"Химия", Еремин В.В., Кузьменко Н.Е., Дроздов А.А. и др./ Под ред. Лунина В.В.
Амфотерными называют некоторые оксиды и гидроксиды, которые могут проявлять и кислотные, и основные свойства. Их поведение зависит от того, с чем они реагируют: с кислотой или со щёлочью. Например, оксид цинка взаимодействует с обоими типами веществ, а гидроксид алюминия реагирует и с соляной кислотой, и с раствором щёлочи. По таким реакциям распознают амфотерные соединения и учатся составлять уравнения, учитывая, что продукты зависят от реагентов.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Амфотерность — способность некоторых веществ проявлять и кислотные, и основные свойства в зависимости от реагента. Иными словами, одно и то же соединение может вступать в реакции и с кислотой, и со щёлочью. Это понятие помогает отличать амфотерные вещества от тех, которые ведут себя только как кислоты или основания.
Амфотерный оксид — оксид, взаимодействующий и с кислотами, и со щёлочами. Например, оксид цинка ZnO реагирует с соляной кислотой и с гидроксидом натрия. Проверка обеих реакций позволяет определить свойства оксида, а не судить о них по одному уравнению.
Амфотерный гидроксид — гидроксид, реагирующий как с кислотами, так и со щёлочами. Так ведут себя, например, Al(OH)₃ и Zn(OH)₂. Это определение нужно, чтобы не смешивать их с основаниями, которые обычно реагируют с кислотами, но не проявляют подобного поведения со щёлочами.
Соль — продукт взаимодействия амфотерного вещества с кислотой или щёлочью; её состав зависит от реагентов. Например, при реакции ZnO с HCl получается хлорид цинка, а при взаимодействии с NaOH — цинкат натрия. Поэтому формулу соли каждый раз составляют с учётом веществ в уравнении.
Амфотерные свойства занимают промежуточное положение между кислотными и основными: вещество не ограничивается только одним типом поведения. С кислотой оно действует как основание и связывает кислотный остаток, а со щёлочью проявляет кислотные свойства. Поэтому для распознавания амфотерности сравнивают реакции с противоположными по свойствам реагентами.
При реакции амфотерного оксида с кислотой образуются соль и вода. Например, ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O: цинк переходит в состав соли, а кислород оксида вместе с водородом кислоты образует воду. Коэффициент 2 перед HCl нужен, чтобы число атомов водорода и хлора совпало по обе стороны уравнения.
Тот же оксид может реагировать со щёлочью, хотя обычные основные оксиды так себя не проявляют. Например, ZnO + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + H₂O; образуется цинкат натрия. Здесь оксид цинка проявляет кислотные свойства, а натрий входит в состав соли. Воду в продуктах записывают, если она следует из конкретного уравнения, а не по аналогии с любой реакцией.
Двойственный характер виден и у гидроксида алюминия. С кислотой он реагирует как основание: Al(OH)₃ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O. Со щёлочью гидроксид тоже вступает в реакцию: Al(OH)₃ + NaOH → NaAlO₂ + 2H₂O. Разные продукты показывают, что свойства Al(OH)₃ зависят от партнёра по реакции.
Чтобы распознать амфотерный оксид или гидроксид, проверяют, реагирует ли он с кислотой и со щёлочью. Если установлена только реакция с кислотой, этого недостаточно: так могут вести себя и обычные основные вещества. Для надёжного вывода нужны уравнения обеих реакций, составленные с подходящими реагентами и проверенные по числу атомов.
| Класс вещества | Пример | Реакция с кислотой | Реакция со щёлочью | Продукты реакции |
|---|---|---|---|---|
| Амфотерный оксид | ZnO | ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O | ZnO + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + H₂O | Соль и вода при данных уравнениях |
| Амфотерный гидроксид | Al(OH)₃ | Al(OH)₃ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O | Al(OH)₃ + NaOH → NaAlO₂ + 2H₂O | Соль; в приведённых уравнениях также вода |
Сначала определи класс вещества и выбери пример реакции с кислотой, затем сравни его поведение со щёлочью. Таблица показывает, что один амфотерный реагент даёт разные соли в зависимости от второго вещества. Уравнения здесь записаны в принятых школьных формулах солей; при проверке обязательно учитывай все атомы.
Составьте уравнение реакции оксида цинка с соляной кислотой. Оксид реагирует с кислотой с образованием соли и воды. Нужно определить соль по металлу и кислотному остатку, а затем уравнять запись.
Ответ: ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O.
Запишите уравнения реакций Al(OH)₃ с HCl и раствором NaOH. В первом случае гидроксид взаимодействует с кислотой, а во втором — со щёлочью. Сравнение уравнений должно показать двойственный характер вещества.
Ответ: Al(OH)₃ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O; Al(OH)₃ + NaOH → NaAlO₂ + 2H₂O.
Даны ZnO, CaO и Al(OH)₃; выберите амфотерные вещества и обоснуйте ответ уравнениями. Одной реакции с кислотой недостаточно, ведь с кислотами реагируют и основные оксиды, например CaO. Поэтому сравним реакции со щёлочью и учтём типичные свойства этих веществ.
Ответ: амфотерные вещества — оксид цинка и гидроксид алюминия.
Считать амфотерным любое вещество, которое реагирует с кислотой, — неверно. Так можно ошибочно отнести к амфотерным обычный основной оксид, например CaO. Ошибку допускают, если проверяют только одно свойство; проверь, есть ли реакция ещё и со щёлочью.
Амфотерность не следует путать с нейтрализацией. Нейтрализация — реакция кислоты с основанием, а амфотерность описывает способность вещества проявлять разные свойства в зависимости от реагента. Чтобы не смешивать понятия, смотри, с чем именно реагирует соединение и какие продукты получаются.
Не записывай воду среди продуктов реакции амфотерного оксида со щёлочью автоматически. Воду нельзя добавлять только потому, что она была в другом уравнении или кажется ожидаемым продуктом. Проверь конкретную формулу соли и уравняй атомы; в приведённой реакции ZnO с NaOH вода образуется, но решение определяется уравнением.
Неверные формулы солей и коэффициенты нарушают закон сохранения атомов. Такая ошибка часто возникает, когда коэффициенты ставят до того, как определили состав продуктов. Сначала составь формулы веществ, затем уравняй число атомов каждого элемента слева и справа и выполни итоговую проверку.
Для этой темы нужны знания о свойствах кислот, оснований, оксидов и солей. Также важно уметь составлять формулы соединений и уравнивать реакции: без этого нельзя верно определить продукты взаимодействия. Амфотерность связывает изученные классы веществ, показывая, почему поведение некоторых соединений не укладывается только в кислотные или основные свойства.
Позже это знание поможет разбирать химические свойства металлов и их соединений. Реакции амфотерных оксидов и гидроксидов используют и при распознавании веществ: сравнивают, как образец ведёт себя с кислотами и щёлочами. Умение читать такие уравнения позволяет обосновывать вывод, а не угадывать вещество по названию.
Что означает слово «амфотерный»?
Это значит, что вещество способно проявлять и кислотные, и основные свойства. Какое из них проявится, зависит от второго реагента.
Как доказать, что гидроксид обладает амфотерными свойствами?
Нужно показать, что он реагирует и с кислотой, и со щёлочью. Например, гидроксид алюминия образует соль в обоих случаях, но состав солей различается.
Почему одно и то же вещество реагирует и с кислотой, и со щёлочью?
Строение амфотерного вещества позволяет ему вести себя по-разному с реагентами противоположных свойств. В реакции с кислотой оно проявляет основные свойства, а в реакции со щёлочью — кислотные.
Какие оксиды и гидроксиды называют амфотерными?
Амфотерными называют те оксиды и гидроксиды, которые вступают в реакции как с кислотами, так и со щёлочами. Примеры: оксид цинка ZnO и гидроксид алюминия Al(OH)₃.
Чем реакция амфотерного оксида со щёлочью отличается от его реакции с кислотой?
При реакции с кислотой обычно образуются соль и вода. При реакции со щёлочью образуется соль, а наличие воды нужно определять по конкретному уравнению: автоматически добавлять её нельзя.
§ 36. Взаимодействие веществ, обладающих кислотными и основными свойствами
