Amfotere oxiden. Chemische eigenschappen, productiemethode
Amfotere oxiden (met dubbele eigenschappen)- dit zijn in de meeste gevallen metaaloxiden, die een kleine elektronegativiteit hebben. Afhankelijk van de externe omstandigheden vertonen ze ofwel zure ofwel oxidische eigenschappen. Deze oxiden worden gevormd door overgangsmetalen, die gewoonlijk de volgende oxidatietoestanden vertonen: II, III, LV.
Voorbeelden van amfotere oxiden: zinkoxide (ZnO), chroomoxide III (Cr2O3), aluminiumoxyde (Al2O3) oxide ll tin (SnO), tinoxide lV (SnO2), loodoxide ll (PbO), lood lV-oxide (PbO2), titaan IV oxide (TiO2), mangaanoxide lV (MnO2), ijzeroxide III (Fe2O3), beryllium oxide (BeO).
Typische reacties van amfotere oxiden:
1. Deze oxiden kunnen reageren met sterke zuren. In dit geval worden de zouten van deze zuren gevormd. Reacties van dit type zijn manifestaties van de eigenschappen van het basistype. Bijvoorbeeld: ZnO (zinkoxide) + H2SO4 (zoutzuur) → ZnSO4 (zinksulfaat) + H2O (water).
2. Bij interactie met sterke basen, vertonen amfotere oxiden en hydroxiden zure eigenschappen. In dit geval manifesteert de dualiteit van eigenschappen (d.w.z. amfoteerbaarheid) zich bij de vorming van twee zouten.
In de smelt, in de reactie met alkali, wordt een gemiddeld zout gevormd, bijvoorbeeld:
ZnO (zinkoxide) + 2NaOH (natriumhydroxide) → Na2ZnO2 (gemiddeld zout) + H2O (water).
Al2O3 (alumina) + 2NaOH (natriumhydroxide) = 2NaAlO2 + H2O (water).
2Al (OH) 3 (aluminiumhydroxide) + 3SO3 (zwaveloxide) = Al2 (SO4) 3 (aluminiumsulfaat) + 3H2O (water).
In oplossing, amfotere oxiden in reactie metalkali vormen een complex zout, bijvoorbeeld: Al2O3 (aluminiumoxide) + 2NaOH (natriumhydroxide) + 3H2O (water) + 2Na (Al (OH) 4) (natriumtetrahydroxoaluminaatcomplexzout).
3. Elk metaal van een amfoteer oxide heeft zijn coördinatiegetal. Bijvoorbeeld: voor zink (Zn) - 4, voor aluminium (Al) - 4 of 6, voor chroom (Cr) - 4 (zeldzaam) of 6.
4. Amfoteer oxide reageert niet met water en lost het niet op.
Uit welke reacties blijkt amfoteer metaal?
Conventioneel kan een amfoteer element dat welvertonen de eigenschappen van zowel metalen als niet-metalen. Dergelijke kenmerkende eigenschap is aanwezig in de elementen A groepen: Be (beryllium), Ga (gallium), Ge (germanium), Sn (tin), Pb, Sb (antimoon), Bi (bismut) en anderen, evenals veel van de elementen B -groepen - een Cr (chroom), Mn (mangaan), Fe (ijzer), Zn (zink), Cd (cadmium), en anderen.
Laten we met de volgende chemische reacties de amfotericiteit van het chemische element van zink (Zn) bewijzen:
1. Zn (OH) 2 (zinkhydroxide) + N2O5 (distikstofpentoxide) = Zn (NO3) 2 (zinknitraat) + H2O (water).
ZnO (zinkoxide) + 2HNO3 (salpeterzuur) = Zn (NO3) 2 (zinknitraat) + H2O (water).
b) Zn (OH) 2 (zinkhydroxide) + Na20 (natriumoxide) = Na2ZnO2 (natriumdioxocarbonaat) + H2O (water).
ZnO (zinkoxide) + 2NaOH (natriumhydroxide) = Na2ZnO2 (natriumdioxocinaat) + H2O (water).
In het geval wanneer een element met duaaleigenschappen in de verbinding hebben de volgende graden van oxidatie, de tweevoudige (amfotere) eigenschappen ervan zijn het meest merkbaar in het tussenstadium van oxidatie.
U kunt bijvoorbeeld chroom (Cr) meenemen. Dit element heeft de volgende oxidatietoestanden: 3+, 2+, 6+. In het geval van +3 zijn de basische en zure eigenschappen ongeveer hetzelfde, terwijl Cr + 2 wordt gedomineerd door de belangrijkste eigenschappen en Cr + 6 zuur is. Hier zijn de reacties die deze verklaring bewijzen:
Cr + 2 - CrO (chroomoxide + 2), Cr (OH) 2 - CrS04;
Cr + 3 → Cr2O3 (chroomoxide +3), Cr (OH) 3 (chroomhydroxide) → KCrO2 of chroomsulfaat Cr2 (SO4) 3;
Cr + 6 → CrO3 (chroomoxide +6), H2CrO4 → K2CrO4.
In de meeste gevallen amfotere oxidener bestaan chemische elementen met een graad van oxidatie van +3 in de metavorm. Als een voorbeeld kunnen we geven: aluminium metahydroxide (chemische formule AlO (OH) en metahydroxide van ijzer (chemische formule FeO (OH)).
Hoe krijgen ze amfotere oxiden?
1. De meest geschikte methode om ze te verkrijgen is precipitatie uit een waterige oplossing met behulp van ammonia-hydraat, dat wil zeggen een zwakke base. Bijvoorbeeld:
Al (NO3) 3 (aluminiumnitraat) + 3 (H2OxNH3) (hydraat ammonia) = Al (OH) 3 (amfoteer oxide) + 3NH4NO3 (reactie wordt uitgevoerd onder verwarmen twintig graden).
Al (NO3) 3 (aluminiumnitraat) + 3 (H2OxNH3) (waterig ammoniumhydroxide) = AIO (OH) (amfoteer oxide) + 3NH4NO3 + H2O (reactie uitgevoerd bij 80 ° C)
In dit geval, in de uitwisseling reactie van dit type in het gevalAluminiumhydroxide zal niet neerslaan. Dit komt door het feit dat aluminium overgaat in het anion vanwege zijn dubbele eigenschappen: Al (OH) 3 (aluminiumhydroxide) + OH- (overmaat alkali) = [Al (OH) 4] - (anion van aluminiumhydroxide).
Voorbeelden van reacties van dit type:
Al (NO3) 3 (aluminiumnitraat) + 4NaOH (overmaat natriumhydroxide) = 3NaNO3 + Na (Al (OH) 4).
ZnS04 (zinksulfaat) + 4NaOH (overmaat natriumhydroxide) = Na2S04 + Na2 (Zn (OH) 4).
Zouten, die in dit geval worden gevormd, verwijzen naarcomplexe verbindingen. Ze omvatten de volgende complexe anionen: (Al (OH) 4) - en meer (Zn (OH) 4) 2-. Dus deze zouten worden genoemd: Na (Al (OH) 4) - natriumtetrahydroxoaluminaat, Na2 (Zn (OH) 4) - natriumtetrahydroxocincaat. De producten van interactie van aluminium of zinkoxiden met alkali hard worden anders genoemd: NaAlO2 - natriumdioxoaluminaat en Na2ZnO2 - natriumdioxocarbonaat.
