- •212000, Г. Могилев, пр. Мира, 43
- •2 Классификация неорганических веществ
- •2.1 Бинарные соединения
- •2.2 Оксиды
- •2.2.1 Определение. Состав и строение оксидов.
- •2.2.2 Классификация и номенклатура оксидов.
- •2.2.3 Физические свойства оксидов.
- •2.2.4 Химические свойства оксидов.
- •2.2.6 Применение оксидов.
- •3. Гидроксиды
- •3.1 Основания
- •3.1.1 Определение.
- •3.1.2 Номенклатура и классификация оснований.
- •3.1.3 Физические свойства оснований.
- •3.1.4 Химические свойства оснований.
- •3.1.5 Важнейшие основания.
- •3.1.6 Получение оснований.
- •3.1.6.1 Получение щелочей
- •3.2 Кислоты
- •3.2.1 Определение. Состав и строение кислот.
- •3.3.2 Классификация и номенклатура кислот.
- •3.3.2.4 По растворимости:
- •3.3.2.5 По стабильности:
- •3.3.2.6 По летучести:
- •3.2.3 Химические свойства кислот.
- •3.2.3.1 Реакции с металлами.
- •3.2.3.2 Реакции с основными и амфотерными оксидами.
- •3.2.3.3 Реакции с основаниями и амфотерными гидроксидами.
- •3.2.3.4 Реакции с солями.
- •3.2.4 Получение кислот.
- •3.2.4.1 Получение бескислородных кислот.
- •3.2.4.2 Получение кислородсодержащих кислот.
- •3.2.4.3 Получение слабых или летучих кислот.
- •3.3 Амфотерные гидроксиды
- •3.3.1 Основные понятия.
- •3.3.2 Амфотерные свойства гидроксидов некоторых элементов.
- •3.4 Соли
- •3.4.1 Определение. Классификация. Номенклатура.
- •3.3.2 Общие физические свойства солей.
- •3.4.3 Химические свойства средних солей.
- •3.4.3.1 Соли взаимодействуют с металлами.
- •3.4.3.5 Некоторые соли разлагаются при нагревании.
- •3.4.3.7 Соли подвергаются электролизу.
- •3.4.4 Получение средних солей.
- •3.4.5 Получение кислых солей, их особенности.
- •3.4.5.1 Получение кислых солей:
- •3.4.6 Важнейшие представители класса солей.
- •3.5 Связь между классами неорганических соединений
- •Список литературы
3.3.2 Амфотерные свойства гидроксидов некоторых элементов.
Амфотерными являются следующие оксиды элементов главных подгрупп: BeO, A12O3, Ga2O3, GeO2, SnO, SnO2, PbO, Sb2O3, РоO2. Амфотерными гидроксидами являются следующие гидроксиды элементов главных подгрупп: Ве(ОН)2, А1(ОН)3, Sc(OH)3, Ga(OH)3, In(OH)3, Sn(OH)2, SnО2·nH2О, Pb(OH)2, PbО2·nH2О.
Основный характер оксидов и гидроксидов элементов одной подгруппы усиливается с возрастанием порядкового номера элемента (при сравнении оксидов и гидроксидов элементов в одной и той же степени окисления). Например, N2O3, Р2O3, As2O3 – кислотные оксиды, Sb2O3 – амфотерный оксид, Bi2O3 – основный оксид.
Рассмотрим амфотерные свойства гидроксидов на примере соединений бериллия и алюминия.
Гидроксид алюминия проявляет амфотерные свойства, реагирует как с основаниями, так и с кислотами и образует два ряда солей:
1) в которых элемент А1 находится в форме катиона;
2А1(ОН)3 + 6НС1 = 2А1С13 + 6Н2O А1(ОН)3 + 3Н+ = А13+ + 3Н2O
В этой реакции А1(ОН)3 выполняет функцию основания, образуя соль, в которой алюминий является катионом А13+;
2) в которых элемент А1 входит в состав аниона (алюминаты).
А1(ОН)3 + NaOH = NaA1O2 + 2Н2O.
В этой реакции А1(ОН)3 выполняет функцию кислоты, образуя соль, в которой алюминий входит в состав аниона AlO2–.
Формулы растворенных алюминатов записывают упрощенно, имея ввиду продукт, образующийся при обезвоживании соли.
В химической литературе можно встретить разные формулы соединений, образующихся при растворении гидроксида алюминия в щёлочи: NaA1О2 (метаалюминат натрия), Na[Al(OH)4] тетрагидроксоалюминат натрия. Эти формулы не противоречат друг другу, так как их различие связано с разной степенью гидратации этих соединений: NaA1О2·2Н2О – это иная запись Na[Al(OH)4]. При растворении А1(ОН)3 в избытке щелочи образуется тетрагидроксоалюминат натрия:
А1(ОН)3 + NaOH = Na[Al(OH)4].
При спекании реагентов – образуется метаалюминат натрия:
1000 ºС
А1(ОН)3 + NaOH ==== NaA1О2 + 2Н2О.
Таким образом, можно говорить, что в водных растворах присутствуют одновременно такие ионы, как [А1(ОН)4] – или [А1(ОН)4(Н2О)2] – (для случая, когда составляется уравнение реакции с учетом гидратной оболочки), а запись A1О2– является упрощенной.
Из-за способности реагировать со щелочами гидроксид алюминия, как правило, не получают действием щелочи на растворы солей алюминия, а используют раствор аммиака:
A12(SО4)3 + 6 NH3·Н2О = 2А1(ОН)3 + 3(NH4)2SО4.
Среди гидроксидов элементов второго периода амфотерные свойства проявляют гидроксид бериллия (сам бериллий проявляет диагональное сходство с алюминием).
С кислотами:
Ве(ОН)2 + 2НС1 = ВеС12 + 2Н2О.
С основаниями:
Ве(ОН)2 + 2NaOH = Na2[Be(OH)4] (тетрагидроксобериллат натрия).
В упрощенном виде (если представить Ве(ОН)2 как кислоту Н2ВеО2)
Ве(ОН)2 + 2NaOH(конц.горяч.) = Na2BeО2 + 2H2О.
бериллат Na
Гидроксиды элементов побочных подгрупп, соответствующие высшим степеням окисления, чаще всего имеют кислотные свойства: например, Мn2О7 – НМnО4; CrО3 – H2CrО4. Для низших оксидов и гидроксидов характерно преобладание основных свойств: СrО – Сr(ОН)2; МnО – Mn(OH)2; FeO – Fe(OH)2. Промежуточные соединения, соответствующие степеням окисления +3 и +4, часто проявляют амфотерные свойства: Сr2О3 – Cr(OH)3; Fe2О3 – Fe(OH)3. Проиллюстрируем эту закономерность на примере соединений хрома (таблица 9).
Таблица 9 – Зависимость характера оксидов и соответствующих им гидроксидов от степени окисления элемента
|
Характерные степени окисления |
Сr+2 |
Сr+3 |
Сr+6 |
|
Оксид |
СrО |
Сr2O3 |
СrO3 |
|
Гидроксид |
Сr(ОН)2 |
Сr(ОН)3 |
Н2СrO4 |
|
Характер |
Основный |
Амфотерный |
Кислотный |
Взаимодействие с кислотами приводит к образованию соли, в которой элемент хром находится в форме катиона:
2Cr(OH)3 + 3H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 6H2O.
сульфат Cr(III)
Взаимодействие с основаниями приводит к образованию соли, в которой элемент хром входит в состав аниона:
Cr(OH)3 + 3NaOH = Na3[Cr(OH)6] + 3H2О.
гексагидроксохромат (III) Na
Оксид и гидроксид цинка ZnO, Zn(OH)2 – типично амфотерные соединения, Zn(OH)2 легко растворяется в растворах кислот и щелочей.
Взаимодействие с кислотами приводит к образованию соли, в которой элемент цинк находится в форме катиона:
Zn(OH)2 + 2HC1 = ZnCl2 + 2H2O.
Взаимодействие с основаниями приводит к образованию соли, в которой элемент цинк находится в составе аниона. При взаимодействии со щелочами в растворах образуются тетрагидроксоцинкаты, при сплавлении – цинкаты:
Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4].
Или при сплавлении:
Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2ZnO2 + 2Н2O.
Получают гидроксид цинка аналогично гидроксиду алюминия.