Oxizi amfoterici. Proprietăți chimice, metoda de producție

Oxizii amfoterici (având proprietăți duale) sunt în majoritatea cazurilor oxizi de metal, care au o electronegativitate mică. În funcție de condițiile externe, ele prezintă proprietăți acide sau de oxid. Acești oxizi sunt formați din metale de tranziție, care prezintă de obicei următoarele stări de oxidare: 11, 11, lV.

Exemple de oxizi amfoterici sunt oxidul de zinc (ZnO), oxidul de crom III (Cr2O3), oxidul de aluminiu (Al2O3), oxidul de staniu 11 (SnO), oxidul de staniu lV (Sn02), oxidul de plumb 11 (PbO) , Oxid de titan (TiO2), oxid de mangan IV (MnO2), oxid de fier III (Fe2O3), oxid de beriliu (BeO).

Reacțiile tipice ale oxizilor amfoterici:

1. Acești oxizi pot reacționa cu acizi tari. În acest caz se formează sărurile acestor acizi. Reacțiile de acest tip sunt manifestări ale proprietăților tipului de bază. De exemplu: ZnO (oxid de zinc) + H2SO4 (acid clorhidric) → ZnSO4 (sulfat de zinc) + H20 (apă).

2. Când interacționează cu alcalii puternice, oxizii și hidroxii amfoterici prezintă proprietăți acide. În acest caz, dualitatea proprietăților (adică amfotericitatea) se manifestă în formarea a două săruri.

În topitură, în reacția cu alcaline se formează o sare medie, de exemplu:
ZnO (oxid de zinc) + 2NaOH (hidroxid de sodiu) → Na2ZnO2 (sare medie uzuală) + H2O (apă).
Al2O3 (alumină) + 2NaOH (hidroxid de sodiu) = 2NaAlO2 + H20 (apă).
2Al (OH) 3 (hidroxid de aluminiu) + 3S03 (oxid de sulf) = Al2 (SO4) 3 (sulfat de aluminiu) + 3H2O (apă).

În soluție, oxizii amfoterici formează o sare complexă în reacție cu alcalii, de exemplu: Al2O3 (oxid de aluminiu) + 2NaOH (hidroxid de sodiu) + 3H20 (apă) + 2Na (Al (OH) 4).

3. Fiecare metal al oricărui oxid amfoteric are numărul său de coordonare. De exemplu: pentru zinc (Zn) - 4, pentru aluminiu (Al) - 4 sau 6, pentru crom (Cr) - 4 (rar) sau 6.

4. Oxidul amfoteric nu reacționează cu apa și nu se dizolvă în acesta.

Ce reacții demonstrează natura amfoterică a metalului?

În mod convențional, un element amfoteric poate prezenta proprietățile atât a metalelor cât și a nemetalilor. O caracteristică similară este prezentă în elementele grupului A: Be (beriliu), Ga (galiu), Ge (germaniu), Sn (staniu), Pb, Sb (antimoniu), Bi (bismut) - grupurile sunt Cr (crom), Mn (mangan), Fe (fier), Zn (zinc), Cd (cadmiu) și altele.

Să demonstrăm prin următoarele reacții chimice amfotericitatea elementului chimic al zincului (Zn):

1. Zn (OH) 2 (hidroxid de zinc) + N2O5 (diazoton pentoxid) = Zn (NO3) 2 (azotat de zinc) + H20 (apă).
ZnO (oxid de zinc) + 2HNO3 (acid azotic) = Zn (NO3) 2 (azotat de zinc) + H20 (apă).

B) Zn (OH) 2 (hidroxid de zinc) + Na2O (oxid de sodiu) = Na2ZnO2 (dioxocinat de sodiu) + H20 (apă).
ZnO (oxid de zinc) + 2NaOH (hidroxid de sodiu) = Na2ZnO2 (dioxocinat de sodiu) + H2O (apă).

În cazul în care elementul cu proprietăți duale în compus are următoarele stări de oxidare, proprietățile sale duale (amfoterice) sunt cele mai vizibile în etapa de oxidare intermediară.

Ca un exemplu, puteți aduce crom (Cr). Acest element are următoarele stări de oxidare: 3+, 2+, 6+. În cazul lui +3, proprietățile de bază și acide sunt aproximativ aceleași, în timp ce Cr +2 este dominat de proprietățile principale, iar Cr + 6 este acid. Iată reacțiile care dovedesc această afirmație:

Cr + 2 → CrO (oxid de crom +2), Cr (OH) 2 → CrSO4;
Cr + 3 → Cr2O3 (oxid de crom +3), Cr (OH) 3 (hidroxid de crom) → KCrO2 sau sulfat de crom Cr2 (SO4) 3;
Cr + 6 → CrO3 (oxid de crom +6), H2CrO4 → K2CrO4.

În cele mai multe cazuri, oxizi amfoterici ai elementelor chimice cu grad de oxidare +3 există în forma meta. De exemplu, se poate menționa metahidroxidul de aluminiu (formula chimică AlO (OH) și metahidroxidul de fier (formula chimică FeO (OH)).

Cum obțin oxizi amfoterici?

1. Metoda cea mai convenabilă pentru prepararea lor este precipitarea dintr-o soluție apoasă utilizând hidrat de amoniu, adică o bază slabă. De exemplu:
Al (NO3) 3 (azotat de aluminiu) + 3 (H2OxNH3) (soluție apoasă de hidrat de amoniu ) = Al (OH) 3 (oxid amfoteric) + 3NH4NO3 (reacția se efectuează la douăzeci de grade de căldură).
Al (NO3) 3 (azotat de aluminiu) + 3 (H2OxNH3) (soluție apoasă de amoniu hidrat) = AlO (OH) (oxid amfoteric) + 3NH4NO3 + H2O (reacția se efectuează la 80 ° C)

În acest caz, în cazul reacției de schimb de acest tip, în cazul unui exces de alcaline , hidroxidul de aluminiu nu se precipită. Acest lucru se datorează faptului că aluminiu trece în anion datorită proprietăților sale duale: Al (OH) 3 (hidroxid de aluminiu) + OH- (exces de alcalii) = [Al (OH) 4] - (anion de hidroxid de aluminiu).

Exemple de reacții de acest tip:
Al (NO3) 3 (azotat de aluminiu) + 4NaOH (exces de hidroxid de sodiu) = 3NaNO3 + Na (Al (OH) 4).
ZnS04 (sulfat de zinc) + 4NaOH (exces de hidroxid de sodiu) = Na2S04 + Na2 (Zn (OH) 4).

Sarele, care se formează în acest caz, se referă la compuși complexi. Acestea includ următorii anioni complecși: (Al (OH) 4) - și încă (Zn (OH) 4) 2-. Astfel, aceste săruri sunt numite: tetrahidroxaluminat de sodiu (Al (OH) 4), tetrahidroxincinat de sodiu Na2 (Zn (OH) 4). Produsele de interacțiune a oxizilor de aluminiu sau zinc cu substanțe solide alcaline sunt numite în mod diferit: NaAlO2 - dioxoaluminat de sodiu și Na2ZnO2 - dioxocinat de sodiu.