Amfoteriniai oksidai. Cheminės savybės, gamybos būdas

Amfoteriniai oksidai (turintys dvigubas savybes)- daugeliu atvejų tai yra metalų oksidai, kurie turi nedidelį elektrodinį poveikį. Priklausomai nuo išorinių sąlygų, jie turi rūgštinių arba oksidų savybių. Šie oksidai susidaro pereinamuosiuose metaluose, kurie paprastai turi tokias oksidacijos būsenas: ll, lll, lV.

Amfoterinių oksidų pavyzdžiai: cinko oksidas (ZnO),, chromo oksido lll (Cr2O3), aliuminio oksido (Al2O3), oksidas LL alavas (SnO), alavo oksidas lV (SnO2), švino oksidas LL (PbO), švino lV oksidas (PbO2), titano lV oksidas (TiO2), mangano oksidas lV (MnO2), geležies oksidas lll (Fe2O3), berilio oksidas (BEO).

Reikšmės, būdingos amfoteriniams oksidams:

1. Šie oksidai gali reaguoti su stipriomis rūgštimis. Tokiu atveju susidaro šių rūgščių druskos. Tokio tipo reakcijos yra pagrindinio tipo savybių pasireiškimai. Pavyzdžiui: ZnO (cinko oksidas) + H2SO4 (druskos rūgštis) → ZnSO4 (cinko sulfatas) + H2O (vanduo).

2. Esant sąveikai su stipriais šarmais, amfoteriniai oksidai ir hidroksidai pasižymi rūgštinėmis savybėmis. Šiuo atveju savybių dvigubumas (t. Y. Amfoteriškumas) pasireiškia formuojant dvi druskas.

Lydymosi metu reakcijoje su šarmu susidaro vidutinė druska, pavyzdžiui:
ZnO (cinko oksidas) + 2NaOH (natrio hidroksidas) → Na2ZnO2 (bendroji vidutinė druska) + H2O (vanduo).
Al2O3 (aliuminio oksidas) + 2NaOH (natrio hidroksidas) = ​​2NaAlO2 + H2O (vanduo).
2Al (OH) 3 (aliuminio hidroksidas) + 3SO3 (sieros oksidas) = ​​Al2 (SO4) 3 (aliuminio sulfatas) + 3H2O (vanduo).

Tirpale amfoteriniai oksidai, reaguodami sušarmų, kad sudarytų sudėtingą druskos, pavyzdžiui: Al2O3 (aliuminio oksido) + 2NaOH (Natrio hidroksidas) + 3H2O (vanduo) + 2NA (Al (OH) 4) (sudėtingas druska natrio tetragidroksoalyuminat).

3. Kiekvienas bet kurio amfoterinio oksido metalas turi koordinacinį numerį. Pavyzdžiui: cinko (Zn) - 4, aliuminio (Al) - 4 ar 6, chromo (Cr) - 4 (retai) arba 6.

4. Amfoterinis oksidas nereaguoja su vandeniu ir neištirps.

Kokias reakcijas atskleidžia amfoterinis metalas?

Paprastai amfoterinis elementas galipasižymi tiek metalų, tiek nemetalų savybėmis. Panaši charakteristika yra A grupių elementuose: Be (berilio), Ga (galiso), Ge (germanio), Sn (alavo), Pb, Sb (stibio), Bi (bismuto) ir kai kurių kitų elementų. -grupės yra Cr (chromas), Mn (manganas), Fe (geležis), Zn (cinkas), Cd (kadmis) ir kt.

Pabandykite įrodyti šiomis cheminėmis reakcijomis: cinko (Zn) cheminio elemento amfoteriškumą:

1. Zn (OH) 2 (cinko hidroksidas) + N2O5 (diazotino pentoksidas) = ​​Zn (NO3) 2 (cinko nitratas) + H2O (vanduo).
ZnO (cinko oksidas) + 2HNO3 (azoto rūgštis) = Zn (NO3) 2 (cinko nitratas) + H2O (vanduo).

b) Zn (OH) 2 (cinko hidroksidas) + Na2O (natrio oksidas) = ​​Na2ZnO2 (natrio dioksokinkatas) + H2O (vanduo).
ZnO (cinko oksidas) + 2NaOH (natrio hidroksidas) = ​​Na2ZnO2 (natrio dioksokinatas) + H2O (vanduo).

Tuo atveju, kai elementas yra dvigubasjunginio savybės turi tokius oksidacijos laipsnius, jo dvigubos (amfoterinės) savybės yra labiausiai pastebimos tarpinėje oksidacijos stadijoje.

Pavyzdžiui, galite pasiimti chromą (Cr). Šis elementas turi tokias oksidacijos būsenas: 3+, 2+, 6+. +3 atveju bazinės ir rūgštinės savybės yra maždaug vienodos, o Cr +2 dominuoja pagrindinės savybės, o Cr +6 rūgštus. Čia yra reakcijos, įrodančios šį teiginį:

Cr + 2 → CrO (chromo oksidas +2), Cr (OH) 2 → CrSO4;
Cr + 3 → Cr2O3 (chromo oksidas +3), Cr (OH) 3 (chromo hidroksidas) → KCrO2 arba chromo sulfatas Cr2 (SO4) 3;
Cr + 6 → CrO3 (chromo oksidas +6), H2CrO4 → K2CrO4.

Daugeliu atvejų amfoteriniai oksidaimeta formoje egzistuoja cheminiai elementai, kurių oksidacijos laipsnis +3. Pavyzdžiui, mes galime suteikti: aliuminio metahidroksidas (cheminė formulė AlO (OH) ir geležies metahidroksidas (cheminė formulė FeO (OH)).

Kaip jie gauna amfoterinius oksidus?

1. Patogiausias būdas juos gauti yra krituliai iš vandeninio tirpalo, naudojant amoniako hidratą, ty silpną bazę. Pavyzdžiui:
Al (NO3) 3 (aliuminio nitratas) + 3 (H2OxNH3) (hidratas vandeninis amoniako) = al (OH) 3 (Amfoteryczny oksido) + 3NH4NO3 (reakcija yra atliekama pagal šilumos dvidešimt laipsnių).
Al (NO3) 3 (aliuminio nitratas) + 3 (H2OxNH3) (vandeninis amoniakinio hidrato tirpalas) = ​​AlO (OH) (amfoterinis oksidas) + 3NH4NO3 + H2O (reakcija atliekama 80 ° C temperatūroje)

Tokiu atveju, tokio tipo keitimo reakcija šiuo atvejuAliuminio hidroksidas nebus nusodintas. Taip yra dėl to, kad aliuminis patenka į anijoną dėl jo dvigubų savybių: Al (OH) 3 (aliuminio hidroksidas) + OH- (šarminis perteklius) = [Al (OH) 4] - (aliuminio hidroksido anijonas).

Tokio pobūdžio reakcijų pavyzdžiai:
Al (NO3) 3 (aliuminio nitratas) + 4NaOH (natrio hidroksido perteklius) = 3NaNO3 + Na (Al (OH) 4).
ZnSO4 (cinko sulfatas) + 4NaOH (natrio hidroksido perteklius) = Na2SO4 + Na2 (Zn (OH) 4).

Sala, kuri susidaro šiuo atveju, nurodokompleksiniai junginiai. Jie apima šiuos kompleksinius anijonus: (Al (OH) 4) ir daugiau (Zn (OH) 4) 2-. Taigi šios druskos yra vadinamos: Na (Al (OH) 4) - natrio tetrahidroksialuminatas, Na2 (Zn (OH) 4) - natrio tetrahidroksocinkatas. Aliuminio ar cinko oksidų sąveikos su sunkiu šarmu sąveikos produktai vadinami kitaip: NaAlO2 - natrio dioksoaluminato ir Na2ZnO2 - natrio dioksokinkato.

</ p>