Рис. 1. Ве­ще­ства, про­яв­ля­ю­щие ам­фо­тер­ные свой­ства

Ос­нов­ные ок­си­ды ре­а­ги­ру­ют с кис­лот­ны­ми ок­си­да­ми, а кис­лот­ные ок­си­ды – с ос­но­ва­ни­я­ми. Но су­ще­ству­ют ве­ще­ства, ок­си­ды и гид­рок­си­ды ко­то­рых в за­ви­си­мо­сти от усло­вий, будут ре­а­ги­ро­вать и с кис­ло­та­ми и с ос­но­ва­ни­я­ми. Такие свой­ства на­зы­ва­ют­ся ам­фо­тер­ны­ми.

Ве­ще­ства, об­ла­да­ю­щие ам­фо­тер­ны­ми свой­ства­ми при­ве­де­ны Рис.1.. Это  со­еди­не­ния, об­ра­зо­ван­ные бе­рил­ли­ем, цин­ком, хро­мом, мы­шья­ком, алю­ми­ни­ем, гер­ма­ни­ем, свин­цом, мар­ган­цем, же­ле­зом, оло­вом.

При­ме­ры их ам­фо­тер­ных ок­си­дов при­ве­де­ны в таб­ли­це 1.

Ам­фо­тер­ные ок­си­ды
Фор­му­ла	На­зва­ния
BeO	Оксид бе­ри­лия (II)
ZnO	Оксид цинка
Al2O3	Оксид алю­ми­ния
Cr2O3	Оксид  хрома III)
As2O3	Оксид мы­шья­ка (III)
GeO	Оксид гер­ма­ния (II)
PbO2	Оксид свин­ца (IV)
MnO2	Оксид мар­ган­ца (IV)
Fe2O3	Оксид же­ле­за (III)
SnO	Оксид олова (II)

2. Химические свойства амфотерных оксидов цинка и алюминия

Рас­смот­рим ам­фо­тер­ные свой­ства ок­си­дов цинка и алю­ми­ния. На при­ме­ре их вза­и­мо­дей­ствия с ос­нов­ны­ми и кис­лот­ны­ми ок­си­да­ми, с кис­ло­той и ще­ло­чью.

-  Вза­и­мо­дей­ствие с ос­нов­ны­ми ок­си­да­ми и ос­но­ва­ни­я­ми:

ZnO + Na₂O → Na₂ZnO₂ (цин­кат на­трия). Оксид цинка ведет себя как кис­лот­ный.

ZnO + 2NaOH → Na₂ZnO₂+ H₂O

-  Вза­и­мо­дей­ствие с кис­лот­ны­ми ок­си­да­ми и кис­ло­та­ми. Про­яв­ля­ет свой­ства ос­нов­но­го ок­си­да.

3ZnO + P₂O₅ → Zn₃(PO₄)₂ (фос­фат цинка)

ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O

Ана­ло­гич­но ок­си­ду цинка ведет себя и оксид алю­ми­ния:

-  Вза­и­мо­дей­ствие с ос­нов­ны­ми ок­си­да­ми и ос­но­ва­ни­я­ми:

Al₂O₃ + Na₂O → 2NaAlO₂ (ме­та­а­лю­ми­нат на­трия). Оксид алю­ми­ния ведет себя как кис­лот­ный.

Al₂O₃ + 2NaOH → 2NaAlO₂+ H₂O

-  Вза­и­мо­дей­ствие с кис­лот­ны­ми ок­си­да­ми и кис­ло­та­ми. Про­яв­ля­ет свой­ства ос­нов­но­го ок­си­да.

Al₂O₃ + P₂O₅ → 2AlPO₄(фос­фат алю­ми­ния)

Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂O

Рас­смот­рен­ные ре­ак­ции про­ис­хо­дят при на­гре­ва­нии, при сплав­ле­нии. Если взять рас­тво­ры ве­ществ, то ре­ак­ции пой­дут несколь­ко иначе.

3. Химические свойства амфотерных оксидов цинка и алюминия в растворах

ZnO + 2NaOH + H₂O → Na₂[Zn(OH)₄] (тет­ра­гид­рок­со­цин­кат на­трия) Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O → 2Na[Al(OH)₄] (тет­ра­гид­рок­со­алю­ми­нат на­трия)

В ре­зуль­та­те этих ре­ак­ций по­лу­ча­ют­ся соли, ко­то­рые от­но­сят­ся к ком­плекс­ным.

Рис. 2. Ми­не­ра­лы на ос­но­ве ок­си­да алю­ми­ния

Оксид алю­ми­ния

Оксид алю­ми­ния чрез­вы­чай­но рас­про­стра­нен­ное на Земле ве­ще­ство. Он со­став­ля­ет ос­но­ву глины, бок­си­тов, ко­рун­да и дру­гих ми­не­ра­лов. Рис.2.

В ре­зуль­та­те вза­и­мо­дей­ствия этих ве­ществ с сер­ной кис­ло­той, по­лу­ча­ет­ся суль­фат цинка или суль­фат алю­ми­ния.

ZnO + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂O

Al₂O₃ + 3H₂SO₄→ Al₂ (SO₄)₃ + 3H₂O

4. Химические свойства амфотерных гидроксидов цинка и алюминия

Ре­ак­ции гид­рок­си­дов цинка и алю­ми­ния с ок­си­дом на­трия про­ис­хо­дят при сплав­ле­нии, по­то­му что эти гид­рок­си­ды твер­дые и не вхо­дят в со­став рас­тво­ров.

Zn(OН)₂ + Na₂O → Na₂ZnO₂ + Н₂О     соль на­зы­ва­ет­ся цин­кат на­трия.

2Al(OН)₃ + Na₂O → 2NaAlO₂ + 3Н₂О   соль на­зы­ва­ет­ся ме­та­а­лю­ми­нат на­трия.

Рис. 3. Гид­рок­сид алю­ми­ния

Ре­ак­ции ам­фо­тер­ных ос­но­ва­ний со ще­ло­ча­ми ха­рак­те­ри­зу­ет их кис­лот­ные свой­ства. Дан­ные ре­ак­ции можно про­во­дить как при сплав­ле­нии твер­дых ве­ществ, так и в рас­тво­рах. Но при этом по­лу­чат­ся раз­ные ве­ще­ства, т.е. про­дук­ты ре­ак­ции за­ви­сят от усло­вий про­ве­де­ния ре­ак­ции: в рас­пла­ве или в рас­тво­ре.

Zn(OH)₂ + 2NaOH _тв. Na₂ZnO₂ + 2Н₂О

Al(OH)₃ + NaOH _тв. NaAlO₂+ 2H₂O

Zn(OH)₂ + 2NaOH _{раствор} → Na₂[Zn(OH)₄] Al(OH)₃ + NaOH _{раствор} → Na[Al(OH)₄] тет­ра­гид­рок­со­алю­ми­нат на­трия Al(OH)₃ + 3NaOH _{раствор}→ Na₃[Al(OH)₆]        гек­са­гид­рок­со­алю­ми­нат на­трия.

По­лу­ча­ет­ся тет­ра­гид­рок­со­алю­ми­нат на­трия или гек­са­гид­рок­со­алю­ми­нат на­трия за­ви­сит от того, сколь­ко ще­ло­чи мы взяли. В по­след­ней ре­ак­ции ще­ло­чи взято много и об­ра­зу­ет­ся гек­са­гид­рок­со­алю­ми­нат на­трия.

5. Химические свойства амфотерных цинка и алюминия

Эле­мен­ты, ко­то­рые об­ра­зу­ют ам­фо­тер­ные со­еди­не­ния, могут сами про­яв­лять ам­фо­тер­ные свой­ства.

Zn + 2NaOH + 2H₂O → Na₂[Zn(OH)₄]  + Н₂↑(тет­ра­гид­рок­со­цин­кат на­трия)

2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3Н₂↑( (тет­ра­гид­рок­со­алю­ми­нат на­трия)

Zn + H₂SO_{4(разб.)→} ZnSO₄ + H₂↑

2Al + 3H₂SO_4(разб.)→ Al₂ (SO₄)₃ + 3H₂↑

На­пом­ним о том, что ам­фо­тер­ные гид­рок­си­ды яв­ля­ют­ся нерас­тво­ри­мы­ми ос­но­ва­ни­я­ми. И при на­гре­ва­нии раз­ла­га­ют­ся , об­ра­зуя оксид и воду.

Раз­ло­же­ние ам­фо­тер­ных ос­но­ва­ний при на­гре­ва­нии.

2Al(OH)₃  Al₂O₃ + 3H₂O

Zn(OH)₂ ZnO + H₂O

Под­ве­де­ние итога

Вы узна­ли свой­ства ам­фо­тер­ных ок­си­дов и гид­рок­си­дов. Эти ве­ще­ства, имеют ам­фо­тер­ные (двой­ствен­ные) свой­ства. Хи­ми­че­ские ре­ак­ции, ко­то­рые про­те­ка­ют с ними, имеют осо­бен­но­сти. Вы рас­смот­ре­ли при­ме­ры ам­фо­тер­ных ок­си­дов и гид­рок­си­дов.