Amfoterné oxidy. Chemické vlastnosti, spôsob výroby

Amfoterové oxidy (s dvojitými vlastnosťami)- vo väčšine prípadov ide o oxidy kovov, ktoré majú malú elektronegativitu. V závislosti od vonkajších podmienok vykazujú buď kyslé alebo oxidové vlastnosti. Tieto oxidy sú tvorené prechodnými kovmi, ktoré zvyčajne vykazujú nasledujúce oxidačné stavy: II, III, IV.

Príklady amfotérnych oxidov: oxidu zinočnatého (ZnO), oxidu chrómu lll (Cr2O3), oxid hlinitý (AI2O3), oxid ll cínu (Sno), oxid cínu lV (Sno 2), oxid olovnatý ll (PbO), olova lV oxid (PbO2), oxid titaničitý lV (TiO 2), oxidu mangánu lV (MnO2), lll oxid železitý (Fe2O3), oxidu berýlia (BEO).

Reakcie typické pre amfoterné oxidy:

1. Tieto oxidy môžu reagovať so silnými kyselinami. V tomto prípade sa tvoria soli týchto kyselín. Reakcie tohto typu sú prejavmi vlastností základného typu. Napríklad: ZnO (oxid zinočnatý) + H2SO4 (kyselina chlorovodíková) → ZnS04 (síran zinočnatý) + H20 (voda).

2. Pri interakcii so silnými zásadami majú amfotérne oxidy a hydroxidy kyslé vlastnosti. V tomto prípade sa dualita vlastností (t.j. amfotérita) prejavuje tvorbou dvoch solí.

V tavenine sa pri reakcii s alkalickým činidlom vytvorí priemerná soľ, napríklad:
ZnO (oxid zinočnatý) + 2NaOH (hydroxid sodný) → Na2ZnO2 (spoločná priemerná soľ) + H2O (voda).
Al2O3 (oxid hlinitý) + 2NaOH (hydroxid sodný) = 2NaAlO2 + H20 (voda).
2AL (OH) 3 (hydroxid hlinitý) + 3SO3 (oxid síry) = Al2 (SO 4) 3 (hliník sulfát) + 3H2O (voda).

V roztoku sú amfoterné oxidy v reakcii salkálie za vzniku komplexné soli, napríklad: AI2O3 (oxid hlinitý) + 2NaOH (hydroxid sodný) + 3H2O (voda) + 2Na (Al (OH) 4) (komplexné soľ tetragidroksoalyuminat sodného).

3. Každý kov akéhokoľvek amfoterného oxidu má svoje koordinačné číslo. Napríklad na zinku (Zn) - 4, hliníka (Al) - 4 alebo 6, pre chróm (Cr) - 4 (vzácny) alebo 6.

4. Amfoterný oxid nereaguje s vodou a nerozpúšťa sa v ňom.

Aké reakcie dokazujú amfotérny kov?

Zvyčajne môže byť amfotérny prvokvykazujú vlastnosti kovov i nekovov. Taký charakteristický rys je prítomná v prvkov skupín: Be (berýlium), Ga (gália), Ge (germánium), Sn (cín), Pb, Sb (antimón), Bi (bizmutu), a niektoré ďalšie, rovnako ako mnoho z prvkov B - skupiny sú Cr (chróm), Mn (mangán), Fe (železo), Zn (zinok), Cd (kadmium) a ďalšie.

Ukážeme nasledujúcimi chemickými reakciami amfotérnosť chemického prvku zinku (Zn):

1. Zn (OH) 2 (hydroxid zinočnatý) + N2O5 (diazoténpentoxid) = Zn (NO3) 2 (dusičnan zinočnatý) + H20 (voda).
ZnO (oxid zinočnatý) + 2HNO3 (kyselina dusičná) = Zn (NO 3) 2 (dusičnan zinočnatý) + H2O (voda).

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

V prípade, keď prvok s duálnouvlastnosti v zlúčenine majú nasledujúce stupne oxidácie, jej duálne (amfotérne) vlastnosti sú najvýraznejšie v medzistupni oxidácie.

Napríklad, môžete priniesť chróm (Cr). Tento prvok má nasledujúce oxidačné stavy: 3+, 2+, 6+. V prípade +3 sú základné a kyslé vlastnosti približne rovnaké, zatiaľ čo Cr +2 dominuje hlavné vlastnosti a Cr +6 je kyslé. Tu sú reakcie preukazujúce toto tvrdenie:

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

Vo väčšine prípadov sú amfoterné oxidyv meta forme existujú chemické prvky so stupňom oxidácie +3. Ako príklad môžeme uviesť: metahydroxid hlinitý (chemický vzorec AIO (OH) a metahydroxid železa (chemický vzorec FeO (OH)).

Ako sa získajú amfoterné oxidy?

1. Najvhodnejšou metódou na ich získanie je vyzrážanie z vodného roztoku s použitím hydrátu amoniaku, to znamená slabej bázy. Napríklad:
Al (NO 3) 3 (dusičnanu hlinitého) + 3 (H2OxNH3) (hydrát vodného amoniaku) = AI (OH) 3 (amfoterné oxid) + 3NH4NO3 (reakcia sa vykonáva za tepla, dvadsať stupňov).
Al (NO 3) 3 (dusičnanu hlinitého) + 3 (H2OxNH3) (vodný hydroxid amónny) = AIO (OH) (amfoterné oxid) + 3NH4NO3 + H2O (reakcia sa uskutočňuje pri teplote 80 ° C)

V tomto prípade pri výmene reakcie tohto typu v prípadeHydroxid hlinitý sa nezráža. To je spôsobené tým, že hliník prechádza do aniónu kvôli jeho dvojitým vlastnostiam: Al (OH) 3 (hydroxid hlinitý) + OH- (nadbytok alkalického kovu) = [AI (OH) 4] - (anión hydroxidu hlinitého).

Príklady reakcií tohto typu:
Al (NO3) 3 (dusičnan hlinitý) + 4NaOH (prebytok hydroxidu sodného) = 3NaNO3 + Na (Al (OH) 4).
ZnSO4 (síran zinočnatý) + 4NaOH (prebytok hydroxidu sodného) = Na2SO4 + NA2 (Zn (OH) 4).

Soli, ktoré sú v tomto prípade vytvorené, sa týkajúkomplexné zlúčeniny. Obsahujú nasledujúce komplexné anióny: (Al (OH) 4) - a viac (Zn (OH) 4) 2-. Takto sa tieto soli nazývajú: tetrahydroxaluminát sodný (Na (Al) (OH) 4), tetrahydroxocinát sodný Na2 (Zn (OH) 4). Produkty interakcie oxidov hliníka alebo zinku s alkalickým tvrdením sa nazývajú rozdielne: NaAlO2 - dioxoaluminát sodný a Na2ZnO2 - dioxokinát sodný.