Sifat oksida amfoterik dan hidroksida. Pelajaran "hidroksida amfoterik"

Sebatian amfoterik

Kimia sentiasa satu kesatuan yang bertentangan.

Lihat jadual berkala.

Beberapa unsur (hampir semua logam yang menunjukkan keadaan pengoksidaan +1 dan +2) terbentuk asas oksida dan hidroksida. Contohnya, kalium membentuk oksida K 2 O, dan hidroksida KOH. Mereka mempamerkan sifat asas, seperti berinteraksi dengan asid.

K2O + HCl → KCl + H2O

Beberapa unsur (kebanyakan bukan logam dan logam dengan keadaan pengoksidaan +5, +6, +7) terbentuk berasid oksida dan hidroksida. Asid hidroksida ialah asid yang mengandungi oksigen, ia dipanggil hidroksida kerana ia mempunyai kumpulan hidroksil dalam strukturnya, contohnya, sulfur membentuk asid oksida SO 3 dan asid hidroksida H 2 SO 4 (asid sulfurik):

Sebatian sedemikian menunjukkan sifat berasid, contohnya ia bertindak balas dengan bes:

H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O

Dan terdapat unsur-unsur yang membentuk oksida dan hidroksida yang mempamerkan kedua-dua sifat berasid dan asas. Fenomena ini dipanggil amfoterik . Oksida dan hidroksida inilah yang akan menumpukan perhatian kita dalam artikel ini. Semua oksida amfoterik dan hidroksida adalah pepejal yang tidak larut dalam air.

Pertama, bagaimana kita boleh menentukan sama ada oksida atau hidroksida adalah amfoterik? Terdapat peraturan, sedikit sewenang-wenangnya, tetapi anda masih boleh menggunakannya:

Amfoterik hidroksida dan oksida dibentuk oleh logam dalam keadaan pengoksidaan +3 dan +4, Sebagai contoh (Al 2 O 3 , Al(OH) 3 , Fe 2 O 3 , Fe(OH) 3)

Dan empat pengecualian:logamZn , Jadilah , Pb , Sn membentuk oksida dan hidroksida berikut:ZnO , Zn ( OH ) 2 , BeO , Jadilah ( OH ) 2 , PbO , Pb ( OH ) 2 , SnO , Sn ( OH ) 2 , di mana ia mempamerkan keadaan pengoksidaan +2, tetapi walaupun ini, sebatian ini mempamerkan sifat amfoterik .

Oksida amfoterik yang paling biasa (dan hidroksida sepadannya): 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.

Sifat sebatian amfoterik tidak sukar untuk diingati: ia berinteraksi dengannya asid dan alkali.

• Apabila berinteraksi dengan asid, semuanya mudah dalam tindak balas ini, sebatian amfoterik berkelakuan seperti yang asas:

Al 2 O 3 + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 O

ZnO + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + H 2 O

BeO + HNO 3 → Be(NO 3 ) 2 + H 2 O

Hidroksida bertindak balas dengan cara yang sama:

Fe(OH) 3 + 3HCl → FeCl 3 + 3H 2 O

Pb(OH) 2 + 2HCl → PbCl 2 + 2H 2 O

• Berinteraksi dengan alkali adalah sedikit lebih rumit. Dalam tindak balas ini, sebatian amfoterik berkelakuan seperti asid, dan hasil tindak balas boleh berbeza, bergantung kepada keadaan.

Sama ada tindak balas berlaku dalam larutan, atau bahan bertindak balas diambil sebagai pepejal dan bercantum.

Interaksi sebatian asas dengan sebatian amfoterik semasa pelakuran.

Mari kita lihat contoh zink hidroksida. Seperti yang dinyatakan sebelum ini, sebatian amfoterik berinteraksi dengan sebatian asas dan berkelakuan seperti asid. Jadi mari kita tulis zink hidroksida Zn (OH) 2 sebagai asid. Asid mempunyai hidrogen di hadapan, mari kita keluarkan: H 2 ZnO 2 . Dan tindak balas alkali dengan hidroksida akan berlaku seolah-olah ia adalah asid. “Sisa asid” ZnO 2 2-divalen:

2K OH(TV) + H 2 ZnO 2(pepejal) (t, pelakuran)→ K 2 ZnO 2 + 2 H 2 O

Bahan yang terhasil K 2 ZnO 2 dipanggil kalium metazinkat (atau ringkasnya kalium zinkat). Bahan ini adalah garam kalium dan hipotesis "asid zink" H 2 ZnO 2 (tidak sepenuhnya betul untuk memanggil garam sebatian tersebut, tetapi untuk kemudahan kita sendiri, kita akan melupakannya). Tulis sahaja zink hidroksida seperti ini: H 2 ZnO 2 - tidak baik. Kami menulis Zn (OH) 2 seperti biasa, tetapi kami maksudkan (untuk kemudahan kami sendiri) bahawa ia adalah "asid":

2KOH (pepejal) + Zn (OH) 2(pepejal) (t, pelakuran) → K 2 ZnO 2 + 2H 2 O

Dengan hidroksida, yang mempunyai 2 kumpulan OH, semuanya akan sama seperti zink:

Be(OH) 2 (sol.) + 2NaOH (sol.) (t, fusion) → 2H 2 O + Na 2 BeO 2 (natrium metaberilat, atau berilat)

Pb(OH) 2(solv.) + 2NaOH (solv.) (t, fusion)→ 2H 2 O + Na 2 PbO 2 (natrium metaplumbate, atau plumbate)

Dengan hidroksida amfoterik dengan tiga kumpulan OH (Al (OH) 3, Cr (OH) 3, Fe (OH) 3) ia sedikit berbeza.

Mari kita lihat contoh aluminium hidroksida: Al (OH) 3, tulis dalam bentuk asid: H 3 AlO 3, tetapi kita tidak meninggalkannya dalam bentuk ini, tetapi ambil air dari sana:

H 3 AlO 3 – H 2 O → HAlO 2 + H 2 O.

“asid” (HAlO 2) inilah yang kami bekerjasama:

HAlO 2 + KOH → H 2 O + KAlO 2 (potassium metaaluminate, atau hanya aluminat)

Tetapi aluminium hidroksida tidak boleh ditulis seperti HAlO 2 ini, kami menulisnya seperti biasa, tetapi kami bermaksud "asid" di sana:

Al(OH) 3(solv.) + KOH (solv.) (t, fusion)→ 2H 2 O + KAlO 2 (potassium metaaluminate)

Perkara yang sama berlaku untuk kromium hidroksida:

Cr(OH) 3 → H 3 CrO 3 → HCrO 2

Cr(OH) 3(tv.) + KOH (tv.) (t, fusion)→ 2H 2 O + KCrO 2 (potassium metachromate,

TETAPI BUKAN KROMAT, kromat ialah garam asid kromik).

Ia sama dengan hidroksida yang mengandungi empat kumpulan OH: kami menggerakkan hidrogen ke hadapan dan mengeluarkan air:

Sn(OH) 4 → H 4 SnO 4 → H 2 SnO 3

Pb(OH) 4 → H 4 PbO 4 → H 2 PbO 3

Perlu diingat bahawa plumbum dan timah masing-masing membentuk dua hidroksida amfoterik: dengan keadaan pengoksidaan +2 (Sn (OH) 2, Pb (OH) 2), dan +4 (Sn (OH) 4, Pb (OH) 4 ).

Dan hidroksida ini akan membentuk "garam" yang berbeza:

Keadaan pengoksidaan
Formula hidroksida	Sn(OH)2	Pb(OH)2	Sn(OH)4	Pb(OH)4
Formula hidroksida sebagai asid	H2SnO2	H2PbO2	H2SnO3	H2PbO3
Garam (kalium)	K2SNO2	K2PbO2	K2SNO3	K2PbO3
Nama garam			metastannAT	metablumbAT

Prinsip yang sama seperti dalam nama "garam" biasa, unsur dalam darjat tertinggi pengoksidaan - akhiran AT, dalam perantaraan - IT.

"Garam" sedemikian (metachromates, metaaluminates, metaberyllates, metazicates, dll.) Diperolehi bukan sahaja hasil daripada interaksi alkali dan amfoterik hidroksida. Sebatian ini sentiasa terbentuk apabila "dunia" yang sangat asas dan satu amfoterik (semasa pelakuran) bersentuhan. Iaitu, sama persis dengan hidroksida amfoterik Kedua-dua oksida amfoterik dan garam logam yang membentuk oksida amfoterik (garam asid lemah) akan bertindak balas dengan alkali. Dan bukannya alkali, anda boleh mengambil oksida asas yang kuat dan garam logam yang membentuk alkali (garam asid lemah).

Interaksi:

Ingat, tindak balas di bawah berlaku semasa pelakuran.

Oksida amfoterik dengan oksida asas kuat:

ZnO (pepejal) + K 2 O (pepejal) (t, pelakuran) → K 2 ZnO 2 (kalium metazinkat, atau ringkasnya kalium zink)

Oksida amfoterik dengan alkali:

ZnO (pepejal) + 2KOH (pepejal) (t, pelakuran) → K 2 ZnO 2 + H 2 O

Amfoterik oksida dengan garam asid lemah dan logam yang membentuk alkali:

ZnO (sol.) + K 2 CO 3 (sol.) (t, pelakuran) → K 2 ZnO 2 + CO 2

Amfoterik hidroksida dengan oksida asas yang kuat:

Zn(OH) 2 (pepejal) + K 2 O (pepejal) (t, pelakuran) → K 2 ZnO 2 + H 2 O

Amfoterik hidroksida dengan alkali:

Zn (OH) 2 (pepejal) + 2KOH (pepejal) (t, pelakuran) → K 2 ZnO 2 + 2H 2 O

Amfoterik hidroksida dengan garam asid lemah dan logam yang membentuk alkali:

Zn (OH) 2(tv.) + K 2 CO 3(tv.) (t, pelakuran)→ K 2 ZnO 2 + CO 2 + H 2 O

Garam asid lemah dan logam membentuk sebatian amfoterik dengan oksida asas yang kuat:

ZnCO 3 (pepejal) + K 2 O (pepejal) (t, pelakuran) → K 2 ZnO 2 + CO 2

Garam asid lemah dan logam yang membentuk sebatian amfoterik dengan alkali:

ZnCO 3 (pepejal) + 2KOH (pepejal) (t, pelakuran) → K 2 ZnO 2 + CO 2 + H 2 O

Garam asid lemah dan logam membentuk sebatian amfoterik dengan garam asid lemah dan logam membentuk alkali:

ZnCO 3(tv.) + K 2 CO 3(tv.) (t, pelakuran)→ K 2 ZnO 2 + 2CO 2

Di bawah ialah maklumat tentang garam amfoterik hidroksida yang paling biasa dalam Peperiksaan Negeri Bersepadu ditandakan dengan warna merah.

	Hidroksida	Hidroksida sebagai asid	Sisa asid		Nama garam
BeO	Be(OH) 2	H 2 BeO 2	BeO 2 2-	K 2 BeO 2	Metaberilat (berilat)
ZnO	Zn(OH) 2	H 2 ZnO 2	ZnO 2 2-	K 2 ZnO 2	Metazinkat (zinkat)
Al 2 O 3	Al(OH) 3	HAlO 2	AlO 2 —	KAlO 2	Metaaluminate (aluminat)
Fe2O3	Fe(OH) 3	HFeO2	FeO2 -	KFeO2	Metaferrate (TETAPI BUKAN FERRATE)
	Sn(OH)2	H2SnO2	SnO 2 2-	K2SNO2
	Pb(OH)2	H2PbO2	PbO 2 2-	K2PbO2
SnO2	Sn(OH)4	H2SnO3	SnO 3 2-	K2SNO3	MetastannAT (stannate)
PbO2	Pb(OH)4	H2PbO3	PbO 3 2-	K2PbO3	MetablumAT (plumbat)
Cr2O3	Cr(OH)3	HCrO2	CrO2 -	KcrO2	Metachromat (TETAPI BUKAN CHROMATE)

Interaksi sebatian amfoterik dengan larutan ALKALI (di sini hanya alkali).

Dalam Peperiksaan Negeri Bersatu ini dipanggil "pembubaran aluminium hidroksida (zink, berilium, dll.) dengan alkali." Ini disebabkan oleh keupayaan logam dalam komposisi hidroksida amfoterik dengan kehadiran lebihan ion hidroksida (dalam persekitaran alkali) melekatkan ion-ion ini pada dirinya sendiri. Zarah terbentuk dengan logam (aluminium, berilium, dll.) di tengah, yang dikelilingi oleh ion hidroksida. Zarah ini menjadi bercas negatif (anion) disebabkan oleh ion hidroksida, dan ion ini akan dipanggil hydroxoaluminate, hydroxozincate, hydroxoberyllate, dan lain-lain. Selain itu, proses itu boleh diteruskan dengan cara yang berbeza; nombor yang berbeza ion hidroksida.

Kami akan mempertimbangkan dua kes: apabila logam dikelilingi empat ion hidroksida, dan apabila ia dikelilingi enam ion hidroksida.

Mari kita tuliskan yang dipendekkan persamaan ion proses-proses ini:

Al(OH) 3 + OH — → Al(OH) 4 —

Ion yang terhasil dipanggil ion Tetrahydroxoaluminate. Awalan “tetra-” ditambah kerana terdapat empat ion hidroksida. Ion tetrahydroxyaluminate mempunyai cas -, kerana aluminium membawa cas 3+, dan empat ion hidroksida mempunyai cas 4-, jumlahnya ialah -.

Al(OH) 3 + 3OH - → Al(OH) 6 3-

Ion yang terbentuk dalam tindak balas ini dipanggil ion hexahydroxoaluminate. Awalan "hexo-" ditambah kerana terdapat enam ion hidroksida.

Ia adalah perlu untuk menambah awalan yang menunjukkan bilangan ion hidroksida. Kerana jika anda hanya menulis "hydroxyaluminate", tidak jelas ion yang anda maksudkan: Al (OH) 4 - atau Al (OH) 6 3-.

Apabila alkali bertindak balas dengan hidroksida amfoterik, garam terbentuk dalam larutan. Kation yang merupakan kation alkali, dan anion adalah ion kompleks, pembentukan yang kita bincangkan sebelum ini. Anion ialah dalam kurungan.

Al(OH)3 + KOH → K (potassium tetrahydroxoaluminate)

Al (OH) 3 + 3KOH → K 3 (potassium hexahydroxoaluminate)

Apa jenis garam (hexa- atau tetra-) yang anda tulis sebagai produk tidak penting. Malah dalam jawapan Peperiksaan Negeri Bersatu tertulis: "... K 3 (pembentukan K adalah dibenarkan." Perkara utama adalah jangan lupa untuk memastikan bahawa semua indeks dimasukkan dengan betul. Jejaki caj, dan simpan dalam fikiran bahawa jumlah mereka harus sama dengan sifar.

Selain hidroksida amfoterik, oksida amfoterik bertindak balas dengan alkali. Produk akan sama. Hanya jika anda menulis reaksi seperti ini:

Al 2 O 3 + NaOH → Na

Al 2 O 3 + NaOH → Na 3

Tetapi tindak balas ini tidak akan disamakan untuk anda. Anda perlu menambah air ke sebelah kiri, kerana interaksi berlaku dalam larutan, terdapat air yang mencukupi di sana, dan semuanya akan menyamakan:

Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na

Al 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3

Sebagai tambahan kepada oksida amfoterik dan hidroksida, beberapa logam aktif terutamanya yang membentuk sebatian amfoterik berinteraksi dengan larutan alkali. Iaitu: aluminium, zink dan berilium. Untuk menyamakan, air juga diperlukan di sebelah kiri. Dan, sebagai tambahan, perbezaan utama antara proses ini ialah pembebasan hidrogen:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2

2Al + 6NaOH + 6H 2 O → 2Na 3 + 3H 2

Jadual di bawah menunjukkan yang paling biasa dalam Contoh Peperiksaan Negeri Bersatu sifat sebatian amfoterik:

Bahan amfoterik		Nama garam
Al2O3 Al(OH) 3		Sodium tetrahydroxyaluminate	Al(OH) 3 + NaOH → Na Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na 2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2
	Na 3	Natrium heksahidroksialuminat	Al(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Al 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3 2Al + 6NaOH + 6H 2 O → 2Na 3 + 3H 2
Zn(OH)2	K2	Sodium tetrahydroxozincate	Zn(OH) 2 + 2NaOH → Na 2 ZnO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 +H 2
	K 4	Natrium heksahidroksozinkat	Zn(OH) 2 + 4NaOH → Na 4 ZnO + 4NaOH + H 2 O → Na 4 Zn + 4NaOH + 2H 2 O → Na 4 +H 2
Be(OH)2	Li 2	Litium tetrahidroksoberilat	Be(OH) 2 + 2LiOH → Li 2 BeO + 2LiOH + H 2 O → Li 2 Be + 2LiOH + 2H 2 O → Li 2 +H 2
	Li 4	Litium heksahidroksoberilat	Be(OH) 2 + 4LiOH → Li 4 BeO + 4LiOH + H 2 O → Li 4 Be + 4LiOH + 2H 2 O → Li 4 +H 2
Cr2O3 Cr(OH)3		Natrium tetrahydroxochromate	Cr(OH) 3 + NaOH → Na Cr 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na
	Na 3	Natrium heksahidroksokromat	Cr(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Cr 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3
Fe2O3 Fe(OH) 3		Sodium tetrahydroxoferrate	Fe(OH) 3 + NaOH → Na Fe 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na
	Na 3	Natrium heksahidroksoferrat	Fe(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Fe 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3

Garam yang diperoleh dalam tindak balas ini bertindak balas dengan asid, membentuk dua garam lain (garam asid tertentu dan dua logam):

2Na 3 + 6H 2 JADI 4 → 3Na 2 JADI 4 + Al 2 (JADI 4 ) 3 +12H 2 O

Itu sahaja! Tiada yang rumit. Perkara utama bukanlah untuk mengelirukan, ingat apa yang terbentuk semasa gabungan dan apa yang ada dalam larutan. Selalunya, tugasan mengenai isu ini terjumpa B bahagian.

Sebelum bercakap tentang sifat kimia ah bes dan amfoterik hidroksida, mari kita jelaskan apa itu?

1) Bes atau hidroksida asas termasuk hidroksida logam dalam keadaan pengoksidaan +1 atau +2, i.e. formula yang ditulis sama ada sebagai MeOH atau Me(OH) 2. Walau bagaimanapun, terdapat pengecualian. Oleh itu, hidroksida Zn(OH) 2, Be(OH) 2, Pb(OH) 2, Sn(OH) 2 bukan bes.

2) Hidroksida amfoterik termasuk hidroksida logam dalam keadaan pengoksidaan +3, +4, serta, sebagai pengecualian, hidroksida Zn(OH) 2, Be(OH) 2, Pb(OH) 2, Sn(OH) 2. Hidroksida logam dalam keadaan pengoksidaan +4, in Tugasan Peperiksaan Negeri Bersepadu tidak berlaku, jadi ia tidak akan dipertimbangkan.

Sifat kimia asas

Semua alasan dibahagikan kepada:

Ingatlah bahawa berilium dan magnesium bukanlah logam alkali tanah.

Selain larut dalam air, alkali juga tercerai dengan baik dalam larutan akueus, manakala bes tidak larut mempunyai tahap penceraian yang rendah.

Perbezaan keterlarutan dan keupayaan untuk mengasingkan antara alkali dan hidroksida tidak larut ini membawa, seterusnya, kepada perbezaan ketara dalam sifat kimianya. Jadi, khususnya, alkali adalah sebatian yang lebih aktif secara kimia dan selalunya boleh memasuki tindak balas yang tidak dilakukan oleh bes tidak larut.

Interaksi bes dengan asid

Alkali bertindak balas dengan sepenuhnya semua asid, walaupun sangat lemah dan tidak larut. Sebagai contoh:

Bes tidak larut bertindak balas dengan hampir semua asid larut, jangan bertindak balas dengan asid silisik tidak larut:

Perlu diingatkan bahawa kedua-dua asas kuat dan lemah dengan formula am jenis Me(OH) 2 boleh membentuk garam asas dengan kekurangan asid, contohnya:

Interaksi dengan oksida asid

Alkali bertindak balas dengan semua oksida berasid, membentuk garam dan selalunya air:

Bes tidak larut mampu bertindak balas dengan semua oksida asid yang lebih tinggi yang sepadan dengan asid stabil, contohnya, P 2 O 5, SO 3, N 2 O 5, dengan pembentukan garam sederhana:

Bes tidak larut jenis Me(OH) 2 bertindak balas dengan kehadiran air dengan karbon dioksida secara eksklusif untuk membentuk garam asas. Sebagai contoh:

Cu(OH) 2 + CO 2 = (CuOH) 2 CO 3 + H 2 O

Dengan silikon dioksida, kerana lengai yang luar biasa, hanya yang paling alasan yang kukuh- alkali. Dalam kes ini, garam biasa terbentuk. Tindak balas tidak berlaku dengan bes yang tidak larut. Sebagai contoh:

Interaksi bes dengan oksida amfoterik dan hidroksida

Semua alkali bertindak balas dengan oksida amfoterik dan hidroksida. Jika tindak balas dijalankan dengan menggabungkan oksida amfoterik atau hidroksida dengan alkali pepejal, tindak balas ini membawa kepada pembentukan garam bebas hidrogen:

Jika larutan alkali berair digunakan, maka garam kompleks hidrokso terbentuk:

Dalam kes aluminium, di bawah tindakan lebihan alkali pekat, bukannya garam Na, garam Na 3 terbentuk:

Interaksi bes dengan garam

Mana-mana bes bertindak balas dengan sebarang garam hanya jika dua syarat dipenuhi serentak:

1) keterlarutan sebatian permulaan;

2) kehadiran mendakan atau gas di antara hasil tindak balas

Sebagai contoh:

Kestabilan haba substrat

Semua alkali, kecuali Ca(OH) 2, tahan haba dan cair tanpa penguraian.

Semua bes tidak larut, serta Ca(OH) 2 yang sedikit larut, terurai apabila dipanaskan. Paling haba penguraian kalsium hidroksida – kira-kira 1000 o C:

Hidroksida tidak larut mempunyai lebih banyak lagi suhu rendah penguraian. Contohnya, kuprum (II) hidroksida sudah terurai pada suhu melebihi 70 o C:

Sifat kimia hidroksida amfoterik

Interaksi hidroksida amfoterik dengan asid

Amfoterik hidroksida bertindak balas dengan asid kuat:

Hidroksida logam amfoterik dalam keadaan pengoksidaan +3, i.e. jenis Me(OH) 3, jangan bertindak balas dengan asid seperti H 2 S, H 2 SO 3 dan H 2 CO 3 kerana fakta bahawa garam yang boleh terbentuk hasil daripada tindak balas tersebut tertakluk kepada hidrolisis tak boleh balik kepada amfoterik hidroksida asal dan asid yang sepadan:

Interaksi hidroksida amfoterik dengan oksida asid

Hidroksida amfoterik bertindak balas dengan oksida yang lebih tinggi, yang sepadan dengan asid stabil (SO 3, P 2 O 5, N 2 O 5):

Hidroksida logam amfoterik dalam keadaan pengoksidaan +3, i.e. taip Me(OH) 3, jangan bertindak balas dengan oksida berasid SO 2 dan CO 2.

Interaksi hidroksida amfoterik dengan bes

Di antara bes, hidroksida amfoterik bertindak balas hanya dengan alkali. Dalam kes ini, jika larutan alkali berair digunakan, maka garam kompleks hidrokso terbentuk:

Dan apabila hidroksida amfoterik digabungkan dengan alkali pepejal, analog anhidratnya diperoleh:

Interaksi hidroksida amfoterik dengan oksida asas

Hidroksida amfoterik bertindak balas apabila bercantum dengan oksida logam alkali dan alkali tanah:

Penguraian terma hidroksida amfoterik

Semua hidroksida amfoterik tidak larut dalam air dan, seperti mana-mana hidroksida tidak larut, terurai apabila dipanaskan menjadi oksida dan air yang sepadan.

Sebab-sebab - Ini adalah sebatian kimia yang boleh membentuk ikatan kovalen dengan proton (bes Brønsted) atau dengan orbital kosong sebatian kimia lain (bes Lewis)

Sifat kimia asas

Beralkali	Bes tidak larut
Menukar warna penunjuk
phenolphthalein - raspberi metil oren - oren litmus biru penunjuk universal - dari biru ke ungu	jangan berubah
Interaksi dengan asid (tindak balas peneutralan)
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O	Cu(OH)2+2HNO3=Cu(NO3)2+2H2OCu(OH)2+2HNO3=Cu(NO3)2+2H2O
Interaksi dengan oksida asid
SO2+2KOH=K2SO3+H2O4SO2+2KOH=K2SO3+H2O4
Interaksi dengan oksida amfoterik
Al2O3+6NaOH+3H2O=2Na3Al2O3+6NaOH+3H2O=2Na3 dalam larutan Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O dalam leburan
Interaksi dengan garam
purata (Peraturan Berthollet): 2NaOH+MgSO4=Mg(OH)2↓+Na2SO42NaOH+MgSO4=Mg(OH)2↓+Na2SO4 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2ONaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
Penguraian haba
tidak terurai, kecuali untuk LiOH: 2LiOH−→−−−−−800∘C,H2Li2O+H2O2LiOH→800∘C,H2Li2O+H2O	Cu(OH)2=CuO+H2OCu(OH)2=CuO+H2O
Interaksi dengan bukan logam
2NaOH(conc., sejuk)+Cl2=NaClO+NaCl+H2O2NaOH(conc., sejuk)+Cl2=NaClO+NaCl+H2O 6NaOH(conc., hor.)+3Cl2=NaClO3+5NaCl+3H2O6NaOH(conc., hor.)+3Cl2=NaClO3+5NaCl+3H2O

Kaedah untuk mendapatkan asas

1 . elektrolisis larutan garam akueus logam aktif:

2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl22NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2

Semasa elektrolisis garam logam dalam siri voltan sehingga aluminium, air dikurangkan pada katod dengan pembebasan gas hidrogen dan ion hidroksida. Kation logam terbentuk semasa penceraian garam membentuk bes dengan ion hidroksida yang terhasil.

2 . interaksi logam dengan air: 2Na+2H2O=2NaOH+H22Na+2H2O=2NaOH+H2 Kaedah ini tidak mempunyai aplikasi praktikal sama ada dalam makmal atau dalam industri

3 . interaksi oksida dengan air: CaO+H2O=Ca(OH)2CaO+H2O=Ca(OH)2

4 . pertukaran reaksi(kedua-dua bes larut dan tidak larut boleh diperolehi): Ba(OH)2+K2SO4=2KOH+BaSO4↓Ba(OH)2+K2SO4=2KOH+BaSO4↓ CuCl2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaNO3

Sebatian amfoterik - Ini bahan yang, bergantung pada keadaan tindak balas, menunjukkan sifat berasid atau asas.

hidroksida amfoterik – bahan tidak larut dalam air, dan apabila dipanaskan ia terurai menjadi oksida logam dan air:

Zn(OH) 2 = ZnO + H 2 O

2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O

2Al(OH) 3 = Al 2 O 3 + 3H 2 O

Contoh amfoterik hidroksida ialah zink hidroksida. Formula hidroksida ini dalam bentuk utamanya ialah Zn(OH) 2. Tetapi anda boleh menulis formula zink hidroksida dalam bentuk asid, meletakkan atom hidrogen di tempat pertama, seperti dalam formula asid tak organik: H 2 ZnO 2 (Rajah 1). Kemudian ZnO 2 2- akan menjadi sisa berasid dengan cas 2-.

Ciri amfoterik hidroksida ialah ia berbeza sedikit dalam kekuatan ikatan O-H dan Zn-O. Oleh itu dualiti sifat. Dalam tindak balas dengan asid yang bersedia untuk menderma kation hidrogen, adalah berfaedah untuk zink hidroksida untuk memecahkan ikatan Zn-O, menderma kumpulan OH dan bertindak sebagai bes. Hasil daripada tindak balas sedemikian, garam terbentuk di mana zink adalah kation, oleh itu ia dipanggil garam kationik:

Zn(OH) 2 + 2HCl = ZnCl 2 + 2H 2 O

Oksida amfoterik - oksida pembentuk garam yang, bergantung pada keadaan, mempamerkan sama ada sifat asas atau berasid (iaitu, mempamerkan amfoterisiti). Dibentuk oleh logam peralihan. Logam dalam oksida amfoterik biasanya menunjukkan keadaan pengoksidaan dari III hingga IV, dengan pengecualian ZnO, BeO, SnO, PbO.

Oksida amfoterik mempunyai dua sifat: mereka boleh berinteraksi dengan asid dan bes (alkali):

Al 2 O 3 + 6HCl = 2AlCl 3 + 3 H 2 O,

Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O = 2Na.

Oksida amfoterik biasa : H 2 O, BeO, Al 2 O 3 , Cr 2 O 3 , Fe 2 O 3 dan sebagainya.

9. Termodinamik kimia. Konsep sistem, entropi, entalpi, kesan haba tindak balas kimia, hukum Hess dan akibatnya. Endoterma dan eksoterma tindak balas, hukum pertama dan kedua termodinamik, Kadar tindak balas kimia (faktor yang mempengaruhi), peraturan Van't Hoff, persamaan Van't Hoff.

Termodinamik kimia – sains yang mengkaji keadaan kestabilan sistem dan undang-undang.

Termodinamik – sains makrosistem.

Sistem termodinamik - bahagian makroskopik dunia sekeliling di mana pelbagai proses fizikal dan kimia berlaku.

Sistem tersebar dipanggil sistem heterogen di mana zarah-zarah kecil satu fasa diagihkan sama rata dalam isipadu fasa yang lain.

Entropi (Daripada entropia Yunani) - giliran, transformasi. Konsep entropi mula diperkenalkan dalam termodinamik untuk menentukan ukuran pelesapan tenaga tak boleh balik. Entropi digunakan secara meluas dalam bidang sains lain: dalam fizik statistik sebagai ukuran kebarangkalian berlakunya sebarang keadaan makroskopik; dalam teori maklumat, ukuran ketidakpastian mana-mana pengalaman (ujian), yang boleh mempunyai hasil yang berbeza. Semua tafsiran entropi ini mempunyai hubungan dalaman yang mendalam.

Entalpi (fungsi terma, kandungan haba) - potensi termodinamik yang mencirikan keadaan sistem dalam keseimbangan termodinamik apabila memilih tekanan, entropi dan bilangan zarah sebagai pembolehubah bebas.

Ringkasnya, entalpi ialah tenaga yang tersedia untuk ditukar kepada haba pada tekanan tetap tertentu.

Adalah lazim untuk menunjukkan kesan terma dalam persamaan termokimia tindak balas kimia menggunakan nilai entalpi (kandungan haba) sistem ΔH.

Jika ΔН< 0, то теплота выделяется, т.е. реакция является экзотермической.

Untuk tindak balas endotermik ΔH > 0.

Kesan terma tindak balas kimia ialah haba yang dibebaskan atau diserap untuk kuantiti bahan bertindak balas tertentu.

Kesan haba sesuatu tindak balas bergantung kepada keadaan bahan.

Pertimbangkan persamaan termokimia untuk tindak balas hidrogen dengan oksigen:

2H 2 (G)+O 2 (G)= 2H 2 O(G), ΔH=−483.6kJ

Entri ini bermakna apabila 2 mol hidrogen bertindak balas dengan 1 mol oksigen, 2 mol air terbentuk dalam keadaan gas. Dalam kes ini, 483.6 (kJ) haba dibebaskan.

Undang-undang Hess - Kesan haba tindak balas kimia yang dijalankan di bawah keadaan isobaric-isoterma atau isochoric-isothermal hanya bergantung pada jenis dan keadaan bahan permulaan dan hasil tindak balas dan tidak bergantung pada laluan kejadiannya.

Akibat daripada undang-undang Hess:

Kesan haba tindak balas songsang adalah sama dengan kesan haba tindak balas hadapan dengan tanda bertentangan, i.e. untuk reaksi

menjawab mereka kesan haba terikat dengan persamaan

2. Jika, sebagai hasil daripada satu siri tindak balas kimia berturut-turut, sistem datang ke keadaan yang sepenuhnya bertepatan dengan yang awal (proses bulat), maka jumlah kesan terma tindak balas ini adalah sifar, i.e. untuk beberapa reaksi

jumlah kesan haba mereka

Entalpi pembentukan difahami sebagai kesan haba tindak balas pembentukan 1 mol bahan daripada bahan ringkas. Entalpi pembentukan piawai biasanya digunakan. Ia ditetapkan atau (selalunya salah satu daripada indeks diabaikan; f - daripada formasi Inggeris).

Undang-undang pertama termodinamik - Perubahan dalam tenaga dalaman sistem semasa peralihan dari satu keadaan ke keadaan lain adalah sama dengan jumlah kerja daya luar dan jumlah haba yang dipindahkan ke sistem

Menurut undang-undang pertama termodinamik, kerja hanya boleh dilakukan dengan haba atau beberapa bentuk tenaga lain. Akibatnya, kerja dan jumlah haba diukur dalam unit yang sama - joule (serta tenaga).

di mana ΔU ialah perubahan tenaga dalam, A ialah kerja daya luar, Q ialah jumlah haba yang dipindahkan ke sistem.

Hukum kedua termodinamik - Satu proses adalah mustahil, satu-satunya hasil yang akan menjadi pemindahan haba dari badan yang lebih sejuk kepada yang lebih panas

Peraturan Van't Hoff menyatakan bahawa dengan setiap kenaikan suhu 10°, kadar tindak balas kimia meningkat sebanyak 2-4 kali ganda.

Persamaan yang menerangkan peraturan ini ialah:(\displaystyle ~V_(2)=V_(1)\cdot \gamma ^(\frac (T_(2)-T_(1))(10)))

di mana V 2 ialah kadar tindak balas pada suhu t 2 , dan V 1 ialah kadar tindak balas pada suhu t 1 ;

ɣ ialah pekali suhu bagi kadar tindak balas.

(jika ia bersamaan dengan 2, sebagai contoh, maka kadar tindak balas akan meningkat 2 kali ganda apabila suhu meningkat sebanyak 10 darjah). Tindak balas endotermik

- tindak balas kimia yang disertai dengan penyerapan haba. Untuk tindak balas endotermik, perubahan dalam entalpi dan tenaga dalaman mempunyai nilai positif (\displaystyle \Delta H>0)(\displaystyle \Delta U>0), jadi produk tindak balas mengandungi lebih banyak tenaga daripada komponen permulaan.

Reaksi endotermik termasuk:

tindak balas pengurangan logam daripada oksida,

elektrolisis (tenaga elektrik diserap),

penceraian elektrolitik (contohnya, pelarutan garam dalam air),

pengionan, letupan air - dibekalkan kepada sejumlah kecil air sejumlah besar

haba dibelanjakan untuk pemanasan serta-merta dan peralihan fasa cecair ke dalam wap panas lampau, manakala tenaga dalaman meningkat dan memanifestasikan dirinya dalam bentuk dua tenaga stim - potensi terma dan intermolekul intramolekul.

fotosintesis. Tindak balas eksotermik

- tindak balas kimia yang disertai dengan pembebasan haba. Lawan daripada tindak balas endotermik. Oksida unsur berikut adalah amfoterik utama subkumpulan: BeO, A1 2 O 3, Ga 2 O 3, GeO 2, SnO, SnO 2, PbO, Sb 2 O 3, PoO 2. Hidroksida amfoterik ialah hidroksida unsur berikut utama

Sifat asas oksida dan hidroksida unsur-unsur satu subkumpulan meningkat dengan peningkatan nombor siri unsur (apabila membandingkan oksida dan hidroksida unsur dalam keadaan pengoksidaan yang sama). Contohnya, N 2 O 3, P 2 O 3, As 2 O 3 ialah oksida berasid, Sb 2 O 3 ialah oksida amfoterik, Bi 2 O 3 ialah oksida asas.

Mari kita pertimbangkan sifat amfoterik hidroksida menggunakan contoh berilium dan sebatian aluminium.

Aluminium hidroksida mempamerkan sifat amfoterik, bertindak balas dengan kedua-dua bes dan asid dan membentuk dua siri garam:

1) di mana unsur A1 adalah dalam bentuk kation;

2A1(OH) 3 + 6HC1 = 2A1C1 3 + 6H 2 O A1(OH) 3 + 3H + = A1 3+ + 3H 2 O

Dalam tindak balas ini, A1(OH) 3 bertindak sebagai bes, membentuk garam di mana aluminium ialah kation A1 3+;

2) di mana unsur A1 adalah sebahagian daripada anion (aluminates).

A1(OH) 3 + NaOH = NaA1O 2 + 2H 2 O.

Dalam tindak balas ini, A1(OH) 3 bertindak sebagai asid, membentuk garam di mana aluminium adalah sebahagian daripada AlO 2 – anion.

Formula aluminat terlarut ditulis dengan cara yang dipermudahkan, bermakna produk yang terbentuk semasa penyahhidratan garam.

Dalam literatur kimia anda boleh menemui formula berbeza sebatian yang terbentuk apabila aluminium hidroksida dilarutkan dalam alkali: NaA1O 2 (natrium metaaluminate), Na natrium tetrahidroksialuminat. Formula ini tidak bercanggah antara satu sama lain, kerana perbezaannya dikaitkan dengan darjah penghidratan yang berbeza bagi sebatian ini: NaA1O 2 · 2H 2 O ialah tatatanda berbeza untuk Na. Apabila A1(OH) 3 dilarutkan dalam alkali berlebihan, natrium tetrahidroksialuminat terbentuk:

A1(OH) 3 + NaOH = Na.

Apabila reagen disinter, natrium metaaluminate terbentuk:

A1(OH) 3 + NaOH ==== NaA1O 2 + 2H 2 O.

Oleh itu, kita boleh mengatakan bahawa dalam larutan akueus terdapat secara serentak ion seperti [A1(OH) 4 ] - atau [A1(OH) 4 (H 2 O) 2 ] - (untuk kes apabila persamaan tindak balas dirangka mengambil mengambil kira cangkerang penghidratan), dan tatatanda A1O 2 dipermudahkan.

Oleh kerana keupayaan untuk bertindak balas dengan alkali, aluminium hidroksida, sebagai peraturan, tidak diperolehi oleh tindakan alkali pada larutan garam aluminium, tetapi menggunakan larutan ammonia:

A1 2 (SO 4) 3 + 6 NH 3 H 2 O = 2A1(OH) 3 + 3(NH 4) 2 SO 4.

Antara hidroksida unsur-unsur tempoh kedua, berilium hidroksida mempamerkan sifat amfoterik (berilium itu sendiri mempamerkan persamaan pepenjuru dengan aluminium).

Dengan asid:

Be(OH) 2 + 2HC1 = BeC1 2 + 2H 2 O.

Dengan alasan:

Be(OH) 2 + 2NaOH = Na 2 (natrium tetrahydroxoberyllate).

Dalam bentuk yang dipermudahkan (jika kita bayangkan Be(OH) 2 sebagai asid H 2 BeO 2)

Be(OH) 2 + 2NaOH(panas pekat) = Na 2 BeO 2 + 2H 2 O.

berilat Na

Hidroksida unsur subkumpulan sampingan, sepadan dengan keadaan pengoksidaan yang lebih tinggi, paling kerap mempunyai sifat berasid: contohnya, Mn 2 O 7 - HMnO 4; CrO 3 – H 2 CrO 4. Oksida dan hidroksida yang lebih rendah dicirikan oleh kelebihan sifat asas: CrO – Cr(OH) 2; МnО – Mn(OH) 2; FeO – Fe(OH) 2. Sebatian perantaraan yang sepadan dengan keadaan pengoksidaan +3 dan +4 selalunya menunjukkan sifat amfoterik: Cr 2 O 3 – Cr(OH) 3; Fe 2 О 3 – Fe(OH) 3. Marilah kita menggambarkan corak ini menggunakan contoh sebatian kromium (Jadual 9).

Jadual 9 – Kebergantungan sifat oksida dan hidroksida yang sepadan dengan tahap pengoksidaan unsur

Interaksi dengan asid membawa kepada pembentukan garam di mana unsur kromium dalam bentuk kation:

2Cr(OH) 3 + 3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O.

Cr(III) sulfat

Interaksi dengan bes membawa kepada pembentukan garam, in yang unsur kromium adalah sebahagian daripada anion:

Cr(OH) 3 + 3NaOH = Na 3 + 3H 2 O.

Na heksahidroksokromat(III)

Zink oksida dan hidroksida ZnO, Zn(OH) 2 biasanya sebatian amfoterik, Zn(OH) 2 mudah larut dalam larutan asid dan alkali.

Interaksi dengan asid membawa kepada pembentukan garam di mana unsur zink adalah dalam bentuk kation:

Zn(OH) 2 + 2HC1 = ZnCl 2 + 2H 2 O.

Interaksi dengan bes membawa kepada pembentukan garam di mana unsur zink adalah sebahagian daripada anion. Apabila berinteraksi dengan alkali dalam penyelesaian tetrahydroxycinates terbentuk, semasa pelakuran- zinkat:

Zn(OH) 2 + 2NaOH = Na 2.

Atau apabila menggabungkan:

Zn(OH) 2 + 2NaOH = Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O.

Zink hidroksida disediakan sama seperti aluminium hidroksida.

1) Dalam tindak balas dengan asid, sebatian ini menunjukkan sifat asas seperti bes biasa:

Al(OH) 3 + 3HCl → AlCl 3 + 3H 2 O; Zn(OH) 2 + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + 2H 2 O.

2) Dalam tindak balas dengan bes, hidroksida amfoterik mempamerkan sifat berasid dan membentuk garam. Dalam kes ini, logam amfoterik adalah sebahagian daripada anion asid. Logam amfoterik boleh membentuk sisa asid yang berbeza bergantung kepada keadaan tindak balas:

DALAM larutan akueus:

Al(OH) 3 + 3NaOH → Na 3; Zn(OH) 2 + 2NaOH →Na 2,

Apabila menggabungkan pepejal:

Al(OH) 3 + NaOH → NaAlO 2 + 2H 2 O; Zn(OH) 2 + 2NaOH →Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O

Oksida

Oksida adalah bahan yang terdiri daripada dua unsur, salah satunya adalah oksigen, yang berada dalam keadaan pengoksidaan -2. Mereka dibahagikan mengikut sifatnya kepada asas, amfoterik dan berasid.

Oksida asas - Ini adalah oksida logam dengan sifat asas. Ini termasuk kebanyakan oksida logam dengan keadaan pengoksidaan +1 dan +2.

Oksida amfoterik– bergantung pada keadaan, mereka boleh mempamerkan sifat asas atau berasid. Ini termasuk oksida bagi kebanyakan logam dengan keadaan pengoksidaan +3 dan +4, serta beberapa oksida logam dengan keadaan pengoksidaan +2, contohnya Al 2 O 3, Cr 2 O 3, ZnO, BeO.

Oksida berasid– ini adalah oksida bukan logam dan oksida logam di mana keadaan pengoksidaan logam ialah +5 atau lebih tinggi. Oksida ini mempunyai sifat berasid dan membentuk asid.

Sifat oksida asas

1) Oksida asas bertindak balas dengan air jika hidroksida larut terbentuk:

CaO + H 2 O → Ca(OH) 2; Na 2 O + H 2 O → 2NaOH.

2) Oksida asas boleh bertindak balas dengan oksida berasid:

CaO + SO 3 → CaSO 4; Na 2 O + CO 2 → Na 2 CO 3 .

3) Oksida asas bertindak balas dengan asid:

MgO + 2HCl → MgCl 2 + H 2 O; Na 2 O + 2HNO 3 → 2NaNO 3 + H 2 O.

Sifat-sifat oksida amfoterik

1) Mereka bertindak balas dengan asid seperti oksida asas biasa:

Al 2 O 3 + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 O; ZnO + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + 2H 2 O.

2) Dalam tindak balas dengan bes, ia mempamerkan sifat berasid dan membentuk anion berasid yang sama seperti hidroksida amfoterik:

Al 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3;

ZnO + 2NaOH + H 2 O → Na 2.

Apabila menggabungkan pepejal:

Al 2 O 3 + 2NaOH → 2NaAlO 2 + H 2 O; ZnO + 2NaOH →Na 2 ZnO 2 + H 2 O.

Sifat oksida asid

1) Bertindak balas dengan air jika asid larut diperoleh:

SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4; P 2 O 5 + 3H 2 O → 2H 3 PO 4.

2) Oksida berasid boleh bertindak balas dengan oksida asas:

SO 3 + MgO → CaSO 4; CO 2 + CaO → CaCO 3 .

3) Oksida berasid bertindak balas dengan bes:

SO 3 + NaOH → Na 2 SO 4 + H 2 O; CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 + H 2 O.

Garam

Garam- ini adalah bahan, semasa pemisahan utama yang mana ion H + mahupun OH - tidak terbentuk. Ini adalah hasil daripada interaksi asid dan bes.

Contohnya: NaCl=Na + +Cl - ;

Ca(HCO 3) 2 = Ca 2+ +2HCO 3 - ;

AlOH(NO 3) 2 =AlOH 2+ +2NO 3 -

Garam sederhana terdiri daripada anion dan kation yang tidak mengandungi H + dan OH -, contohnya: Na 2 SO 4 - natrium sulfat, CaCO 3 - kalsium karbonat. Garam asid mengandungi kation hidrogen H +, contohnya: NaHCO 3 - natrium bikarbonat. Garam asas mengandungi OH - anion, contohnya (CaOH) 2 CO 3 - kalsium hidroksikarbonat.

Sifat kimia semua garam dicirikan oleh tindak balas pertukaran.

1) Garam boleh bertindak balas dengan asid:

a) Asid kuat menyesarkan asid lemah daripada garamnya.

Na 2 SiO 3 + 2HCl → 2NaCl + H 2 SiO 3 ↓.

b) Asid polibes boleh bertindak balas dengan garam tengahnya untuk membentuk garam asid.

Na 2 CO 3 + H 2 CO 3 → 2NaHCO 3 ; CuSO 4 + H 2 SO 4 → Cu(HSO 4) 2.

2) Garam larut boleh bertindak balas dengan bes larut jika tindak balas menghasilkan bahan tidak larut:

2NaOH + CuSO 4 → Cu(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4 ;

Ba(OH) 2 + Na 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + 2NaOH.

3) Dua garam larut boleh bertindak balas antara satu sama lain jika tindak balas menghasilkan bahan tidak larut:

NaCl + AgNO 3 → NaNO 3 + AgCl↓.

4) Garam boleh bertindak balas dengan logam. Dalam tindak balas ini, logam aktif menyesarkan logam kurang aktif daripada garamnya.