EntrataProprietà chimiche e preparazione delle basi anfotere. Proprietà degli idrossidi anfoteri
Esistono tre classi principali di composti chimici inorganici: ossidi, idrossidi e sali. I primi sono divisi in due gruppi: non salini (tra cui monossido di carbonio, protossido di azoto, monossido di azoto, ecc.) e salini, che a loro volta sono basici, acidi e anfoteri. Gli idrossidi si dividono in acidi, basi e anfoteri. Esistono sali basici, acidi, medi e doppi. Gli ossidi e gli idrossidi anfoteri saranno descritti più dettagliatamente di seguito.
Cos'è l'anfotericità?
Questa è la capacità di una sostanza chimica inorganica di mostrare proprietà sia acide che basiche, a seconda delle condizioni di reazione. Le sostanze che hanno questo tipo di caratteristica possono includere ossidi e idrossidi. Tra i primi ricordiamo l'ossido e il biossido di stagno, berillio, manganese, zinco, ferro (II), (III). Gli idrossidi anfoteri sono rappresentati dalle seguenti sostanze: berillio, alluminio, idrossido di ferro (II), metaidrossido di ferro e alluminio, diidrossido-ossido di titanio. Tra i composti sopra elencati, i più comuni e frequentemente utilizzati sono l'ossido di ferro e di alluminio, nonché gli idrossidi di questi metalli.
Proprietà chimiche degli ossidi anfoteri
Gli ossidi anfoteri hanno entrambe le proprietà dei composti acidi e basici. Essendo acidi, possono interagire con gli alcali. In questo tipo di reazione si formano sale e acqua. Reagiscono chimicamente anche con gli ossidi basici. Mostrando le loro proprietà basiche, interagiscono con gli acidi, provocando la formazione di sale e acqua, nonché con ossidi acidi, grazie ai quali si può ottenere il sale.
Esempi di equazioni di reazione che coinvolgono ossidi anfoteri
AI 2 O 3 + 2KOH = 2KAIO 2 + H 2 O - questa reazione mostra proprietà acide ossidi anfoteri. 2АІ 2 О 3 + 6НІ = 4АІСІ 3 + 3Н 2 О; АІ 2 О 3 + 3СО 2 = АІ2(СО 3) 3 - queste equazioni servono come esempio delle regole di base proprietà chimiche tali ossidi.
Proprietà chimiche degli idrossidi anfoteri
Sono in grado di reagire chimicamente sia con acidi forti che con alcali e alcuni di essi reagiscono anche con acidi deboli. Tutti loro, se esposti ad alte temperature, si decompongono in ossido e acqua. Quando un idrossido anfotero reagisce con un acido, si formano sale e acqua. Tutti questi idrossidi sono insolubili in acqua e quindi possono reagire solo con soluzioni di alcuni composti, ma non con sostanze secche.
Proprietà fisiche degli ossidi anfoteri, metodi di preparazione e applicazione
L'ossido di ferum (II) è forse l'ossido anfotero più comune. Ci sono parecchi modi per ottenerlo. È ampiamente utilizzato nell'industria. Anche altri ossidi anfoteri vengono utilizzati in numerosi settori: dalla metallurgia all'industria alimentare.
Aspetto, preparazione e utilizzo dell'ossido di ferum (II).
È un solido nero. Il suo reticolo cristallino è simile a quello del sale da cucina. Può essere trovato in natura come minerale wustite.
Questo composto chimico è ottenuto da quattro in vari modi. Primo— riduzione dell'ossido di ferro (III) mediante monossido di carbonio. In questo caso, miscelando la stessa quantità di queste due sostanze, si ottengono due parti di ossido di ferro (II) e una parte di anidride carbonica. Secondo metodo preparazione: l'interazione del ferro con i suoi ossidi, ad esempio l'ossido di ferum (III), senza la formazione di sottoprodotti.
Tuttavia, per tale reazione è necessario creare condizioni nella forma alta temperatura— 900-1000 gradi Celsius. Terza via- una reazione tra ferro e ossigeno, in questo caso si forma solo ossido di ferro (II). Per realizzare questo processo sarà necessario anche il riscaldamento delle sostanze di partenza. Quarto metodo ottenuto è ossalato ferroso. Questa reazione richiede alte temperature e vuoto. Di conseguenza, ossido di ferum (II), anidride carbonica e monossido di carbonio in un rapporto di 1:1:1. Da quanto scritto sopra possiamo concludere che il primo metodo per ottenere questa sostanza è il più semplice e non richiede condizioni speciali. L'ossido di ferro (II) viene utilizzato per fondere la ghisa; è anche uno dei componenti di alcuni coloranti e viene utilizzato nel processo di annerimento dell'acciaio;
Ossido di ferro (III).
Questo non è un ossido anfotero meno comune di quello sopra descritto. In condizioni normali è una sostanza solida di colore rosso-marrone. In natura si trova sotto forma di minerale ematite, che viene utilizzato nella fabbricazione di gioielli. Nell'industria questa sostanza è ampiamente utilizzata: viene utilizzata per colorarne alcuni materiali da costruzione, come il mattone, lastre di pavimentazione ecc., nella produzione di vernici, comprese quelle da stampa, e smalti. La sostanza in questione serve anche come colorante alimentare chiamato E172. IN industria chimica viene utilizzato nella produzione di ammoniaca come catalizzatore.
Ossido di alluminio
Gli ossidi anfoteri includono anche l'ossido di alluminio nella loro lista. Questa sostanza in condizioni normali ha uno stato solido. Il colore di questo ossido è bianco. In natura, parte di esso si trova sotto forma di allumina, oltre che di zaffiro e rubino. Utilizzato principalmente nell'industria chimica come catalizzatore. Ma viene utilizzato anche nella lavorazione della ceramica.
Ossido di zinco
Questo composto chimico è anche anfotero. Questo solido incolore è insolubile in acqua. Si ottiene principalmente attraverso la decomposizione di vari composti di zinco. Ad esempio, è nitrato. Questo rilascia ossido di zinco, biossido di azoto e ossigeno. Puoi anche estrarre questa sostanza attraverso la decomposizione del carbonato di zinco. Con una tale reazione, tranne connessione desiderata, viene rilasciata anche anidride carbonica. È anche possibile che l'idrossido di zinco si decomponga nel suo ossido e acqua. Per eseguire tutti e tre i processi sopra indicati è necessaria l'esposizione ad alte temperature. L'ossido di zinco viene utilizzato in vari settori, ad esempio nell'industria chimica (come catalizzatore) per la produzione del vetro, in medicina per il trattamento dei difetti della pelle.
Ossido di berillio
Si ottiene principalmente per decomposizione termica dell'idrossido di questo elemento. Questo produce anche acqua. Sembra una sostanza solida e incolore. Questo ossido trova la sua applicazione in vari settori come materiale resistente al calore.
Ossido di stagno
Ha colore scuro, ha uno stato solido in condizioni normali. Può essere ottenuto, come molti altri ossidi anfoteri, attraverso la decomposizione del suo idrossido. Di conseguenza, si formano la sostanza in questione e l'acqua. Ciò richiede anche l'esposizione ad alte temperature. Questo composto è utilizzato nell'industria chimica come agente riducente nelle reazioni redox e meno comunemente usato come catalizzatore.
Proprietà, preparazione e applicazione degli idrossidi anfoteri
Gli idrossidi anfoteri sono utilizzati non meno ampiamente degli ossidi. Grazie al loro versatile comportamento chimico, vengono utilizzati principalmente per la preparazione di tutti i tipi di composti. Inoltre, nella produzione di batterie viene utilizzato l'idrossido di ferro (un solido incolore); idrossido di alluminio - per la purificazione dell'acqua; idrossido di berillio - per ottenere l'ossido.
Composti anfoteri
La chimica è sempre un’unità degli opposti.
Guarda la tavola periodica.
Alcuni elementi (quasi tutti i metalli che presentano stati di ossidazione +1 e +2) si formano di base ossidi e idrossidi. Ad esempio, il potassio forma l'ossido K 2 O e l'idrossido KOH. Esibiscono proprietà basilari, come l'interazione con gli acidi.
K2O + HCl → KCl + H2O
Alcuni elementi (la maggior parte dei non metalli e dei metalli con stati di ossidazione +5, +6, +7) si formano acido ossidi e idrossidi. Gli idrossidi acidi sono acidi contenenti ossigeno, sono chiamati idrossidi perché hanno un gruppo ossidrile nella loro struttura, ad esempio lo zolfo forma ossido acido SO 3 e idrossido acido H 2 SO 4 (acido solforico):
Tali composti presentano proprietà acide, ad esempio reagiscono con le basi:
H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O
E ci sono elementi che formano ossidi e idrossidi che presentano proprietà sia acide che basiche. Questo fenomeno si chiama anfotero . Sono questi ossidi e idrossidi che focalizzeranno la nostra attenzione in questo articolo. Tutti gli ossidi e gli idrossidi anfoteri sono solidi insolubili in acqua.
Innanzitutto, come possiamo determinare se un ossido o un idrossido è anfotero? C'è una regola, un po' arbitraria, ma puoi comunque usarla:
Gli idrossidi e gli ossidi anfoteri sono formati da metalli negli stati di ossidazione +3 e +4, Per esempio (Al 2 O 3 , Al(OH) 3 , Fe 2 O 3 , Fe(OH) 3)
E quattro eccezioni:metalliZn , Essere , Pb , Sn formare i seguenti ossidi e idrossidi:ZnO , Zn ( OH ) 2 , BeO , Essere ( OH ) 2 , PbO , Pb ( OH ) 2 , SnO , Sn ( OH ) 2 , in cui presentano uno stato di ossidazione pari a +2, ma nonostante ciò, questi composti presentano proprietà anfotere .
Gli ossidi anfoteri più comuni (e i loro corrispondenti idrossidi): ZnO, Zn(OH) 2, BeO, Be(OH) 2, PbO, Pb(OH) 2, SnO, Sn(OH) 2, Al 2 O 3, Al (OH) 3, Fe 2 O 3, Fe (OH) 3, Cr 2 O 3, Cr (OH) 3.
Le proprietà dei composti anfoteri non sono difficili da ricordare: interagiscono con acidi e alcali.
- Quando interagiscono con gli acidi, tutto è semplice in queste reazioni, i composti anfoteri si comportano come quelli basici:
Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O
ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O
BeO + HNO3 → Be(NO3)2 + H2O
Gli idrossidi reagiscono allo stesso modo:
Fe(OH)3 + 3HCl → FeCl3 + 3H2O
Pb(OH)2 + 2HCl → PbCl2 + 2H2O
- Interagire con gli alcali è un po’ più complicato. In queste reazioni i composti anfoteri si comportano come acidi e i prodotti di reazione possono essere diversi a seconda delle condizioni.
O la reazione avviene in soluzione, oppure le sostanze reagenti vengono prese come solide e fuse.
Interazione dei composti basici con quelli anfoteri durante la fusione.
Diamo un'occhiata all'esempio dell'idrossido di zinco. Come accennato in precedenza, i composti anfoteri interagiscono con i composti basici e si comportano come acidi. Quindi scriviamo l'idrossido di zinco Zn (OH) 2 come un acido. L'acido ha davanti l'idrogeno, lo tiriamo fuori: H 2 ZnO 2 . E la reazione dell'alcali con l'idrossido procederà come se fosse un acido. “Residuo acido” ZnO 2 2-divalente:
2K OH(TV) + H 2 ZnO 2(solido) (t, fusione)→ K 2 ZnO 2 + 2 H 2 O
La sostanza risultante K 2 ZnO 2 è chiamata metazincato di potassio (o semplicemente zincato di potassio). Questa sostanza è un sale di potassio e dell'ipotetico “acido di zinco” H 2 ZnO 2 (non è del tutto corretto chiamare tali composti sali, ma per nostra comodità lo dimenticheremo). Basta scrivere l'idrossido di zinco in questo modo: H 2 ZnO 2 - non va bene. Scriviamo come al solito Zn (OH) 2, ma intendiamo (per nostra comodità) che è un “acido”:
2KOH (solido) + Zn (OH) 2(solido) (t, fusione) → K 2 ZnO 2 + 2H 2 O
Con gli idrossidi, che hanno 2 gruppi OH, tutto sarà uguale a quello dello zinco:
Be(OH) 2(tv.) + 2NaOH (tv.) (t, fusione) → 2H 2 O + Na 2 BeO 2 (metaberillato di sodio o berillato)
Pb(OH) 2 (sol.) + 2NaOH (sol.) (t, fusione) → 2H 2 O + Na 2 PbO 2 (metaplumbato di sodio, o plumbato)
Con gli idrossidi anfoteri con tre gruppi OH (Al (OH) 3, Cr (OH) 3, Fe (OH) 3) è leggermente diverso.
Consideriamo l'esempio dell'idrossido di alluminio: Al (OH) 3, scriviamolo sotto forma di acido: H 3 AlO 3, ma non lo lasciamo in questa forma, ma togliamo l'acqua da lì:
H3AlO3 – H2O → HAlO2 + H2O.
È questo “acido” (HAlO 2) con cui lavoriamo:
HAlO 2 + KOH → H 2 O + KAlO 2 (metaalluminato di potassio, o semplicemente alluminato)
Ma l'idrossido di alluminio non può essere scritto in questo modo HAlO 2, lo scriviamo come al solito, ma lì intendiamo "acido":
Al(OH) 3(solv.) + KOH (solv.) (t, fusione)→ 2H 2 O + KAlO 2 (metaalluminato di potassio)
Lo stesso vale per l'idrossido di cromo:
Cr(OH)3 → H3 CrO3 → HCrO2
Cr(OH) 3(tv.) + KOH (tv.) (t, fusione)→ 2H 2 O + KCrO 2 (metacromato di potassio,
MA NON CROMATO, i cromati sono sali dell'acido cromico).
È lo stesso con gli idrossidi contenenti quattro gruppi OH: spostiamo l’idrogeno in avanti e rimuoviamo l’acqua:
Sn(OH)4 → H4 SnO4 → H2 SnO3
Pb(OH)4 → H4 PbO4 → H2 PbO3
Va ricordato che il piombo e lo stagno formano ciascuno due idrossidi anfoteri: con uno stato di ossidazione di +2 (Sn (OH) 2, Pb (OH) 2) e +4 (Sn (OH) 4, Pb (OH) 4 ).
E questi idrossidi formeranno diversi “sali”:
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Stato di ossidazione |
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Formula dell'idrossido |
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Formula dell'idrossido come acido |
H2SnO2 |
H2PbO2 |
H2SnO3 |
H2PbO3 |
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Sale (potassio) |
K2SNO2 |
K2PbO2 |
K2SNO3 |
K2PbO3 |
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Nome del sale |
metastannAT |
metablumbAT |
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Stessi principi dei nomi dei "sali" ordinari, l'elemento in grado più alto ossidazione – suffisso AT, in intermedio – IT.
Tali "sali" (metacromati, metaalluminati, metaberillati, metazincati, ecc.) Si ottengono non solo come risultato dell'interazione di alcali e idrossidi anfoteri. Questi composti si formano sempre quando un “mondo” fortemente basico ed uno anfotero (durante la fusione) entrano in contatto. Cioè, allo stesso modo degli idrossidi anfoteri, gli ossidi anfoteri e i sali metallici che formano ossidi anfoteri (sali di acidi deboli) reagiscono con gli alcali. E invece di un alcali, puoi prendere un forte ossido basico e un sale del metallo che forma gli alcali (un sale di un acido debole).
Interazioni:
Ricorda, le reazioni seguenti si verificano durante la fusione.
Ossido anfotero con ossido basico forte:
ZnO (solido) + K 2 O (solido) (t, fusione) → K 2 ZnO 2 (metazincato di potassio, o semplicemente zincato di potassio)
Ossido anfotero con alcali:
ZnO (solido) + 2KOH (solido) (t, fusione) → K 2 ZnO 2 + H 2 O
Ossido anfotero con un sale di un acido debole e un metallo che forma un alcali:
ZnO (sol.) + K 2 CO 3 (sol.) (t, fusione) → K 2 ZnO 2 + CO 2
Idrossido anfotero con ossido basico forte:
Zn(OH) 2 (solido) + K 2 O (solido) (t, fusione) → K 2 ZnO 2 + H 2 O
Idrossido anfotero con alcali:
Zn (OH) 2 (solido) + 2KOH (solido) (t, fusione) → K 2 ZnO 2 + 2H 2 O
Idrossido anfotero con un sale di un acido debole e un metallo che forma un alcali:
Zn (OH) 2 (solido) + K 2 CO 3 (solido) (t, fusione) → K 2 ZnO 2 + CO 2 + H 2 O
Sali di un acido debole e di un metallo che formano un composto anfotero con un ossido basico forte:
ZnCO 3 (solido) + K 2 O (solido) (t, fusione) → K 2 ZnO 2 + CO 2
Sali di un acido debole e di un metallo che forma un composto anfotero con un alcali:
ZnCO 3 (solido) + 2KOH (solido) (t, fusione) → K 2 ZnO 2 + CO 2 + H 2 O
Sali di un acido debole e un metallo che formano un composto anfotero con un sale di un acido debole e un metallo che forma un alcali:
ZnCO 3(tv.) + K 2 CO 3(tv.) (t, fusione)→ K 2 ZnO 2 + 2CO 2
Di seguito sono riportate le informazioni sui sali degli idrossidi anfoteri, quelli più comuni nell'Esame di Stato Unificato sono contrassegnati in rosso;
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Idrossido |
Idrossido come acido |
Residuo acido |
Nome del sale |
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BeO |
Sii (OH) 2 |
H 2 BeO 2 |
BeO 2 2- |
K 2 BeO 2 |
Metaberillato (berillato) |
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ZnO |
Zn(OH) 2 |
H 2 ZnO 2 |
ZnO 2 2- |
K 2 ZnO 2 |
Metazincato (zincato) |
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Al 2 O 3 |
Al(OH) 3 |
Alone 2 |
AlO 2 — |
KAlO 2 |
Metaalluminato (alluminato) |
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Fe2O3 |
Fe(OH)3 |
HFeO2 |
FeO2- |
KFeO2 |
Metaferrate (MA NON FERRATE) |
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Sn(OH)2 |
H2SnO2 |
SnO2 2- |
K2SNO2 |
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Pb(OH)2 |
H2PbO2 |
PbO22- |
K2PbO2 |
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SnO2 |
Sn(OH)4 |
H2SnO3 |
SnO3 2- |
K2SNO3 |
MetastannAT (stannato) |
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PbO2 |
Pb(OH)4 |
H2PbO3 |
PbO32- |
K2PbO3 |
MetablumAT (piombo) |
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Cr2O3 |
Cr(OH)3 |
HCrO2 |
CrO2 - |
KCrO2 |
Metacromato (MA NON CROMATO) |
Interazione di composti anfoteri con soluzioni di ALCALINI (qui solo alcali).
Nell’Esame di Stato unificato questo si chiama “scioglimento dell’idrossido di alluminio (zinco, berillio, ecc.) con alcali”. Ciò è dovuto alla capacità dei metalli nella composizione degli idrossidi anfoteri in presenza di un eccesso di ioni idrossido (in ambiente alcalino) attacca questi ioni a se stesso. Una particella è formata con un metallo (alluminio, berillio, ecc.) al centro, circondato da ioni idrossido. Questa particella diventa carica negativamente (anione) a causa degli ioni idrossido, e questo ione sarà chiamato idrossialluminato, idrossizincato, idrossiberillato, ecc. Inoltre, il processo può procedere in diversi modi in cui il metallo può essere circondato; numeri diversi ioni idrossido.
Considereremo due casi: quando il metallo è circondato quattro ioni idrossido, e quando è circondato sei ioni idrossido.
Scriviamo l'abbreviato equazione ionica questi processi:
Al(OH)3 + OH — → Al(OH)4 —
Lo ione risultante è chiamato ione tetraidrossialluminato. Il prefisso "tetra-" viene aggiunto perché ci sono quattro ioni idrossido. Lo ione tetraidrossialluminato ha una carica -, poiché l'alluminio ha una carica di 3+ e quattro ioni idrossido hanno una carica di 4-, il totale è -.
Al(OH)3 + 3OH - → Al(OH)6 3-
Lo ione formato in questa reazione è chiamato ione esaidrossialluminato. Il prefisso "hexo-" viene aggiunto perché ci sono sei ioni idrossido.
È necessario aggiungere un prefisso che indica il numero di ioni idrossido. Perché se scrivi semplicemente “idrossialluminato”, non è chiaro di quale ione intendi: Al (OH) 4 - o Al (OH) 6 3-.
Quando un alcali reagisce con un idrossido anfotero, nella soluzione si forma un sale. Il cui catione è un catione alcalino e l'anione è uno ione complesso, la cui formazione abbiamo discusso in precedenza. L'anione è parentesi quadre.
Al(OH)3 + KOH → K (tetraidrossialluminato di potassio)
Al (OH) 3 + 3KOH → K 3 (esaidrossialluminato di potassio)
Che tipo di sale (esa- o tetra-) scrivi come prodotto non ha importanza. Anche nelle risposte all'esame di stato unificato è scritto: "... K 3 (la formazione di K è consentita". La cosa principale è non dimenticare di assicurarsi che tutti gli indici siano inseriti correttamente. Tieni traccia delle accuse e mantieni tenendo presente che la loro somma dovrebbe essere uguale a zero.
Oltre agli idrossidi anfoteri, gli ossidi anfoteri reagiscono con gli alcali. Il prodotto sarà lo stesso. Solo se scrivi la reazione in questo modo:
Al2O3 + NaOH → Na
Al2O3 + NaOH → Na3
Ma queste reazioni non saranno equalizzate per te. Devi aggiungere acqua sul lato sinistro, perché l'interazione avviene in soluzione, lì c'è abbastanza acqua e tutto si equalizzerà:
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na
Al2O3 + 6NaOH + 3H2O → 2Na3
Oltre agli ossidi e agli idrossidi anfoteri, alcuni metalli particolarmente attivi che formano composti anfoteri interagiscono con soluzioni alcaline. Vale a dire questo: alluminio, zinco e berillio. Per pareggiare è necessaria l'acqua anche a sinistra. Inoltre, la principale differenza tra questi processi è il rilascio di idrogeno:
2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na + 3H2
2Al + 6NaOH + 6H2O → 2Na3 + 3H2
La tabella seguente mostra quelli più comuni in Esempi di Esame di Stato Unificato proprietà dei composti anfoteri:
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Sostanza anfotera |
Nome del sale |
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Al2O3 Al(OH)3 |
Tetraidrossialluminato di sodio |
Al(OH) 3 + NaOH → Na Al 2 O 3 +2NaOH+3H 2 O → 2Na 2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2 |
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Na 3 |
Esaidrossialluminato di sodio |
Al(OH) 3 +3NaOH→Na 3 Al 2 O 3 +6NaOH+3H 2 O → 2Na 3 2Al+6NaOH+6H 2 O → 2Na 3 + 3 ore 2 |
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Zn(OH)2 |
K2 |
Tetraidrossizincato di sodio |
Zn(OH) 2 +2NaOH→Na 2 ZnO+2NaOH+H 2 O → Na 2 Zn+2NaOH+2H 2 O → Na 2 +H 2 |
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K4 |
Esaidrossizincato di sodio |
Zn(OH) 2 +4NaOH→Na 4 ZnO+4NaOH+H 2 O → Na 4 Zn+4NaOH+2H 2 O → Na 4 +H 2 |
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Sii(OH)2 |
Li2 |
Litio tetraidrossiberillato |
Sii (OH) 2 +2LiOH → Li 2 BeO+2LiOH+H 2 O → Li 2 Essere + 2LiOH + 2H 2 O → Li 2 +H 2 |
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Li4 |
Litio esaidrossiberillato |
Sii (OH) 2 +4LiOH → Li 4 BeO+4LiOH+H 2 O → Li 4 Essere + 4LiOH + 2H 2 O → Li 4 +H 2 |
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Cr2O3 Cr(OH)3 |
Tetraidrossicromato di sodio |
Cr(OH) 3 + NaOH → Na Cr 2 O 3 +2NaOH+3H 2 O → 2Na |
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Na 3 |
Esaidrossicromato di sodio |
Cr(OH) 3 +3NaOH→Na 3 Cr 2 O 3 +6NaOH+3H 2 O → 2Na 3 |
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Fe2O3 Fe(OH)3 |
Tetraidrossiferrato di sodio |
Fe(OH) 3 + NaOH → Na Fe 2 O 3 +2NaOH+3H 2 O → 2Na |
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N / a 3 |
Esaidrossiferrato di sodio |
Fe(OH) 3 +3NaOH→Na 3 Fe 2 O 3 +6NaOH+3H 2 O → 2Na 3 |
I sali ottenuti in queste interazioni reagiscono con gli acidi, formando altri due sali (sali di un dato acido e due metalli):
2Na 3 + 6 ore 2 COSÌ 4 → 3Na 2 COSÌ 4 +Al 2 (COSÌ 4 ) 3 +12H 2 O
Questo è tutto! Niente di complicato. L'importante è non confondere, ricordare cosa si forma durante la fusione e cosa è in soluzione. Molto spesso si incontrano incarichi su questo tema B parti.
I seguenti ossidi di elementi sono anfoteri principale sottogruppi: BeO, A1 2 O 3, Ga 2 O 3, GeO 2, SnO, SnO 2, PbO, Sb 2 O 3, PoO 2. Gli idrossidi anfoteri sono i seguenti idrossidi degli elementi principale sottogruppi: Be(OH) 2, A1(OH) 3, Sc(OH) 3, Ga(OH) 3, In(OH) 3, Sn(OH) 2, SnO 2 nH 2 O, Pb(OH) 2 , PbO2nH2O.
Il carattere fondamentale degli ossidi e degli idrossidi degli elementi di un sottogruppo aumenta con l'aumentare numero di serie elemento (quando si confrontano ossidi e idrossidi di elementi nello stesso stato di ossidazione). Ad esempio, N 2 O 3, P 2 O 3, As 2 O 3 sono ossidi acidi, Sb 2 O 3 è un ossido anfotero, Bi 2 O 3 è un ossido basico.
Consideriamo le proprietà anfotere degli idrossidi usando l'esempio del berillio e dei composti di alluminio.
L'idrossido di alluminio presenta proprietà anfotere, reagisce sia con le basi che con gli acidi e forma due serie di sali:
1) in cui l'elemento A1 è sotto forma di catione;
2A1(OH)3 + 6HC1 = 2A1C13 + 6H2O A1(OH)3 + 3H+ = A13+ + 3H2O
In questa reazione A1(OH) 3 funge da base, formando un sale in cui l'alluminio è il catione A1 3+;
2) in cui l'elemento A1 fa parte dell'anione (alluminati).
A1(OH)3 + NaOH = NaA1O2 + 2H2O.
In questa reazione, A1(OH) 3 agisce come un acido, formando un sale in cui l'alluminio fa parte dell'anione AlO 2 –.
Le formule degli alluminati disciolti sono scritte in maniera semplificata, intendendo il prodotto che si forma durante la disidratazione del sale.
Nella letteratura chimica si possono trovare diverse formule di composti formati quando l'idrossido di alluminio viene sciolto in alcali: NaA1O 2 (metaalluminato di sodio), Na tetraidrossialluminato di sodio. Queste formule non si contraddicono tra loro, poiché la loro differenza è associata a diversi gradi di idratazione di questi composti: NaA1O 2 · 2H 2 O è una notazione diversa per Na. Quando A1(OH)3 viene sciolto in un eccesso di alcali, si forma tetraidrossialluminato di sodio:
A1(OH)3 + NaOH = Na.
Quando i reagenti vengono sinterizzati, si forma metaalluminato di sodio:
A1(OH)3 + NaOH ==== NaA1O2 + 2H2O.
Pertanto, possiamo dire che nelle soluzioni acquose sono presenti contemporaneamente ioni come [A1(OH) 4 ] - o [A1(OH) 4 (H 2 O) 2 ] - (per il caso in cui l'equazione della reazione viene redatta prendendo tenendo conto del guscio di idratazione), e la notazione A1O 2 è semplificata.
A causa della capacità di reagire con gli alcali, l'idrossido di alluminio, di regola, non si ottiene dall'azione degli alcali su soluzioni di sali di alluminio, ma utilizzando una soluzione di ammoniaca:
A1 2 (SO 4) 3 + 6 NH 3 H 2 O = 2A1(OH) 3 + 3(NH4)2SO4.
Tra gli idrossidi degli elementi del secondo periodo, l'idrossido di berillio presenta proprietà anfotere (il berillio stesso presenta una somiglianza diagonale con l'alluminio).
Con acidi:
Be(OH)2 + 2HC1 = BeC12 + 2H2O.
Con motivazioni:
Be(OH)2 + 2NaOH = Na2 (tetraidrossiberillato di sodio).
In forma semplificata (se immaginiamo Be(OH) 2 come acido H 2 BeO 2)
Be(OH) 2 + 2NaOH(concentrato a caldo) = Na 2 BeO 2 + 2H 2 O.
berillato Na
Gli idrossidi degli elementi dei sottogruppi laterali, corrispondenti a stati di ossidazione più elevati, molto spesso hanno proprietà acide: ad esempio Mn 2 O 7 - HMnO 4; CrO3 – H2CrO4. Gli ossidi e gli idrossidi inferiori sono caratterizzati da una predominanza di proprietà basiche: CrO – Cr(OH) 2; МnО – Mn(OH) 2; FeO – Fe(OH)2. I composti intermedi corrispondenti agli stati di ossidazione +3 e +4 spesso presentano proprietà anfotere: Cr 2 O 3 – Cr(OH) 3; Fe2О3 – Fe(OH)3. Illustriamo questo modello utilizzando l'esempio dei composti del cromo (Tabella 9).
Tabella 9 – Dipendenza della natura degli ossidi e dei loro corrispondenti idrossidi dal grado di ossidazione dell'elemento
L'interazione con gli acidi porta alla formazione di un sale in cui l'elemento cromo è sotto forma di catione:
2Cr(OH)3 + 3H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 6H2O.
Solfato di Cr(III).
L'interazione con le basi porta alla formazione del sale, in Quale l'elemento cromo fa parte dell'anione:
Cr(OH)3 + 3NaOH = Na3 + 3H2O.
Na esaidrossicromato(III)
L'ossido di zinco e l'idrossido ZnO, Zn(OH) 2 sono tipicamente composti anfoteri, Zn(OH) 2 si dissolve facilmente in soluzioni di acidi e alcali.
L'interazione con gli acidi porta alla formazione di un sale in cui l'elemento zinco si presenta sotto forma di catione:
Zn(OH)2 + 2HC1 = ZnCl2 + 2H2O.
L'interazione con le basi porta alla formazione di un sale in cui l'elemento zinco fa parte dell'anione. Quando si interagisce con gli alcali nelle soluzioni si formano tetraidrossicinati, durante la fusione– zincati:
Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2.
Oppure durante la fusione:
Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2ZnO2 + 2H2O.
L'idrossido di zinco viene preparato in modo simile all'idrossido di alluminio.
1) Nelle reazioni con gli acidi, questi composti mostrano proprietà basiche come le basi ordinarie:
Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O; Zn(OH)2 + H2SO4 → ZnSO4 + 2H2O.
2) Nelle reazioni con le basi, gli idrossidi anfoteri mostrano proprietà acide e formano sali. In questo caso il metallo anfotero fa parte dell'anione acido. I metalli anfoteri possono formare diversi residui acidi a seconda delle condizioni di reazione:
Al(OH)3 + 3NaOH → Na3; Zn(OH)2 + 2NaOH →Na2,
Quando si fondono i solidi:
Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O; Zn(OH)2 + 2NaOH →Na2 ZnO2 + 2H2O
Ossidi
Gli ossidi sono sostanze costituite da due elementi, uno dei quali è l'ossigeno, che si trova nello stato di ossidazione -2. Si dividono in base alle loro proprietà in basici, anfoteri e acidi.
Ossidi basici – Questi sono ossidi metallici con proprietà basiche. Questi includono la maggior parte degli ossidi metallici con stati di ossidazione +1 e +2.
Ossidi anfoteri– a seconda delle condizioni, possono presentare proprietà basiche o acide. Questi includono gli ossidi della maggior parte dei metalli con stati di ossidazione +3 e +4, nonché alcuni ossidi metallici con stati di ossidazione +2, ad esempio Al 2 O 3, Cr 2 O 3, ZnO, BeO.
Ossidi acidi– si tratta di ossidi non metallici e ossidi metallici in cui lo stato di ossidazione del metallo è +5 o superiore. Questi ossidi hanno proprietà acide e formano acidi.
Proprietà degli ossidi basici
1) Gli ossidi basici reagiscono con l'acqua se si forma un idrossido solubile:
CaO + H2O → Ca(OH)2; Na2O + H2O → 2NaOH.
2) Gli ossidi basici possono reagire con gli ossidi acidi:
CaO + SO 3 → CaSO 4; Na2O+CO2 → Na2CO3.
3) Gli ossidi basici reagiscono con gli acidi:
MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O; Na2O + 2HNO3 → 2NaNO3 + H2O.
Proprietà degli ossidi anfoteri
1) Reagiscono con acidi come i normali ossidi basici:
Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O; ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + 2H2O.
2) Nelle reazioni con le basi, mostrano proprietà acide e formano gli stessi anioni acidi degli idrossidi anfoteri:
Al2O3 + 6NaOH + 3H2O → 2Na3;
ZnO + 2NaOH + H2O → Na2.
Quando si fondono i solidi:
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O; ZnO + 2NaOH →Na2ZnO2 + H2O.
Proprietà degli ossidi acidi
1) Reagire con acqua se si ottiene un acido solubile:
SO3 + H2O → H2SO4; P2O5 + 3H2O → 2H3PO4.
2) Gli ossidi acidi possono reagire con gli ossidi basici:
SO3 + MgO → CaSO4; CO2+CaO → CaCO3.
3) Gli ossidi acidi reagiscono con le basi:
SO3 + NaOH → Na2SO4 + H2O; CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O.
Sali
Sali- queste sono sostanze, durante la dissociazione primaria delle quali non si formano né ioni H + né ioni OH -. Questi sono i prodotti dell'interazione di acidi e basi.
Ad esempio: NaCl=Na + +Cl - ;
Ca(HCO3)2 = Ca2+ +2HCO3 - ;
AlOH(NO3)2 =AlOH2+ +2NO3 -
I sali medi sono costituiti da anioni e cationi che non contengono H + e OH -, ad esempio: Na 2 SO 4 - solfato di sodio, CaCO 3 - carbonato di calcio. I sali acidi contengono il catione idrogeno H+, ad esempio: NaHCO 3 - bicarbonato di sodio. I sali basici contengono l'anione OH, ad esempio (CaOH) 2 CO 3 - idrossicarbonato di calcio.
Le proprietà chimiche di tutti i sali sono caratterizzate da reazioni di scambio.
1) I sali possono reagire con gli acidi:
a) Un acido forte sposta un acido debole dal suo sale.
Na 2 SiO 3 + 2HCl → 2NaCl + H 2 SiO 3 ↓.
b) Un acido polibasico può reagire con il suo sale medio per formare sali acidi.
Na2CO3 + H2CO3 → 2NaHCO3; CuSO4 + H2SO4 → Cu(HSO4) 2.
2) I sali solubili possono reagire con basi solubili se la reazione risulta in una sostanza insolubile:
2NaOH + CuSO 4 → Cu(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4 ;
Ba(OH)2 + Na2SO4 → BaSO4 ↓ + 2NaOH.
3) Due sali solubili possono reagire tra loro se la reazione dà come risultato una sostanza insolubile:
NaCl + AgNO3 → NaNO3 + AgCl↓.
4) I sali possono reagire con i metalli. In queste reazioni, il metallo attivo sposta il metallo meno attivo dal suo sale.