"Химия", Савинкина Е.В., Логинова Г.П.; под ред. Вахрушева А.А.
Амфотерность — способность некоторых веществ вести себя и как основные, и как кислотные соединения. По реакции с кислотой и со щёлочью можно распознать амфотерные оксиды и гидроксиды. К типичным примерам относятся Al₂O₃, ZnO, Al(OH)₃ и Zn(OH)₂. При реакции с кислотой образуются соль и вода, а при взаимодействии со щёлочью — алюминаты или цинкаты. Умение различать эти реакции помогает составлять уравнения и понимать свойства соединений металлов.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Амфотерность — способность некоторых соединений проявлять свойства и основных, и кислотных соединений в зависимости от реагента. Если вещество реагирует и с кислотой, и со щёлочью, это признак его амфотерности. Такое определение помогает отличить амфотерные вещества от соединений, проявляющих только один тип свойств.
Амфотерный оксид — оксид, который реагирует с кислотами и со щёлочами. К таким оксидам относятся, например, Al₂O₃ и ZnO. Проверка обеих реакций нужна, чтобы не принять его только за основной или только за кислотный оксид.
Амфотерный гидроксид — гидроксид, который способен реагировать и с кислотами, и со щёлочами. Примеры — Al(OH)₃ и Zn(OH)₂. По его реакциям можно увидеть, что гидроксид металла не всегда ведёт себя только как обычное основание.
Алюминат и цинкат — соли, образующиеся при взаимодействии соответствующих амфотерных соединений со щёлочью. Алюминаты содержат алюминий, а цинкаты — цинк; в школьных уравнениях используют, например, NaAlO₂ и Na₂ZnO₂. Название соли помогает определить, какой продукт записать в реакции со щёлочью.
Амфотерность обнаруживают, сравнивая реакции одного и того же вещества с двумя разными реагентами. При встрече с кислотой оно ведёт себя как основное соединение, а при взаимодействии со щёлочью — как кислотное. Поэтому для проверки недостаточно записать только одну реакцию: нужны оба случая.
Оксид алюминия с кислотой даёт соль и воду: Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂O. Оксид цинка реагирует с соляной кислотой сходным образом: ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O. В этих уравнениях оксид связывает кислоту, поэтому среди продуктов появляются соль и вода.
Со щёлочью те же оксиды образуют алюминаты или цинкаты: Al₂O₃ + 2NaOH → 2NaAlO₂ + H₂O; ZnO + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + H₂O. Здесь оксид проявляет кислотные свойства, потому что вступает в реакцию со щёлочью. Название продукта зависит от металла в исходном оксиде: для алюминия получается алюминат, для цинка — цинкат.
Гидроксиды Al(OH)₃ и Zn(OH)₂ также реагируют с кислотами. Например: Al(OH)₃ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O; Zn(OH)₂ + 2HCl → ZnCl₂ + 2H₂O. В таких реакциях гидроксид проявляет основные свойства: он взаимодействует с кислотой, а в продуктах образуются соль и вода.
При взаимодействии этих гидроксидов со щёлочью проявляются кислотные свойства. В школьной записи реакции выглядят так: Al(OH)₃ + NaOH → NaAlO₂ + 2H₂O и Zn(OH)₂ + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + 2H₂O. Образование алюмината или цинката отличает эти реакции от обычной нейтрализации основания кислотой.
| Соединение | С кислотой | Со щёлочью | Продукты реакции |
|---|---|---|---|
| Al₂O₃ | Реагирует | Реагирует | Соль и вода; со щёлочью — алюминат и вода |
| ZnO | Реагирует | Реагирует | Соль и вода; со щёлочью — цинкат и вода |
| Al(OH)₃ | Реагирует | Реагирует | Соль и вода; со щёлочью — алюминат и вода |
| Zn(OH)₂ | Реагирует | Реагирует | Соль и вода; со щёлочью — цинкат и вода |
Чтобы проверить вещество по таблице, найдите его формулу и сравните реакции с кислотой и со щёлочью. Наличие обеих реакций указывает на амфотерность, а название соли при реакции со щёлочью определяется металлом. Таблица показывает общую схему; конкретные формулы продуктов зависят от реагентов.
Условие. Запишите уравнение реакции ZnO с соляной кислотой и расставьте коэффициенты. Оксид цинка — амфотерный, поэтому с кислотой он образует соль и воду. Для выбора соли нужно соединить цинк с хлорид-ионом из HCl.
Ответ: ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O.
Условие. Запишите реакцию гидроксида алюминия с раствором NaOH и назовите соль. Поскольку реагентом служит щёлочь, Al(OH)₃ проявляет кислотные свойства. Продуктом будет алюминат натрия, а также вода.
Ответ: Al(OH)₃ + NaOH → NaAlO₂ + 2H₂O; образуется алюминат натрия.
Условие. По перечню веществ определите амфотерные и для каждого запишите по одной реакции с кислотой и со щёлочью. Сам перечень должен содержать формулы веществ, поэтому порядок действий важен: сначала отберите кандидатов, а затем проверьте их реакции. В качестве примеров рассмотрим Al₂O₃ и Zn(OH)₂.
Ответ: амфотерные вещества в примере — Al₂O₃ и Zn(OH)₂; для каждого записаны реакции с кислотой и щёлочью.
Ошибка: считать амфотерный оксид только основным или только кислотным. Так думают, если учитывают лишь одну знакомую реакцию. Проверьте себя: для подтверждения амфотерности нужно показать взаимодействие и с кислотой, и со щёлочью.
Ошибка: путать амфотерность со способностью реагировать с водой. Эти свойства не равны друг другу, хотя их могут связывать из-за общего слова «реагирует». Проверяйте амфотерность по реакциям с кислотой и щёлочью, а не по отношению вещества к воде.
Ошибка: при реакции со щёлочью записывать обычную соль и воду, не учитывая алюминат или цинкат. Так происходит, если механически переносить схему реакции основания с кислотой на другой случай. Проверьте, какой металл входит в соединение: для алюминия нужен алюминат, для цинка — цинкат.
Ошибка: оставлять уравнение без коэффициентов или неверно писать формулу соли. Формулы легко перепутать, если подбирать продукты только по названию. Пересчитайте атомы каждого элемента с обеих сторон и проверьте состав соли: например, NaAlO₂ и Na₂ZnO₂.
Для изучения амфотерности нужно знать формулы и свойства кислот, оснований, оксидов и солей, а также уметь составлять уравнения реакций. Тема продолжает классификацию неорганических веществ и помогает сравнивать химические свойства оксидов и гидроксидов. Позже эти знания пригодятся при изучении металлов и их соединений: по реакции можно понять, как ведёт себя конкретное вещество.
Что означает амфотерность?
Амфотерность — это способность одного и того же соединения проявлять свойства основных и кислотных соединений. Какое свойство проявится, зависит от реагента: соединение реагирует и с кислотой, и со щёлочью.
Какие оксиды называют амфотерными?
Амфотерными называют оксиды, которые реагируют и с кислотами, и со щёлочами. Примеры таких оксидов — Al₂O₃ и ZnO.
Как доказать, что гидроксид амфотерный?
Нужно показать, что он реагирует и с кислотой, и со щёлочью. Например, Al(OH)₃ с кислотой образует соль и воду, а со щёлочью — алюминат.
Какие продукты образуются при реакции амфотерного соединения со щёлочью?
В школьной записи при реакции амфотерного оксида со щёлочью образуются соль и вода. Для гидроксидов продуктом служит алюминат или цинкат; например, при реакции Al(OH)₃ с NaOH образуется NaAlO₂ и вода.
Чем амфотерный гидроксид отличается от обычного основания?
Обычное основание проявляет основные свойства, например реагирует с кислотой. Амфотерный гидроксид реагирует не только с кислотой, но и со щёлочью, проявляя кислотные свойства.
§ 46. Амфотерность*
