Вода амфотерный оксид: Химические свойства оксидов — урок. Химия, 8 класс.

Амфотерные металлы: цинк и алюминий

На этой странице вы узнаете 

• Особенности строения атомов амфотерных металлов;
• Физические и химические свойства;
• И нашим, и вашим: обсудим амфотерность цинка и алюминия. 

Кто-то любит соленое, кто-то любит сладкое, а кто-то — и то, и другое. То же самое происходит и с амфотерными металлами. 

Характеристика амфотерных металлов

Под амфотерностью понимают способность соединений проявлять одновременно и кислотные, и основные свойства в зависимости от условий и природы реагентов, участвующих в реакции.

Список амфотерных металлов включает в себя множество наименований. Из них мы рассмотрим цинк и алюминий.

Характеристики элементов-металлов

Алюминий — элемент IIIA группы третьего периода. Его электронная конфигурация [Ne]3s²3p¹. 

В возбужденном состоянии электронная пара на 3s-орбитали распаривается. В результате образуются три неспаренных электрона, которые способны образовывать химические связи. Поэтому у алюминия постоянная степень окисления +3.

Цинк — расположен во IIВ группе в четвертом периоде. Цинк относится к d-элементам, при этом атом цинка имеет полностью заполненные 3d– и 4s– электронные подуровни. 

Его электронная конфигурация в основном состоянии [Ar]3d¹⁰4s². В соединениях цинк проявляет постоянную степень окисления +2. 

Физические свойства

Алюминий — лёгкий серебристо-белый металл, покрывающийся на воздухе оксидной плёнкой из-за взаимодействия с кислородом (на фото расположен слева). Из алюминия часто делают тысячи вещей, которые окружают нас в быту: от фольги на баночке йогурта до стильного корпуса смартфона.

Цинк — голубовато-белый металл (на фото расположен справа).  

Способы получения

Химические свойства

По химическим свойствам они являются типичными восстановителями, а значит, способны реагировать с окислителями. Как и другие металлы, они будут взаимодействовать со своими противоположностями — неметаллами. Также они будут вступать в реакции вытеснения с водой, кислотами-неокислителями, щелочами и солями менее активных металлов. 

1. Реакции с неметаллами

Как типичные металлы, алюминий и цинк способны вступать в реакции с неметаллами и образовывать различные бинарные соединения.  

2. Реакции с оксидами

Ввиду низких значений электроотрицательности алюминий и цинк, как и другие металлы, являются отличными восстановителями. Настолько сильными, что они даже способны восстанавливать некоторые металлы и неметаллы из их оксидов. Этот процесс называется металлотермией.  

Алюминий является очень активным металлом, который, помимо этого, ещё и является одним из наиболее распространённых в земной коре. 

Его очень часто используют в металлургии для получения других металлов из их оксидов. Этот процесс называется алюмотермией. 

3. Реакции с водой 

Так как алюминий и цинк — металлы, стоящие в ряду активности левее водорода, то они способны вытеснять водород из воды. 

Алюминий, подобно другим активным металлам, при взаимодействии с водой образует гидроксид и водород. 

Цинк является уже менее активным металлом, поэтому нуждается в создании более жёстких условий для реакции с водой. Он взаимодействует только с перегретым водяным паром и в таких жёстких условиях вытесняет из воды ОБА атома водорода, превращаясь в оксид.  

4. Реакции с кислотами

Алюминий и цинк также способны вытеснять водород не только из воды, но и из кислот-неокислителей. 

С кислотами-окислителями протекают более сложные ОВР, при этом помним, что в холодных концентрированных растворах кислот-окислителей алюминий пассивируется из-за наличия оксидной плёнки на его поверхности. 

5. Реакции со щелочами 

Амфотерные металлы реагируют со щелочами, причем продукты зависят от определенных условий: 

6. Реакции с солями

Как и другие металлы, алюминий и цинк способны вытеснять менее активные металлы из их солей. 

Оксиды алюминия и цинка

Оксиды алюминия и цинка по физическим свойствам представляют собой бесцветные порошки, нерастворимые в воде. 

По химическим свойствам это типичные амфотерные оксиды, которые способны вступать в основно-кислотные взаимодействия как с основным, так и с кислотным. Как и другие оксиды, они могут вступать в ОВР с сильными восстановителями с восстановлением из них металла.

1. Реакции с водой 

Оксидам алюминия и цинка соответствуют нерастворимые гидроксиды Al(OH)₃ и Zn(OH)₂, поэтому и сами оксиды с водой не взаимодействуют.

2. Амфотерные свойства оксидов

Как типичные амфотерные оксиды, оксиды алюминия и цинка будут реагировать как с веществами, проявляющими основные свойства (основаниями, основными оксидами), так и с веществами, проявляющими кислотные свойства (кислотами, кислотными оксидами):  

3. ОВР с сильными восстановителями

Как и другие оксиды, оксид цинка может вступать в ОВР с сильными восстановителями (C, CO, H₂, Al, Mg, Ca и т. д.) с восстановлением из них металла. 

Гидроксиды алюминия и цинка

По физическим свойствам гидроксиды алюминия и цинка представляют собой белые порошкообразные вещества, нерастворимые в воде. Все их химические свойства обусловлены тем, что они являются амфотерными гидроксидами: они способны вступать в реакции как с основным, так и с кислотным. 

Помимо этого, как и для других нерастворимых гидроксидов, для гидроксидов алюминия и цинка характерны реакции термического разложения.

1. Гидроксиды алюминия и цинка как амфотерные гидроксиды

2. Термическое разложение гидроксидов 

Подобно другим нерастворимым гидроксидам, нерастворимые Al(OH)₃ и Zn(OH)₂ способны разлагаться при нагревании на соответствующий оксид и воду.

Важнейшие химические свойства солей

1. Реакции с растворами щелочей

Соли алюминия и цинка реагируют с растворами щелочей.

2. Разрушение комплексных солей и их аналогов кислотами 

Если сильная кислота находится в недостатке, её хватает только для самого сильного металла (щелочного или щелочно-земельного). В результате образуется соль и амфотерный гидроксид, возможно также образование воды. 

Если сильная кислота находится в избытке, её хватает на оба металла: образуются две соли и вода. 

Со слабыми кислотами (угольной CO₂(р-р), сернистой SO₂(р-р), сероводородной H₂S) ситуация немного сложнее:

• Если слабая кислота находится в недостатке, её также хватает только для самого сильного металла (щелочного или щелочно-земельного). 

— Если слабая кислота находится в избытке, в продуктах образуется кислая соль (из-за избытка кислотного) и амфотерный гидроксид.Со слабой кислотой он не взаимодействует, так как сам слабый. 

3. Термическое разложение

При нагревании комплексной соли будет происходить выпаривание из неё воды. В анионе там, где нет воды (например, в расплаве), образуются средние соли с амфотерными металлами. 

4. Реакции с солями

Самые “страшные” реакции с участием комплексных солей — их реакции с солями. Чтобы их написать, можно для себя представить комплексную соль как совокупность щёлочи и амфотерного гидроксида. 

Фактчек

• Алюминий и цинк относятся к амфотерным металлам, то есть таким, которые могут реагировать и с кислотами, и со щелочами в зависимости от природы реагирующих веществ.
• Алюминий относится к p-элементам, его постоянная степень окисления +3; цинк относится к d-элементам, его постоянная степень окисления +2.
• Алюминий и цинк реагируют с рядом веществ: неметаллами, водой, кислотами, щелочами, солями.
• Оксиды и гидроксиды алюминия и цинка также обладают амфотерными свойствами ,что определяет их химическое поведение в различных реакциях.
• Алюминий и цинк способны образовывать особый тип солей, называемый комплексными. 

Проверь себя 

Задание 1.
Какими свойствами обладают алюминий, цинк и их оксиды и гидроксиды? 

1. Основными свойствами;
2. Кислотными свойствами;
3. Амфотерными свойствами;
4. Нейтральными свойствами.

Задание 2.
Цинк реагирует с водой с образованием: 

1. Оксида цинка и водорода;
2. Гидроксид цинка и водорода; 
3. Цинката и водорода;
4. Гидрида цинка и кислорода.

Задание 3.
Что можно наблюдать при приливании раствора гидроксида натрия к раствору хлорида алюминия? 

1. Выделение газа; 
2. Выпадение осадка; 
3. Видимых изменений не наблюдается;
4. Выпадение осадка, а затем его растворение. 

Задание 4.
Что образуется в реакции оксида цинка и сернистого газа? 

1. Сульфат цинка;
2. Сульфит цинка;
3. Сульфид цинка и кислород;
4. Реакция не идет.

Задание 5.
Какая соль образуется при взаимодействии тетрагидроксоалюмината натрия и избытка сероводорода? 

1. Средняя соль;
2. Комплексная соль; 
3. Кислая соль; 
4. Основная соль.

ОТВЕТЫ: 1. — 3; 2. — 1; 3. — 4; 4. — 4; 5. — 3

Подборка полезной теории по химии

Химия — предмет, который сдают будущие медики, биологи и технологи. Многие считают его непонятным, но если разобраться в основах, писать реакции и решать задачи будет несложно. Этому учат на курсах подготовки к ЕГЭ. Там преподаватели начинают с нуля и доходят до самых сложных тем. В этой статье мы разберем теорию по ЕГЭ, которую должен знать каждый старшеклассник. 

Соли

Соли — первая часть теории по химии для подготовки к ЕГЭ. Способы получения солей: 

• кислотный оксид + основный оксид: SO3 + Na2O → Na2SO4;
• основание + кислота: HCl + NaOH → NaCl + h3O;
• кислота + основный или амфотерный оксид: 2HCl + CuO → CuCl2 + h3O;
• основание + кислотный оксид: CO2 + Cu(OH)2 → CuCO2 + 2h3O;
• кислота + соль: CaCO3 + h3SO4 → CaSO4 + 2h3O + CO2;
• окисление оксидов: 2Na2SO3 + O2 → 2Na2SO4;
• металл + неметалл: Ca + S →  CaS;
• металл + кислота: Fe + 2HCl → FeCl2 + h3.

Следующая часть теории по химии по солям — химические свойства: 

• диссоциация: CaCl2 → Ca2+ + 2Cl–;
• с кислотными и амфотерными оксидами: K2CO3 + SiO2 → K2SiO3 + CO2↑;
• c кислотами: KCl + h3SO4 → K2SO4 + HCl;
• с щелочами: CuSO4 + 2KOH → Cu(OH)2 + K2SO4;
• с солями: CuSO4 + BaCl2  →  BaSO4↓+ CuCl2;
• с металлами, более активными чем металл соли: CuSO4 + Fe → FeSO4 + Cu;
• разложение: 2AgNO3 → 2Ag +2NO2 + O2;
• окисление: 2KI— + 2Cu+2Cl2 → 2KCl  +  2Cu+Cl + I20.

Кислоты

Первая часть теории по кислотам в химии — способы получения: 

• кислотный оксид + вода: SO3 + h3O → h3SO4;
• неметалл + водород: h3 + Cl2 → 2HCl;
• электролиз солей: 2CuSO4 + 2h3O → 2Cu + 2h3SO4 + O2;
• кислота + соль: CaCO3 + h3SO4 → CaSO4 + 2h3O + CO2;
• окисление оксидов: P  + 5HNO3  → h4PO4  + 5NO2  + h3O.

Вторая часть теории по кислотам — химические свойства: 

• диссоциация: HCl → H+ + Cl–;
• с основаниями и амфотерными гидроксидами:  Cu(OH)2 + 2HBr → CuBr2 + 2h3O;
• с основными и амфотерными оксидами: CuO + 2HBr → CuBr2 + h3O;
• окисление: 2HI— + 2Cu+2Cl2 → 2HCl  +  2Cu+Cl + I20;
• с солями: CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + h3O  + CO2;
• с металлами, стоящими в ряду активности до водорода: Fe + 2HCl → FeCl2 + h3;
• разложение при нагревании: 2HNO2 → NO + h3O + NO2.

Основания

Теория по химии по основаниям включает в себя способы получения: 

• основные оксиды + вода: Na2O + h3O → 2NaOH;
• металл + вода: 2K + 2h3O → 2KOH + h3;
• электролиз некоторых солей щелочных металлов: 2NaCl + 2h3O → 2NaOH + h3↑ + Cl2↑;
• щелочь + соль: CuCl2 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + 2NaCl.

Далее разберем теорию по химическим свойствам оснований. Первая реакция относится ко всем типам, остальные — только к щелочам: 

• с кислотами: NaOH + h4PO4 → Nah3PO4 + h3O;
• с амфотерными оксидами и гидроксидами в расплаве: NaOH + Al(OH)3 → NaAlO2 + 2h3O. И в растворе: NaOH + Al(OH)3 → Na[Al(OH)4];
• с кислотными оксидами: 2NaOH + CO2 → Na2CO3 + h3O;
• с солями: CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + Na2SO4;
• с металлами: 2Al + 2NaOH + 6h3O → 2Na[Al(OH)4] + 3h3;
• с неметаллами: 2NaOH +Cl2 → NaCl + NaClO + h3O.

Оксиды

Теорию по химии по оксидам мы начнем изучать со способов получения: 

• окисление металлов: 4Al + 3O2 → 2Al2O3;
• окисление неметаллов: S + O2 → SO2;
• окисление бинарных соединений: 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2;
• разложение гидроксидов: h3SO3 → h3O + SO2;
• разложение солей при нагревании: Li2CO3 → CO2 + Li2O.

Теорию по химическим свойствам разных типов оксидов представим в таблице: 

Электролиз растворов солей

Следующий важный раздел — теория электролиза по химии. Электролиз — процессы окисления и восстановления, которые происходят при пропускании тока. Если рассматриваются растворы, то вода часто участвует в реакции. Варианты катодных процессов:

• если металл активный (до Al включительно в ряду напряжения), то восстанавливается водород, образуется щелочная среда: 2h3O + 2ē → h3 + 2OH—;
• если металл средней активности (от Al до h3), то восстанавливаются и водород, и металл: Fe2+ + 2ē → Fe0 и 2H+2O +2ē → h30 + 2OH—;
• если металл неактивный (после водорода), то восстанавливается только он: Cu2+ + 2ē → Cu0.

Анодные процессы при электролизе: 

• кислотный остаток, не содержащий кислорода: 2Cl— – 2ē → Cl20;
• в случае кислотного остатка, содержащего кислород, или иона F— окисляется вода: 2h3O-2 – 4ē → O20 + 4H+;
• окисление гидроксид-иона:  4O-2H– – 4ē → O20 + 2h3O;
• в случае с остатком карбоновой кислоты окислению подвергается углерод: 2Ch4C+3OO– –2ē → 2C+4O2+ Ch4-Ch4.

Пример написания суммарной реакции электролиза: 

• 2Cu2+SO4 + 2h3O-2 → 2Cu0 + 2h3SO4 + O20
• Катод (–): 2H+2O +2ē → h30 + 2OH–
• Анод (+): 2Cl– – 2ē → Cl20

Гидролиз солей

Последняя тема по химии — гидролиз солей, то есть реакция с водой. Он идет в тех случаях, когда ионы соли способны образовать с ионами H+ и OH— (они получаются при диссоциации воды) малорастворимые электролиты. Из этого следует, что соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой (например, NaCl), не гидролизуются. Существуют необратимые реакции, но они в школьном курсе не рассматриваются. Как правило, они связаны с взаимным гидролизом нескольких солей. Рассмотрим теорию по обратимому гидролизу для ЕГЭ по химии. В этом случае гидролиз идет по слабому месту. Если это кислота, то по аниону, а если основание — по катиону. В случае, когда обе части соли являются «слабыми», гидролиз идет и по катион  

• соль образована сильным основанием и слабой кислотой. Гидролиз идет по аниону: Ch4COONa + HOH ↔ Ch4COOH + NaOH;
• соль образована слабым основанием и сильной кислотой. Реакция идет по катиону: Nh5Cl + HOH ↔ Nh5OH + HCl;
• соль образована слабым основанием и слабой кислотой. Гидролиз идет и по аниону, и по катиону, среда ближе к нейтральной: Ch4COONh5 + HOH ↔ Ch4COOH +  Nh5OH.

Мы разобрали основные классы неорганических соединений, а также гидролиз и электролиз в химии. Надеемся, что эта шпаргалка поможет вам подготовиться и сдать ЕГЭ. Но не забывайте о важности фундаментальных знаний, которые можно получить в школе или на курсах. Мы уверены, что у вас все получится, и вы обязательно поступите в вуз мечты.

Видео-урок: Реакции оксидов

Стенограмма видео

В этом видео мы узнаем, что
оксид и какие оксиды являются кислотными, основными, амфотерными и нейтральными. Мы рассмотрим некоторые химические
уравнения реакции некоторых оксидов с кислотами. Во-первых, давайте спросим себя, что такое
оксид? Оксид – это соединение, которое
содержит кислород элемента, связанный с другим элементом. Например, в углекислом газе
кислород связан с углеродом. Некоторые часто встречающиеся оксиды
о которых вы, возможно, слышали, это оксид железа (III), который является основным компонентом
ржавчина, двуокись серы, которая иногда используется в качестве пищевого консерванта, диазот
монооксид, который является названием ИЮПАК и чье обычное название — закись азота, это
веселящий газ, вода, диоксид кремния или кремнезем, который является основным компонентом песка,
оксид алюминия и оксид магния.

Возможно, вы произвели магний
Оксид в лаборатории. Пара щипцов держит магний
ленту в пламени горелки Бунзена. Происходит сильно экзотермическая реакция
при этом выделяется много тепла и света, когда магний реагирует с кислородом в
воздуха для получения оксида магния. Все оксиды можно разделить на
одна из четырех групп: кислотные, основные, амфотерные или нейтральные оксиды. Давайте исследуем это и начнем
с кислотными оксидами. Кислые оксиды – это те, которые при
они реагируют с водой, образуя кислоты. Эти оксиды содержат неметаллы из
группы с 14 по 17 таблицы Менделеева. Общее уравнение неметалла
оксид плюс вода реагируют с образованием кислоты. Давайте посмотрим на некоторые примеры.

Когда газообразный диоксид серы реагирует с
вода, получается сернистая кислота, h3SO3. Когда оксид неметалла, углерод
двуокись, реагирует с водой, образуется углекислота или h3CO3. Эти две реакции могут протекать в
окружающей среде, когда в атмосфере много SO2 и CO2. Жидкая вода и капли дождя могут
взаимодействуют с двуокисью углерода и двуокисью серы в атмосфере и производят
две кислоты угольная и сернистая кислота. Эти две кислоты входят в состав
кислотный дождь. Последний пример того, когда неметалл
оксид взаимодействует с водой с образованием кислоты — это реакция диоксида азота
газ с водой для получения азотной кислоты. Если несколько капель универсального
к растворам этих кислот добавляли индикатор, он становился красно-оранжевым, что доказывало
что оксиды неметаллов SO2, CO2 и NO2 при взаимодействии с водой действительно
производят кислоты.

Теперь давайте посмотрим на основные
оксиды. Основной оксид – это оксид, который
при взаимодействии с водой образует основание или щелочь. Обычно основные оксиды содержат
металлы из первой или второй группы периодической таблицы. Общее уравнение — оксид металла
плюс вода реагируют с образованием основания или щелочи. Щелочь – это вещество, содержащее
гидроксид-ион ОН-. Вот два примера уравнений
где оксиды металлов образуют гидроксиды или растворы щелочей. В первом случае оксид натрия реагирует
с водой с образованием гидроксида натрия, а во втором оксид кальция реагирует с
воды для получения гидроксида кальция. Гидроксид натрия хорошо растворим
в воде, тогда как гидроксид кальция мало растворим. Тем не менее, если несколько капель
в эти растворы добавляли универсальный индикатор, он становился сине-фиолетовым,
подтверждая, что растворы являются основными или щелочными, и доказывая, что эти оксиды
действительно реагируют с водой с образованием оснований или щелочей.

До сих пор мы видели, что неметалл
оксиды или кислотные оксиды реагируют с водой с образованием кислот и оксидов металлов или
основные оксиды реагируют с водой с образованием основания. Кислотные оксиды также могут действовать как
кислоты и реагируют с основанием с образованием соли и воды. А основные оксиды могут действовать как
основания, реагируя с кислотой с образованием соли и воды. Применяется общее правило: кислота
реагирует с основанием с образованием соли и воды. Чуть позже в этом видео мы
посмотрите, как основные оксиды реагируют с кислотами с образованием соли и
вода. А пока переходим к третьему
тип оксида, амфотерные оксиды.

Оксиды амфотерные, в отличие от кислотных
и основные оксиды обычно не растворяются в воде и не реагируют с ней. Тем не менее, они показывают как кислую
и основные свойства. Они ведут себя как кислота, когда
реагируют с основанием и ведут себя как основание, когда реагируют с кислотой. Эти оксиды содержат такие металлы, как
медь, цинк, свинец, бериллий, алюминий и олово. Мы видели минуту назад, что когда
кислота и основание реагируют, образуется соль и вода. Так как амфотерные оксиды могут
ведут себя как кислоты или основания, есть два общих уравнения, на которые следует обратить внимание. Когда эти оксиды ведут себя как
кислота, уравнение представляет собой амфотерный оксид плюс основание, что дает соль и воду. И когда они реагируют как база,
уравнение представляет собой амфотерный оксид плюс кислота, что дает соль и воду.

Давайте рассмотрим пример для
каждый. Оксид алюминия амфотерен. Не растворяется и не реагирует
с водой и может действовать как кислота или основание. Когда он реагирует с основанием, таким как
получают гидроксид натрия, алюминат натрия, соль и воду. Обратите внимание, что эта формула является
упрощение. Алюминий может образовывать довольно сложные
ионы в растворе. Формула здесь для натрия
алюминат на самом деле является формулой твердого безводного продукта. Но алюминат натрия в
присутствие воды хорошо растворяется, и поэтому будет реагировать с водой с образованием гидратированного
соединение со сложной формулой, которое мы здесь рассматривать не будем. Когда этот амфотерный оксид реагирует
с кислотой образуется соль хлорида алюминия. Эта двойственная природа амфотерных
оксидов указывается их название. Слово амфотерный происходит от
Греческое слово amphoteroi, означающее оба.

Перейдем к последнему типу
оксид, нейтральные оксиды. Нейтральные оксиды не проявляют кислотности
или основные свойства и не реагируют с кислотами или основаниями. Есть только несколько известных нейтральных
оксиды, и к ним относятся окись углерода, закись азота и окись азота. Опять же, нейтральные оксиды не
вступают в реакции с кислотами или основаниями. А теперь посмотрим конкретно
того, как основные оксиды реагируют с кислотами с образованием соли и воды, а также некоторые другие
примеры того, как амфотерные оксиды могут действовать как основания, реагировать с кислотами и давать
соль и вода. При взаимодействии оксида натрия с
соляная кислота, хлорид натрия и вода являются продуктами. Обратите внимание, что анион в кислоте
и катион в основном оксиде определяют, какая соль образуется.

Можете ли вы угадать, в чем кислота?
это следующее уравнение? Оксид магния в основном
нерастворим в воде. Однако в разбавленных подогретых кислых
раствор, он может реагировать с образованием соли и воды, в данном случае нитрата магния
и вода. Катион магния в соли
продукт происходит из оксида, а NO3 или нитрат-ион должны были происходить из
кислота. Есть два нитрат-иона, которые
означает, что в кислоте должно быть два положительных заряда или два иона Н+. Объединяя эти ионы вместе, мы
получаем, мы получаем две HNO3, которая представляет собой кислую азотную кислоту. Ранее мы видели пример того, как
амфотерный оксид может действовать как основание и реагировать с кислотой. Давайте рассмотрим еще один пример.

Реакция оксида цинка(II) с
серная кислота дает соль сульфат цинка и воду. Опять катион в соли приходит
из оксида, а анион в соли происходит из кислоты. До сих пор мы рассматривали типы
оксидов, как они реагируют, и мы рассмотрели множество уравнений. Прежде чем мы сделаем практический пример,
давайте сделаем что-то немного другое. Давайте проверим, насколько отличается
элементы реагируют с кислородом с образованием оксидов и как это дает нам основное представление о
ряды реактивности для элементов.

Некоторые элементы реагируют с кислородом
энергичнее других. Золото имеет низкую реакционную способность с
кислород. Мы говорим, что он инертен и не
реагировать. Серебро и ртуть очень медленные
и устойчивы к реакции с кислородом. К этому добавлено больше металлов.
перечислить в определенном порядке, и это основано на увеличении реакционной способности с кислородом, в
Другими словами, увеличение легкости, с которой эти элементы реагируют на увеличение
энергия. Элементы в крайнем правом углу
ряды легко и энергично реагируют с кислородом, требуя мало энергии для
вступают в эту реакцию, при этом металлический калий является наиболее энергичным, или, как мы говорим,
самый реактивный.

Важно знать, что все
эти металлы можно заставить реагировать с кислородом при правильных условиях, даже
золото. Но здесь речь идет об их
естественная реактивность. Чем активнее элемент,
тем более вероятно, что его можно найти в природе связанным с кислородом или другими элементами. Этот список здесь называется
ряд реактивности. Он показывает общую тенденцию или порядок
с которыми элементы реагируют с кислородом. Вы заметите только металлы, написанные
в этом ряду реактивности. Но неметаллы также могут реагировать с
кислород. Энергия, с которой водород
реагирует между железом и цинком. Рассмотрим более подробно
ряды удельной реакционной способности четырех неметаллов. Имейте в виду, однако, что эти
неметаллы могут быть помещены в высший ряд реактивности среди металлов,
по их относительной реакционной способности с кислородом.

Известно много оксидов
хлор. Однако хлор не реагирует
кислородом воздуха и в нормальных условиях. Энергия необходима для того, чтобы вызвать
реакция. Из этих четырех неметаллов хлор
является наименее реактивным. Углерод тоже обычно не
самопроизвольно реагируют с кислородом. Подумайте о куске древесного угля на
барбекю. Предварительно его нужно нагреть до красна.
горячий. Тогда он будет реагировать и гореть с
кислорода в воздухе. Сера реагирует немного сильнее
энергично. Он загорится при нагревании
горелка Бунзена. Фосфор, однако, реагирует вполне
энергично и самовозгорается в кислороде воздуха. Фосфор является наиболее активным
в сторону кислорода от элементов этого ряда. Итак, из их реакции с кислородом
мы можем сделать вывод об увеличении реакционной способности от хлора к углероду, к сере, к
фосфор. Теперь пришло время взглянуть на
пример, прежде чем мы обобщим все, что мы узнали.

Для определения рН различных
оксидов был поставлен эксперимент. Три стакана были наполнены 0,5
литров деионизированной воды и несколько капель универсального индикатора. Шпатель следующего оксида
затем добавляли в каждый стакан. Какого цвета будет каждое решение
измениться после добавления оксида? (A) A: синий, B: зеленый и C:
красный. (B) A: зеленый, B: красный и C:
синий. (C) A: синий, B: красный и C:
зеленый. (D) A: красный, B: зеленый и C:
синий. Или (E) A: красный, B: синий и C:
зеленый.

Оксид представляет собой соединение, состоящее из
кислорода, связанного с другим элементом. P2O10, который был добавлен в первую
стакан, является оксидом неметалла, потому что он состоит из неметаллического фосфора, связанного
к кислороду. MgO и Al2O3 являются примерами
оксиды металлов, потому что Mg, магний, является металлом, а Al, алюминий, также является
металл. И эти металлы связаны с
кислород. В общем, когда оксид неметалла
реагирует с водой, образуется кислота. Обычно это происходит, когда неметалл
находится в группах с 14 по 17 таблицы Менделеева. Когда металл в оксиде металла
из одной или двух групп периодической таблицы, например, магния и оксида
реагирует с водой, обычно образуется раствор основания или щелочи.

Обратите внимание, однако, что есть
всегда исключения из правил. Например, оксид бериллия не
растворим в воде и не реагирует с водой при нормальных условиях. Другие оксиды металлов, содержащие
металлы, не входящие в первую или вторую группу периодической таблицы, например,
медь, цинк, свинец, алюминий и олово, если их поместить в воду, не
обычно реагируют и обычно нерастворимы. Теперь оксида магния тоже нет.
хорошо растворим в воде, но небольшие количества растворяются и реагируют с водой с образованием
производят основание или щелочной раствор.

Нам сказали, что универсальный
В каждый химический стакан добавляли индикатор для определения рН. Универсальный индикатор красный в
сильнокислая область шкалы pH, затем оранжево-желтая, затем зеленая вокруг нейтральной
точка, затем синий, и на дальнем конце спектра в высокоосновной области он
фиолетовый. Мы видели, что когда неметалл
оксид реагирует с водой, в случае стакана А образуется кислота. Так индикатор
в стакане А станет красным. В стакане В в виде металла образуется основание или щелочь.
оксид вступает в реакцию с водой, поэтому индикатор окрасится в пурпурно-синий цвет. А в стакане С, когда металл
добавляется оксид, реакции не происходит.

Оксид алюминия является примером
амфотерный оксид. И опять же, это не обычно
растворимы и обычно не реагируют с водой, хотя могут реагировать с кислотами
и базы. Потому что нет реакции с
воды, pH воды в этом стакане останется нейтральным, а индикатор
появится зеленый. Таким образом, изменение цвета в каждом стакане
из-за добавления оксида будет A: красный, B: синий и C: зеленый.

Подытожим, что имеем
научился. Оксид – это соединение, содержащее
кислород, связанный с другим элементом. При взаимодействии оксида неметалла с
воды образуется кислота. При взаимодействии оксида металла с
вода, получается основание. Когда помещают амфотерный оксид
в воде он не растворяется и не реагирует. А когда помещается нейтральный оксид
в воде тоже нет реакции. Это общие тенденции. При взаимодействии оксида неметалла с
основание, соль и вода производятся. Соль и вода также производятся
при взаимодействии оксида металла с кислотой. А для амфотерных оксидов, которые могут
реагируют с кислотой или основанием, потому что они действуют как кислоты или основания, снова соль и
вода — продукты.

Узнайте, идентификация, свойства и применение

Амфотерное вещество в химии представляет собой молекулу или ион, которые вступают в реакцию как с кислотой, так и с основанием. Амфотерные оксиды — это соединения, которые реагируют как с кислотами, так и с основаниями с образованием солей и воды. Многие металлы, в том числе бериллий, цинк, олово, свинец и алюминий, могут образовывать амфотерные оксиды или гидроксиды. Примером амфотерного оксида является \(Al_2O_3\). Степени окисления оксида сильно определяют амфотеризм.

В этой статье мы узнаем об амфотерных оксидах, их определении, примерах, идентификации, свойствах и применении, а также часто задаваемых вопросах.

Амфотерные оксиды

Амфотерность, также известная как амфотерность, представляет собой способность химического вещества действовать как кислота и как основание. Молекула проявляет кислотное или основное поведение в зависимости от реагентов и других параметров реакции. Как правило, оксиды металлов являются основными, тогда как оксиды неметаллов являются кислотными.

В то время как некоторые металлические или полуметаллические оксиды являются амфотерными, некоторые неметаллические оксиды являются нейтральными. Эти обобщения имеют ряд исключений. Когда амфотерный оксид металла реагирует с кислотой, он образует соль и воду, что указывает на основное поведение амфотерного оксида. С другой стороны, когда амфотерный оксид реагирует с основанием, он снова образует соль и воду, что указывает на кислое поведение оксида. {-})\) также являются примерами амфотерных или амфипротонных соединений.

Амфотерные оксиды образуются из различных металлов, включая оксид алюминия \((Al_{2}O_{3})\), оксид свинца (PbO), цинк (ZnO) и оксид олова (SnO), а также такие металлы, как ванадий, хром, олово, железо, кобальт, медь, серебро, золото, галлий, индий, скандий, титан, цирконий, германий, сурьма, висмут, бериллий и теллур.

Идентификация амфотерных оксидов

Кислота и основание могут быть нейтрализованы амфотерным оксидом. Следовательно, необходимо изучить реакции соединения с кислотой, такой как HCl, и основанием, таким как NaOH, чтобы определить, является ли оно амфотерным. Данный материал должен быть определен, является ли он оксидом или нет, после подтверждения того, что он амфотерный. Существуют тесты на различные анионы, такие как сульфаты, нитраты, нитриты, хлориды и т. д. Если каждый тест дает отрицательный результат, сообщаемое вещество является оксидом.

Элемент можно нагревать в кислороде для получения любого из оксидов. Гидратированные оксиды образуются при взаимодействии водных растворов тригалогенидов металлов с гидроксидом. По мере продвижения вниз по группе металлический характер вовлеченных элементов вызывает изменение кислотных оксидов на амфотерные и основные.

Природа оксидов элементов группы 13:

77777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777.

77777777777777777. 2}O_{3}\)

Амфотерные оксиды в периодической таблице

В периодической таблице различные тенденции следуют слева направо в периоде и сверху вниз в группе. Кислотное, основное и амфотерное поведение различных оксидов металлов и неметаллов также можно объяснить изменяющейся тенденцией степени окисления, размера оксида и природы центрального элемента.

• Кислотность оксидов увеличивается в данный период таблицы Менделеева по мере увеличения неметаллического характера центрального элемента. Тенденция поведения оксидов в 3-м периоде таблицы Менделеева следующая:

• The basic nature of the metal oxide increases with increasing atomic number and size of the central metal atom спустившись в группе.

\(NO_{2}\) и \(P_{2}O_{3}\) кислотные, \(As_{2}O_{3}\) и \(Sb_{2}O_{3} \) являются амфотерными, а \(Bi_{2}O_{3}\) являются основными.

• Кислотная природа оксидов металлов увеличивается с увеличением степени окисления центрального атома металла.

\(MnO < Mn_{2}O_{3} < Mn_{2}O_{7}\)

Свойства амфотерных оксидов

Физические и химические свойства амфотерных оксидов обсуждаются следующим образом:

Физические Свойства

Амфотерные оксиды обычно имеют чрезвычайно высокие температуры плавления и кипения. Они имеют большие ковалентные структуры, для растворения которых требуется много энергии. Амфотерные оксиды обычно нерастворимы в воде.

Химические свойства

Наиболее важным свойством амфотерных оксидов является реакция как с кислотой, так и с основанием.

• Lead Oxide (PbO)

• Reaction with an acid- \( PbO + 2HCl \rightarrow PbCl_{2} + H_{2}O\)

• Reaction with a основание- \( PbO + 2NaOH + H_{2}O \rightarrow Na_{2}[Pb(OH)_{4}]\)

• Оксид алюминия \((Al_{2}O_{3 })\)

• Реакция с кислотой: \( Al_{2}O_{3} + 6HCl\rightarrow 2AlCl_{3} + 3 H_{2}O\)

• Реакция с основанием: \ ( Al_{2}O_{3} + 2NaOH + 3H_{2}O \rightarrow 2Na[Al(OH)_{4}]\)

• Оксид цинка (ZnO)

• Реакция с кислота: \(ZnO + H_{2}SO_{4} \rightarrow ZnSO_{4} + H_{2}O\)

• Реакция с основанием: \(ZnO + 2NaOH + H_{2 }O \rightarrow Na_{2}[Zn(OH)_{4}]\)

• Stannous Oxide (SnO)

• Reaction with an acid: \(SnO + 2HCl \rightleftharpoons SnCl_{2} + H_{2}O\)

• Reaction with a base : \(SnO + 4NaOH + H_{2}O \rightleftharpoons Na_{4}[Sn(OH)_{6}]\)

Применение амфотерных оксидов

Применение амфотерных оксидов довольно широко благодаря их способность реагировать как с кислотами, так и с основаниями. Вот некоторые из наиболее распространенных применений амфотерных оксидов:

• Электрическое сопротивление, показатель преломления и поглощение рентгеновских лучей стеклом увеличиваются при добавлении PbO. Это также уменьшает вязкость стекла в то же время. Поэтому PbO имеет решающее значение для стекольной промышленности. PbO также используется в керамической промышленности для создания магнитно- и электрически инертных керамических изделий.
• Оксид цинка (ZnO) можно использовать для улучшения характеристик многих различных товаров и материалов, включая пластмассы, резину, стекло, керамику, смазочные материалы (включая цемент), мази (включая мази и кремы), краски (включая герметики), клеи (включая пищевые), пигменты (включая антипирены), батареи (включая батареи) и ленты для оказания первой помощи. Кроме того, он используется в производстве постоянных элементов, включая сухие элементы.
• Амфолиты представляют собой амфотерные соединения, включающие как кислотные, так и основные группы. В определенном диапазоне pH они обычно обнаруживаются в виде цвиттер-ионов. При изоэлектрическом фокусировании можно использовать аминолиты для поддержания стабильного градиента pH.
• В процессе производства алюминия дополнительно используется оксид алюминия \(Al_{2}O_{3}\). Этот оксид также является популярным наполнителем в полимерах, поскольку он химически белый и инертный. Помимо того, что он является обычным ингредиентом солнцезащитного крема, его также можно обнаружить в косметике, включая румяна, губную помаду и лак для ногтей. Иногда различные типы стекла изготавливаются с оксидом алюминия в качестве компонента. Он используется в качестве катализатора как в процессе Клауса, так и в дегидратации спирта до алкенов.

Нужна бесплатная помощь в подготовке к экзамену? Testbook содержит тщательно подобранные учебные материалы, практические наборы для экзаменов и полезные советы от профессионалов. Загрузите бесплатное приложение Testbook прямо сейчас и улучшите свою подготовку к экзамену благодаря специальным предложениям, которые ждут вас!

Часто задаваемые вопросы об амфотерных оксидах

Q. 1 Что такое амфотерные оксиды в двух примерах?

Ans.1 Амфотерные оксиды представляют собой соединения, которые реагируют как с кислотами, так и с основаниями с образованием солей и воды. Например, ZnO, \(Al_{2}O_{3}\), PbO и др.

Q.2 Называется ли оксид алюминия также амфотерным оксидом?

Ответ 2 Да, \(Al_{2}O_{3}\) также называют амфотерным оксидом, так как он способен реагировать с кислотой и основанием.

Q.3 Какой элемент образует амфотерные оксиды?

Ans.3 Наиболее распространенными элементами, образующими амфотерные оксиды, являются Zn, Al, Pb, Sn, Cu, Be, As, Sb и т. д.

Q.4 Какой оксид является амфотерным?

Ans.4 Оксиды металлов, которые могут действовать как кислота или основание в химической реакции, называются амфотерными по своей природе.

В.5 Является ли оксид цинка амфотерным или нейтральным?

Ans.