Чи амфотерний гідроксид сіль

 

[CuOH]Cl + KOH = Cu(OH)2 + KCl

 

 

основна сіль + середня сіль ® середня сіль + основна сіль


одна з солей менш розчинна,

ніж вихідна основна сіль

 

[Fe(OH)]Cl2 + K2CrO4 = [Fe(OH)]CrO4 ¯ + KCl

[Al(OH)]SO4 + Pb(NO3)2 = PbSO4 ¯ + [Al(OH)](NO3)2

Подібно до основ, основні солі реагують з кислотами, утворюючи середні солі і воду:

3 [Al(OH)]SO4 +3 HBr = AlBr3 + Al2(SO4)3 + 3 H2O

 

 

Оксиди та їх класифікація

 

До оксидів відносять сполуки елементів з оксигеном, в яких атоми Оксигену мають ступінь окиснення -2. У формульних одиницях оксидів на першому місці розміщується символ елементу, що утворює оксид, а потім атоми Оксигену . Сума ступенів окиснення всіх атомів Оксигену у формулі оксиду має дорівнювати добутку числа атомів іншого елементу на його валентність, тобто: .

Оскільки ступені окиснення елементів можуть приймати значення від +1 до +8, то склад оксидів можна представити такими формулами:

, , , , , , , .

Назви оксидів можна побудувати, вказуючи катіон за елементом, що утворив оксид, зазначивши в дужках його валентність; потім додають назву аніона – «оксид»:

N2O5 – нітроген (V) оксид;

Bi2O3 – бісмут (III) оксид;

SnO2 – станум (IV) оксид.

Якщо елемент утворює єдиний оксид (стала валентність), то назва його може складатися лише з назви елемента та слова «оксид».

K2O – калій оксид;

MgO – магній оксид;

Al2O3 – алюміній оксид.

Хімічний характер оксидів визначають за їх відношенням до кислот і основ. Виявлення здатності утворювати солі при реакціях з кислотами є характерними для основних оксидів. Кислотні оксиди утворюють солі при реакціях з основами. Деякі оксиди утворюють солі при взаємодії як з основами, так і з кислотами – такі оксиди мають амфотерний (двоїстий) характер, тобто для амфотерних оксидів характерним є виявлення властивостей як кислотних, так і основних оксидів.

Основні, кислотні, амфотерні оксиди відносяться до солетворних оксидів. Солетворні оксиди утворюють елементи-метали і елементи-неметали. Хімічний характер солетворного оксиду визначає природа та валентний стану елемента, що утворює оксид.

СолетворНі оксиди
Основні оксиди Амфотерні оксиди Кислотні оксиди
Оксиди металів із ступенем окиснення +1 та +2: Ме2О, МеО, а також La2O3, Tl2O3. Оксиди металів із ступенем окиснення +3 та +4: Ме2О3, МеО2; Оксиди деяких металів із ступенем окиснення +2: BeO, ZnO, SnO, PbO. Оксиди металів із ступенем окиснення +5, +6, +7: Ме2О5, МеО3, Ме2О7; Оксиди неметалів з будь-яким ступенем окиснення за виключенням несолетворних: ExOy.

Несолетворні оксиди – це оксиди неметалів, які не виявляють здатності утворювати солі при взаємодії з основами. До несолетворних належать оксиди CO, NO, N2O, SiO.

 

Гідрати оксидів

Виникнення формульних одиниць кислот, основ і амфотерних гідроксидів можна пояснити, виходячи з гідратації оксидів(приєднання води до оксидів). Зі змісту терміну «гідроксид», як продукт приєднання води до оксиду, стає зрозумілим відповідне походження назв:

1) кислота – продукт приєднання води до кислотного оксиду.

Наприклад, приєднання молекули води до кислотного оксиду N2O5 завершується утворенням формульної одиниці кислоти. Складаючи формульну одиницю кислоти, на перше місце ставлять атоми Гідрогену, потім – кислотоутворюючий елемент Нітроген, потім Оксиген. Якщо можливо, з індексів виносять загальний множник:

N2O5 × H2O = H2N2O6 = 2 HNO3 (нітратна кислота)

2) основа – продукт приєднання води до основних оксидів.

При утворенні формульних одиниць основ потрібно використати таку кількість молекул води, щоб число одновалентних груп ОН відповідало валентності металу. Наприклад, у перетвореннях оксид ® основа для оксидів одно- і двовалентних металів достатньо однієї молекули H2O:

K2O × H2O ® 2 KOH (калій гідроксид)

BaO × H2O ® Ba(OH)2 (барій гідроксид)

3) амфотерний гідроксид- продукт гідратації амфотерного оксиду.

При написанні формульної одиниці амфотерного гідроксиду застосовують формулу основи :

Cr2O3 × H2O ® 2Cr(OH)3 (гідроксид хрому)

Для перетворення гідроксиду у форму кислоти здійснюють перегрупування атомів з переміщенням атомів гідрогену на перше місце:

Cr(OH)3 º Н3CrO3

Можливим є утворення ще однієї форми гідроксиду як кислоти при приєднанні однієї молекули води до амфотерного оксиду:

Cr2O3 × 3H2O = Н2Cr2O4 = 2 НCrO2

Більшість солетворних оксидів мають відповідні гідроксиди. Не одержано сполук з водою для оксидів Ag2O, Hg2O, Cu2O.

 

Реакції за участю оксидів

Характерним типом реакції для оксидів є реакції солеутворення. Під час таких реакцій оксиди реагують з речовинами (оксидами, гідроксидами тощо), які виявляють порівняно з ними протилежну хімічну природу.

1. Основні оксиди вступають у реакції з речовинами кислотного характеру (кислотними оксидами, кислотами, кислими солями).

основний оксид + кислота = середня сіль + H2O

MgO + H2SO4 = Mg+2 SO42 + H2O

катіон металу аніон-

з основного оксиду залишок кислоти

основний оксид + кисла сіль = дві середні солі + H2O

Na2O + 2KHSO4 = Na2SO4 + K2SO4 + H2O

 

основний оксид + кислотний оксид = середня сіль

BaO + Cl2O7 ® Ba+2(ClO4)-12

H2O × Cl2O7 = H2Cl2O8 ® 2 HClO4 ® (ClO4)-

уявне утворення позбавлення кратності кислота, що відповідає аніон

гідроксиду – до числа 2 в індексах кислотному оксиду кислоти

гідратація оксиду

 

При написанні реакції за участю кислотного оксиду потрібно скласти формулу кислоти, що йому відповідає (до кислотного оксиду в уяві додають воду). За кількістю іонів гідрогену у формульній одиниці кислоти визначають заряд іону кислотного залишку. Цей аніон вводять до складу солі, що утворюється під час реакції з основними оксидами.

 

2. Кислотні оксиди утворюють середні солі під час реакції з основами та основними солями. Під час здійснення таких реакцій елемент кислотного оксиду буде утворювати аніон солі (аналогічно схемі, що наведена у попередньому прикладі).

кислотний оксид + основа ® середня сіль + H2O

SeO3 + 2 KOH ® K+12(SeO4)-2 + H2O

SeO3 × H2O = H2SeO4 ® (SeO4)2-

уявне утворення кислота, як гідроксид, аніон кислоти,

гідроксиду - що відповідає що входить до

гідратація оксиду кислотному оксиду складу солі

 

кислотний оксид + основна сіль ® середні солі + H2O

B2O3 + 2 (NiOH)Cl ® Ni+2Cl2 + Ni(BO2)2 + H2O

B2O3 × H2O ® H2B2O4 ® HBO2 ® BO2

гідратація оксиду кислотний залишок

 

3. Амфотерні оксиди здатні до реакцій як з речовинами кислотної, так і з речовинами основної природи. Амфотерні оксиди виявляють основний характер у реакціях з кислотами та кислотними оксидами. Під час такої взаємодії метал амфотерного оксиду утворює катіон солі – продукту реакції (електропозитивну складову частинку формули ).

амфотерний оксид + кислота = середня сіль + H2O

ZnO + 2HNO3 = Zn(NO3)2 + H2O

Sb2O3 + 3CrO3 = Sb2(CrO4)3

Амфотерні оксиди здатні виявляти властивості кислотних під час взаємодії з речовинами основного хімічного характеру (основними оксидами, основами). Метал амфотерного оксиду буде входити до складу аніону солі , утвореної під час взаємодії. Найпростіші за складом солі утворюються при сплавлянні амфотерних оксидів з відповідними основами чи основними оксидами.

KOH + Al2O3 KAlO2 + H2O

BaO + TiO2 BaTiO3

7. Завдання для самостійної роботи

1. Вкажіть хімічний характер наведених оксидів. Складіть формули гідратів кожного з наведених оксидів та назвіть гідроксиди за систематичною номенклатурою.

BaO, Ga2O3, As2O3, Cr2O3, TeO2, VO2, CO2, N2O3, Re2O7, WO3, Tl2O3, Br2O.

2. Складіть:

а) формули оксидів з вищою валентністю атомів зазначених елементів та вкажіть їх хімічний характер;

б) формули гідроксидів, що відповідають оксидам;

в) рівняння реакцій, які доводять хімічний характер кожного оксиду.

Плюмбум, Ванадій, Силіцій, Фосфор, Індій, Нітроген, Хром, Магній.

3. Визначте ступені окиснення атомів кислотоутворюючих елементів у кислотних залишках солей:

CaCrO4 Zr3(PO4)4 Ca(NO2)2
NaBrO Ba(ReO4)2 Th(SO4)2
La(IO3)3 Ca(PO3)2  

Запропонуйте, як можна одержати ці солі взаємодією відповідних основ і кислотних оксидів.

4. Наведіть реакції солеутворення при взаємодії основних оксидів з кислотами:

Na2O + H3PO4® Rb2O + HBr® Cu2O + HCl® Ag2O + H2S®   BaO + HNO3® CdO + H2SeO4® FeO + H2SO4® NiO + HClO4®  

5. Закінчіть наведені рівняння реакцій та вкажіть кислотні чи основні властивості виявляють зазначені амфотерні оксиди:

PbO + HNO3 ® PbO + NaOH ®   Sb2 O3 + B2O3 ® Sb2 O3 + K2 SnO + Ba(OH)2 ® SnO + H2SO4 ®   ZrO2 + CaO ® ZrO2+ SO3®

 

6. Добути наведені сполуки за реакціями іонного обміну:

а) середні солі: Cd3(PO4)2, Ag2S, PbBr2

б) гідроксиди металів: Ni(OH)2, Bi(OH)3, Ti(OH)4

в) кислоти: HNO2, H2S, H3AsO4

г) основні солі: [Zr(OH)2]Cl2, [Al(OH)]Br2, [Pb(OH)]NO3

7. Добути нижченаведені кислі солі:

KHS, Ca(HSO4)2, Ba(HCO3)2, Fe(H2PO4)3, Na2HVO4

а) за реакцією взаємодії надлишку багатоосновних кислот з основами;

б) за реакцією взаємодії середньої солі та надлишку кислоти.

8. Закінчіть рівняння реакцій, які практично можливі між такими речовинами:

а) г)  
K2SO4 + Ba(OH)2® MnO + P2O5® CuSO4 + Ba(HCO3)2® Cr2O3 + KHSO4® [Cu(OH)]2SO4 + HCl®   PbO + H2SO4® Pb(OH)2 + KOH® PbO + MoO3® Pb(HSO4)2 + KOH® [Pb(OH)]Cl + Pb(HSO4)2®    
  б) д)
  Al2(SO4)3 + BaCl2® [Al(OH)2]Cl + H3PO4® NaH2PO4 + HClO4® Sr(OH)2 + Cr2O3® B2O3 + CuO®   Ca(HSO3)2 + H2SO4® Li2O + I2O5® Th(OH)4 + B2O3® [Fe(OH)]SO4 + HNO3® Ca(ClO)2 + Na3PO4®  
  в) е)
  Ca(H2PO4)2 + CaO® Ca(H2PO4)2 + [Cr(OH)2]Cl® Mg(OH)2 + As2O5® [Cr(OH)2]Cl+KOH(надл.) ® CuHAsO4 + K2O® Sb2O5 + Ba(OH)2® [CuOH]Cl + CuHAsO4® FeCl3 + Pb(NO3)2® Zn(OH)Cl + Ba(OH)2 (надл.) ®
         

 

9. Поясніть, між якими з наведених речовин може відбуватись взаємодія. Складіть рівняння можливих реакцій, вкажіть, до якого класу відносяться реагенти та продукти реакції.

а) K2O, Zn(OH)2, BaCl2, KH2AsO4, H2SO4, [ZnOH]2CO3, K3AsO4;

б) NaHS, Ba(OH)2, K3PO4, Cl2O7, [Fe(OH)]NO3, HClO4, K3AlO3;

в) [Ga(OH)2]NO3, CrO3, KOH, K2C2O4, Pb(NO3)2, K2HPO4, N2O;

г) TeO2, Ba(HSO3)2, [Bi(OH)]Cl2, KOH, AgNO3, HI, CO;

д) [Be(OH)]2SO4, KH2AsO4, V2O5, NO, H2SeO4, Na3AsO4, KOH;

е) Mn(HCO3)2, HClO3, Na3PO4, [Mg(OH)]2SO4, WO3, KOH, SiO;

є)Ca(H2PO4)2, Cr(OH)3, TeO3, [Cu(OH)]Cl, Na3PO4, CaO, HCl.

 

10. Проведіть перетворення та запишіть відповідні рівняння реакцій.

а) CaSO4 ® [Cu(OH)]2SO4 ® CuCl2 ® Cu(NO3)2 ® Cu(OH)2

¯

[Cu(OH)]2CrO4

б) Fe2(SO4)3 ® FeCl3 ® Fe(NO3)3 ® Fe(OH)3 ® Fe2(SO4)3 ®PbSO4

в) Al2(SO4)3 ® Al(OH)3 ® K3AlO3 ® AlCl3 ® [Al(OH)2]CH3COO ® [Al(OH)2]2CrO4

г) Co(NO3)2 ® [Co(OH)]NO3 ® [Co(OH)]2CO3 ® CoSO4 ® BaSO4

¯

Co(OH)2

 

д) Ca(OH)2 ® NaOH ® Cr(OH)3 ® Cr(NO3)3 ® CrPO4

є) MnSO4 ®MnCl2 ® Mn(OH)2 ®Mn(NO3)2 ® Mn3(PO4)2

¯

MnS

 

е) ZnSO4 ® ZnCl2 ® Zn(NO3)2 ® Zn3(PO4)2

¯

Zn(OH)2 ® K2ZnO2

 

ж) Na2CO3 ® CaCO3 ® Ca(HSO4)2 ® Ca3(PO4)2

­

Ca(OH)2 Na2CO3

 

з) AgNO3 ® Ag2O ® Ag(CH3COO) ® Ag2CrO4

¯

Ba(NO3)2 ® BaCrO4

 

11. Скласти наведені рівняння реакцій та вказати кислотні чи основні властивості виявляють амфотерні гідроксиди:

а) в)
Be(OH)2 + HNO3® Be(OH)2 + NaOH® Al(OH)3 + Ba(OH)2® Al(OH)3 + H2SO4®
б) г)
Cr(OH)3 + I2O5® Cr(OH)3 +K2 Ti(OH)4 + CaO® Ti(OH)4 + SO3®

 


Додаток 1.