Амфотерные оксиды и гидроксиды: примеры и свойства

Понятие амфотерности

Ранее были изучены основные, кислотные оксиды и гидроксиды. Однако существуют вещества, которые не могут быть однозначно отнесены ни к кислотным, ни к основным соединениям. Такие вещества способны проявлять двойственные химические свойства: взаимодействовать как с кислотами, так и со щелочами. Подобные соединения называют амфотерными.

Амфотерность является важным проявлением периодического изменения свойств химических элементов и отражает промежуточный характер некоторых металлов между типичными металлами и неметаллами.

Амфотерность — это способность вещества проявлять как основные, так и кислотные свойства в зависимости от условий реакции.

Амфотерные соединения занимают промежуточное положение между основаниями и кислотами. Если основный оксид реагирует только с кислотами, а кислотный оксид только со щелочами, то амфотерные соединения способны взаимодействовать и с теми, и с другими.

Амфотерные оксиды

Амфотерные оксиды — это оксиды, проявляющие как основные, так и кислотные свойства.

Наиболее распространённые амфотерные оксиды:

BeO — оксид бериллия;
Al₂O₃ — оксид алюминия;
ZnO — оксид цинка;
Cr₂O₃ — оксид хрома(III);
SnO₂ — оксид олова(IV);
PbO — оксид свинца(II).

Амфотерным оксидам соответствуют амфотерные гидроксиды.

Примеры соответствующих гидроксидов

BeO → Be(OH)₂
Al₂O₃ → Al(OH)₃
ZnO → Zn(OH)₂
Cr₂O₃ → Cr(OH)₃
SnO₂ → Sn(OH)₄
PbO → Pb(OH)₂

Амфотерные гидроксиды обычно представляют собой малорастворимые вещества и выпадают в осадок.

Причины возникновения амфотерности

Амфотерность связана с положением элемента в Периодической системе.

Наиболее выраженные основные свойства характерны для активных металлов:

Наиболее выраженные кислотные свойства характерны для неметаллов:

Элементы, расположенные вблизи границы между металлами и неметаллами, обладают промежуточными свойствами. Их оксиды и гидроксиды часто проявляют амфотерный характер.

Таким образом, амфотерность является следствием промежуточного положения элемента между типичными металлами и неметаллами.

Химические свойства амфотерных оксидов

1. Взаимодействие с кислотами

В реакциях с кислотами амфотерные оксиды проявляют основные свойства.

ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O

Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂O

Cr₂O₃ + 6HNO₃ → 2Cr(NO₃)₃ + 3H₂O

Общая схема:

амфотерный оксид + кислота → соль + вода

2. Взаимодействие со щелочами

В реакциях со щелочами амфотерные оксиды проявляют кислотные свойства.

ZnO + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + H₂O

Al₂O₃ + 2NaOH → 2NaAlO₂ + H₂O

Общая схема:

амфотерный оксид + щёлочь → комплексная соль + вода

Полученные соли называют:

алюминатами;
цинкатами;
бериллатами и др.

Химические свойства амфотерных гидроксидов

1. Взаимодействие с кислотами

Амфотерные гидроксиды ведут себя как основания.

Al(OH)₃ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O

Zn(OH)₂ + H₂SO₄ → ZnSO₄ + 2H₂O

Общая схема:

амфотерный гидроксид + кислота → соль + вода

2. Взаимодействие со щелочами

Амфотерные гидроксиды проявляют кислотные свойства.

Al(OH)₃ + NaOH → Na[Al(OH)₄]

Zn(OH)₂ + 2NaOH → Na₂[Zn(OH)₄]

Образуются комплексные соли.

Комплексные ионы

Одной из особенностей амфотерных соединений является способность образовывать комплексные ионы.

Примеры:

[Al(OH)₄]⁻ — тетрагидроксоалюминат-ион

[Zn(OH)₄]²⁻ — тетрагидроксоцинкат-ион

Образование комплексных соединений является доказательством кислотных свойств амфотерных гидроксидов.

Получение амфотерных гидроксидов

Чаще всего амфотерные гидроксиды получают действием щёлочи на раствор соли соответствующего металла.

ZnSO₄ + 2NaOH → Zn(OH)₂↓ + Na₂SO₄

AlCl₃ + 3NaOH → Al(OH)₃↓ + 3NaCl

Образуется белый студенистый осадок.

Амфотерность и Периодический закон

Амфотерные свойства усиливаются у элементов, расположенных вблизи диагонали:

Be → Al → Ge → Sb

Эта закономерность показывает постепенный переход металлических свойств в неметаллические.

Амфотерность является важным подтверждением периодического закона.

Практическое значение амфотерных соединений

Амфотерные вещества широко используются в промышленности.

Al₂O₃ применяется для получения алюминия.
ZnO используется в производстве резины, красок и косметики.
Al(OH)₃ применяется в медицине как компонент антацидных препаратов.
Cr₂O₃ используется как зелёный пигмент в лакокрасочной промышленности.

Главное запомнить

Амфотерный оксид	Соответствующий гидроксид
BeO	Be(OH)₂
Al₂O₃	Al(OH)₃
ZnO	Zn(OH)₂
Cr₂O₃	Cr(OH)₃
SnO₂	Sn(OH)₄
PbO	Pb(OH)₂

Амфотерные соединения способны:

взаимодействовать с кислотами;
взаимодействовать со щелочами;
образовывать комплексные соединения;
проявлять как кислотные, так и основные свойства.

Амфотерность — это проявление промежуточного положения элементов между типичными металлами и неметаллами и одно из важнейших подтверждений периодического изменения свойств химических элементов.