Амфотерные гидроксиды

Амфотерные гидроксиды – сложные вещества, которые в зависимости от условий протекания химического процесса могут проявлять как основные, так и кислотные свойства, образуя соли. Амфотерные гидроксиды характерны для р-элементов третьей и четвертой групп, а также элементов побочных подгрупп в промежуточных степенях окисления (+3, +4), например: Al(OH)₃, Zn(OH)₂, Cr(OH)₃ , Fe(OH)₃ и т.д. Номенклатура и строение амфотерных гидроксидов идентичны основаниям.

Амфотерные гидроксиды в зависимости от условий реакции могут проявлять как свойства кислот, так и оснований. Они диссоциируют либо по типу слабых кислот, посылая в раствор катионы водорода, либо по типу слабых оснований, образуя в растворе гидроксид-ионы, например:

Рb(OH)₂ ⇄ НРbO₂^- + H⁺ , Рb(OH)₂ ⇄ OH^- + РbOH⁺

Рассмотрим для примера реакции а) и б):

а) Рb(OH)₂ + 2HCl = PbCl₂ + 2H₂O,

гидроксид свинца Рb (OH)₂ проявляет основные свойства, потому что, взаимодействуя с кислотой, образует соль соляной кислоты – хлорид свинца и воду. При взаимодействии Рb(OH)₂ с раствором щелочи проявляются его кислотные свойства:

б) Рb(OH)₂ + 2NaOH = Na₂[Рb(OH)₄] ,

образуется соль свинцовистой кислоты – тетрагидроксоплюмбит натрия.

В данном случае формула гидроксида свинца может быть условно переписана как H₂PbO₂ - несуществующая кислота с рядом солей называемых плюмбитами. С точки зрения строения вещества данная кислота и основание будут иметь одинаковые графические формулы:

Рb(OH)₂ ⇄ Н – О – Рb – O – H ⇄ H₂РbO₂

Пример 7. Назовите вещества, определите, к какому типу гидроксидов они относятся: NaOH, Fe(OH)₂, H₂SO₄, Fe(OH)₃, H₂CrO₄. Ответ обоснуйте.

Решение:NaOH – гидроксид натрия. Относится к группе оснований, т.к. натрий - металл принадлежащий первой группе главной подгруппе в степени окисления +1.

Fe(OH)₂ – гидроксид железа (II). Железо - металл побочной подгруппы, поэтому тип гидроксида определяется по степени окисления. Железо в степени окисления +2 (Fe⁺²), свидетельствует об основных свойствах гидроксида Fe(OH)₂.

H₂SO₄ – серная кислота. Наличие неметалла - серы в составе молекулы говорит исключительно о кислотных свойствах гидроксида. Также согласно определению кислот, H₂SO₄ состоит из двух атомов водорода и кислотного остатка.

Fe(OH)₃ – гидроксид железа (III). Железо металл побочной подгруппы, поэтому тип гидроксида определяется по степени окисления. У Fe⁺³ промежуточная степень окисления, свидетельствует об амфотерных свойствах гидроксида Fe(OH)₃.

H₂CrO₄ – хромовая кислота. Данный гидроксид обладает кислотными свойствами. Во-первых, он состоит из двух атомов водорода и кислотного остатка, согласно определению кислот. Во-вторых, хром в высшей степени окисления +6, а d-элементы в высшей степени окисления проявляют кислотные свойства.

Пример 8.Какие, из приведенных ниже гидроксидов, могут прореагировать с гидроксидом стронция, а какие с азотной кислотой: Zn(OH)₂, LiOH, H₃PO₄ ?

Решение:Гидроксид цинка Zn(OH)₂ обладает амфотерными свойствами, поэтому он может прореагировать и с основанием Sr(OH)₂ , и с кислотой HNO₃.

Sr(OH)₂ + Zn(OH)₂ = SrZnO₂ + 2H₂O, при сплавлении;

^{цинкат стронция}

2HNO₃ + Zn(OH)₂ = Zn(NO₃)₂ + 2H₂O.

^{нитрат цинка}

Гидроксид лития LiOH является типичным основанием, поэтому прореагирует только с азотной кислотой:

LiOH + HNO₃ = LiNO₃ + H₂O.

Ортофосфорная кислота H₃PO₄ – типичный кислотный гидроксид, поэтому прореагирует только с гидроксидом стронция.

2H₃PO₄ + 3Sr(OH)₂ = Sr₃(PO₄)₂ + 6H₂O

^{фосфат сторнция}

Соли

Согласно теории электролитической диссоциации, соли – сложные вещества, диссоциирующие в растворах на положительно заряженные ионы, отличные от водорода, и отрицательно заряженные анионы, отличные от гидроксогрупп. Их можно рассматривать как продукты полного или частичного замещения атомов водорода в молекуле кислоты на атомы металла или же продукты полного или частичного замещения гидроксогрупп в основаниях на кислотные остатки. Соли как химические соединения намного более разнообразны в плане строения и свойств, чем оксиды и гидроксиды.