Amfoterni oksidi. Kemijske lastnosti, metoda proizvodnje

Amfoterni oksidi (ki imajo dvojne lastnosti) so v večini primerov kovinski oksidi, ki imajo majhno elektronegativnost. Odvisno od zunanjih pogojev imajo kisline ali oksidne lastnosti. Ti oksidi tvorijo prehodne kovine, ki ponavadi kažejo naslednja oksidacijska stanja: 11, lll, lV.

Primeri amfoternih oksidov: cinkov oksid (ZnO), kromov oksid lll (Cr2O3), aluminijev oksid (Al2O3), oksid ll kositer (SnO), kositrov oksid lV (SnO2), svinčev oksid ll (PbO), svinec lV oksid (PbO2) , lV titanov oksid (TiO2), manganov oksid lV (MnO2), lll železov oksid (Fe2O3), berilijev oksid (Beo).

Reakcije, značilne za amfoterne okside:

1. Ti oksidi lahko reagirajo z močnimi kislinami. V tem primeru nastanejo soli teh kislin. Reakcije te vrste so manifestacije lastnosti osnovnega tipa. Na primer: ZnO (cinkov oksid) + H2SO4 (klorovodikova kislina) → ZnS04 (cinkov sulfat) + H2O (voda).

2. Med interakcijo z močnimi alkalijami kažejo amfoterni oksidi in hidroksidi kisline lastnosti. V tem primeru se dvojnost lastnosti (t.j. amfoternosti) manifestira pri tvorbi dveh soli.

V talini se v reakciji z alkalijo oblikuje povprečna sol, na primer:
ZnO (cinkov oksid) + 2NaOH (natrijev hidroksid) → Na2ZnO2 (skupna povprečna sol) + H2O (voda).
Al2O3 (aluminijev oksid) + 2NaOH (natrijev hidroksid) = 2NaAlO2 + H2O (voda).
2Al (OH) 3 (aluminijev hidroksid) + 3S03 (žveplov oksid) = Al2 (S04) 3 (aluminijev sulfat) + 3H2O (voda).

Rešitev amfoternih oksidi z reakcijo z alkalijo, da se tvori kompleksne soli, na primer: Al2O3 (aluminijev oksid) + 2NaOH (natrijev hidroksid) + 3H2O (voda) + 2Na (Al (OH) 4) (kompleksno sol natrijevega tetragidroksoalyuminat).

3. Vsaka kovina iz katerega koli amfoteričnega oksida ima svojo koordinacijsko številko. Na primer: za cink (Zn) - 4, za aluminij (Al) - 4 ali 6, za krom (Cr) - 4 (redko) ali 6.

4. Amfoterni oksid ne reagira z vodo in se v njem ne raztopi.

Kakšne reakcije dokazujejo amfoterne kovine?

Konfatno, amfoterni element lahko kaže lastnosti kovin in nekovin. Taka značilnost je prisotna v elementih skupin A: (berilij), GA (galij), Ge (germanij), Sn (TIN), Pb, Sb (antimon), Bi (bizmut), in nekateri drugi, kot tudi mnoge izmed elementov B -groups - CR (krom), Mn (mangan), Fe (železo), Zn (cink), Cd (kadmij), in drugi.

Z naslednjimi kemijskimi reakcijami dokazujemo amfoternost kemijskega elementa cinka (Zn):

1. Zn (OH) 2 (cinkov hidroksid) + N2O5 (diazoten pentoksid) = Zn (NO3) 2 (cinkov nitrat) + H2O (voda).
ZnO (cinkov oksid) + 2HNO3 (dušikova kislina) = Zn (NO3) 2 (cinkov nitrat) + H20 (voda).

b) Zn (OH) 2 (cinkov hidroksid) + Na2O (natrijev oksid) = Na2ZnO2 (natrijev dioksocinkat) + H20 (voda).
ZnO (cinkov oksid) + 2NaOH (natrijev hidroksid) = Na2ZnO2 (natrijev dioksocinat) + H20 (voda).

V primeru, ko ima element z dvojnimi lastnostmi v spojini naslednja oksidacijska stanja, sta njegova dvojna (amfoterna) lastnost najbolj opazna v vmesni oksidacijski stopnji.

Kot primer lahko prinese krom (Cr). Ta element ima naslednja oksidacijska stanja: 3+, 2+, 6+. V primeru +3 so osnovne in kisle lastnosti približno enake, medtem ko Cr +2 prevladujejo glavne lastnosti in Cr +6 je kisel. Tukaj so reakcije, ki dokazujejo to izjavo:

Cr + 2 → CrO (kromov oksid +2), Cr (OH) 2 → CrS04-
Cr + 3 → Cr2O3 (kromov oksid +3), Cr (OH) 3 (kromov hidroksid) → KCrO2 ali kromov sulfat Cr2 (S04) 3-
Cr + 6 → CrO3 (kromov oksid +6), H2CrO4 → K2CrO4.

V večini primerov v meta obliki obstajajo amfoterni oksidi kemijskih elementov z +3 stopnjo oksidacije. Kot primer lahko podamo: aluminijev metahidroksid (kemijska formula AlO (OH) in metahidroksid železa (kemijska formula FeO (OH)).

Kako dobijo amfoterne okside?

1. Najbolj primeren način za njihovo pridobitev je obarjanje iz vodne raztopine z uporabo amonijevega hidrata, to je šibke baze. Na primer:
Al (NO3) 3 (aluminijev nitrat) + 3 (H2OxNH3) (vodni raztopina amoniaka hidrat) = Al (OH) 3 (amfoterni oksid) + 3NH4NO3 (reakcija se izvede pri 20 stopinjah toplote).
Al (NO3) 3 (aluminijev nitrat) + 3 (H2OxNH3) (vodni amonijev hidroksid) = ALO (OH) (amfoternega oksid) + 3NH4NO3 + H2O (Reakcijo izvedemo pri 80 ° C)

V tem primeru pri izmenjalni reakciji te vrste v primeru presežka alkalij aluminijev hidroksid ne bodo deponirane. To je posledica dejstva, da je aluminijeva prehaja v aniona zaradi svoje dvojne lastnosti: Al (OH) 3 (aluminijev hidroksid) + OHminus- (prebitek alkalijske) = [Al (OH) 4] minus- (aluminijev hidroksid anion).

Primeri reakcij te vrste:
Al (NO3) 3 (aluminijev nitrat) + 4NaOH (presežek natrijevega hidroksida) = 3NaNO3 + Na (Al (OH) 4).
ZnSO4 (cinkov sulfat) + 4NaOH (presežek natrijevega hidroksida) = Na2S04 + Na2 (Zn (OH) 4).

Soli, ki se tvorijo v tem primeru, se nanašajo na kompleksne spojine. Vključujejo naslednje kompleksne anione: (Al (OH) 4) minus- in še (Zn (OH) 4) 2minus-. Zato sem poklical sol: NP (Al (OH) 4) - natrijev tetragidroksoalyuminat, NA2 (Zn (OH) 4) - natrijev tetragidroksotsinkat. Produkti medsebojnega delovanja aluminijevih ali cinkovih oksidov z alkalijskim trdjem imenujemo drugače: NaAlO2 - natrijev dioksoaluminat in Na2ZnO2 - natrijev dioksocinkat.