2.4.2. Свойства нерастворимых оснований
1. Нерастворимые основания разлагаются при нагревании с образованием оксида металла и воды:
Cu(OH)2 CuO + H2O
2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O
В отличие от нерастворимых оснований гидроксиды щелочных металлов, начиная с натрия, плавятся без разложения.
Гидроксиды лития, стронция, бария и радия разлагаются при температуре несколько выше температуры плавления.
2. Некоторые нерастворимые основания взаимодействуют с различными веществами с образованием комплексных соединений:
а) катионного типа
Cu(OH)2 + 4NH4OH = [Cu(NH3)4](OH)2 + 4H2O
б) анионного типа
Cu(OH)2 + 4HCN = H2[Cu(CN)4] + 2H2O
2.4.3. Свойства амфотерных гидроксидов
Амфотерным оксидам соответствуют амфотерные гидроксиды, например:
BeO – Be(OH)2,
Al2O3 – Al(OH)3.
Формулы амфотерных гидроксидов записывают и по типу оснований, и по типу кислот, например:
Be(OH)2 H2BeO2
Zn(OH)2 H2ZnO2
Al(OH)3 H3AlO3 HAlO2 + H2O
Cr(OH)3 H3CrO3 HCrO2 + H2O
Pb(OH)4 H4PbO4 H2PbO3 + H2O
Гидроксиды, образованные амфотерным элементом со степенью окисления +3, +4, имеют мета- и ортоформы кислот, например:
H3AlO3 – ортоалюминиевая кислота;
HAlO2 – метаалюминиевая кислота.
В реакциях эти гидроксиды, как правило, участвуют в виде метакислот.
Амфотерные гидроксиды являются соединениями двойственного характера. Амфотерность гидроксидов проявляется в образовании ими солей, в которых рассматриваемый элемент входит в состав катиона или аниона.
Взаимодействуя с кислотами, амфотерные гидроксиды проявляют свойства основания:
Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O
Zn(OH)2 + H2SO4 = ZnSO4 + 2H2O
В результате образуются соли, в которых цинк и алюминий находятся в форме катионов (Zn2+, Al3+).
Взаимодействуя со щелочами, амфотерные гидроксиды проявляют свойства кислот.
При
сплавлении реагентов образуются соли,
в которых цинк и алюминий входят в состав
анионов кислотного остатка (
,
):
Al(OH)3
+ NaOH (тв)
NaAlO2
+ 2H2O
Zn(OH)2 + 2NaOH (тв) Na2ZnO2 + 2H2O
В водных растворах щелочей амфотерные гидроксиды образуют комплексные соединения:
Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2 Zn(OH)4
Al(OH)3 + NaOH = NaAl(OH)4 или Al(OH)3 + 3NaOH = Na3[Al(OH)6]
В образовавшихся солях элементы цинк и алюминий входят в состав комплексных анионов: [Zn(OH)4]2, [Al(OH)4], [Al(OH)6]3.
Различие соединений, образующихся при взаимодействии со щелочью, связано с разной степенью гидратации этих соединений и разным количеством щелочи, участвующей в реакции.
Как основные, так и кислотные свойства амфотерных гидроксидов выражены слабо, т.е. они являются и слабыми основаниями, и слабыми кислотами одновременно. Поскольку амфотерные гидроксиды взаимодействуют с растворами щелочей, то для их получения нельзя использовать избыток щелочи в реакции обмена, так как это приведет к растворению амфотерного гидроксида:
AlCl3 + 4KOH (изб.) = K[Al(OH)4] + 3KCl
Поэтому вместо щелочи можно использовать гидроксид аммония NH4ОН, в котором амфотерные гидроксиды не растворяются (кроме Zn(OH)2):
AlCl3 + 3NH4OH = Al(OH)3 + 3NH4Cl
При диссоциации амфотерные гидроксиды в зависимости от характера среды образуют или ионы водорода, или гидроксид-ионы:
Zn(OH)2
Zn2+
+ 2OH
В кислой среде или 4H2O
Zn(OH)2 Zn(H2O)4 2+ + 2OH
Zn(OH)2
2H+
+ ZnO22
В щелочной среде или +2H2O
Zn(OH)2 2H+ + Zn(OH)4 2