натриев хидроксид) + 3H2O (вода) + 2Na (Al (OH) 4) (комплексна сол на натриев tetragidroksoalyuminat).

3. Всеки метал от всеки амфотерен оксид има своя координатен номер. Например: за цинк (Zn) - 4, за алуминий (Al) - 4 или 6, за хром (Cr) - 4 (редки) или 6.

4. Амфотерният оксид не реагира с водата и не се разтваря в него.

Какви реакции доказват амфотерния метал?

Обикновено амфотерният елемент може да проявява свойствата както на металите, така и на неметите. Тази характеристика е в елементите на групи: Be (берилий), Ga (галий), Ge (германий), Sn (калай), Pb, Sb (антимон), Bi (бисмут), и някои други, както и много от елементите B - групите са Cr (хром), Mn (манган), Fe (желязо), Zn (цинк), Cd (кадмий) и др.

Нека докажем чрез следните химични реакции амфотерността на химическия елемент на цинка (Zn):

1. Zn (OH) 2 (цинков хидроксид) + N2O5 (диазотенпентоксид) = Zn (NO3) 2 (цинков нитрат) + Н20 (вода).
ZnO (цинков оксид) + 2НN03 (азотна киселина) = Zn (NO3) 2 (цинков нитрат) + Н20 (вода).

b) Zn (OH) 2 (цинков хидроксид) + Na2O (натриев оксид) = Na2ZnO2 (натриев диоксикин) + Н20 (вода).
ZnO (цинков оксид) + 2NaOH (натриев хидроксид) = Na2ZnO2 (натриев диоксикинат) + Н20 (вода).

В случая, когато елементът с двойни свойства в съединението има следните окислителни състояния, неговите двойни (амфотерни) свойства са най-забележими в междинния етап на окисляване.

Като пример можете да донесете хром (Cr). Този елемент има следните състояния на окисление: 3+, 2+, 6+. В случай на +3, основните и киселинни свойства са приблизително еднакви, докато Cr +2 е доминиран от основните свойства, а Cr +6 е кисел. Ето реакциите, доказващи това твърдение:

Cr + 2 → CrO (хромен оксид +2), Cr (OH) 2 → CrSO4-
Cr + 3 → Cr2O3 (хромен оксид +3), Cr (OH) 3 (хромен хидроксид) → KCrO2 или хром сулфат Cr2 (SO4) 3-
Cr + 6 → CrO3 (хромен оксид +6), H2CrO4 → K2CrO4.

В повечето случаи амфотерните оксиди на химичните елементи с степен на окисление +3 съществуват в мета форма. Като пример можем да дадем: алуминиев метахидроксид (химична формула А10 (ОН) и метахидроксид на желязо (химична формула FeO (OH)).

Как се получават амфотерните оксиди?

1. Най-удобният метод за получаването им е утаяване от воден разтвор, като се използва амониев хидрат, т.е. слаба база. Например:
Al (NO3) 3 (алуминиев нитрат) + 3 (Н2ОхNНз) (воден разтвор на амоняк хидрат) = А1 (ОН) 3 (амфотерен оксид) + 3NH4NO3 (реакцията се извършва при двадесет степени топлина).
Al (NO3) 3 (алуминиев нитрат) + 3 (H2OxNH3) (воден разтвор на амониев хидроксид) = АЮ (ОН) (амфотерен оксид) + 3NH4NO3 + H2O (реакция се извършва при 80 ° С)

В този случай, в реакцията на размяна от този тип в случай на излишък от алкали алуминиев хидроксид няма да бъдат депозирани. Това се дължи на факта, че алуминият преминава в анион заради двойна свойства: Al (ОН) 3 (алуминиев хидроксид) + OHminus- (излишък на алкален) = [Al (OH) 4] minus- (алуминиев хидроксид анион).

Примери на реакции от този тип:
Al (NO3) 3 (алуминиев нитрат) + 4NaOH (излишък от натриев хидроксид) = 3NaNO3 + Na (А1 (ОН) 4).
ZnS04 (цинков сулфат) + 4NaOH (излишък от натриев хидроксид) = Na2S04 + Na2 (Zn (OH) 4).

Солите, които се формират в този случай, се отнасят до сложни съединения. Те включват следните сложни аниони: (А1 (ОН) 4) минус - и все още (Zn (OH) 4) 2 minus. Така че тези соли се наричат: Na (А1 (ОН) 4) - натриев тетрахидроксоалуминат, Na2 (Zn (OH) 4) - натриев тетрахидроксикинат. Продуктите на взаимодействие на алуминиеви или цинкови оксиди с алкални твърди вещества се наричат ​​различно: NaAlO2 - натриев диоксоалуминат и Na2ZnO2 - натриев диоксикинат.