ВИЗНАЧЕННЯ

Амфотерні сполуки– сполуки, які залежно та умовами проведення реакції можуть виявляти як властивості кислот, і підстав, тобто. можуть і віддавати, і приймати протон (Н+).

До амфотерних неорганічних сполук відносять оксиди та гідроксиди наступних металів – Al, Zn, Be, Cr (у ступеню окиснення +3) та Ti (у ступені окиснення +4). Амфотерними органічними сполуками є амінокислоти NH 2 -CH(R)-COOH.

Отримання амфотерних сполук

Амфотерні оксиди одержують шляхом реакції горіння відповідного металу в кисні, наприклад:

2Al + 3/2O 2 = Al 2 O 3

Амфотерні гідроксиди одержують за реакцією обміну між лугом і сіллю, що містить «амфотерний» метал:

ZnSO 4 + NaOH = Zn(OH) 2 + Na 2 SO 4

Якщо луг є у надлишку, тобто ймовірність отримання комплексного з'єднання:

ZnSO 4 + 4NaOH хат = Na 2 + Na 2 SO 4

Органічні амфотерні сполуки – амінокислоти одержують шляхом заміщення галогену на аміногрупу в галогензаміщених карбонових кислотах. У загальному вигляді рівняння реакції виглядатиме так:

R-CH(Cl)-COOH + NH 3 = R-CH(NH 3 + Cl -) = NH 2 -CH(R)-COOH

Хімічні амфотерні сполуки

Головною хімічною властивістю амфотерних сполук є їх здатність реагувати з кислотами та лугами:

Al 2 O 3 + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 O

Zn(OH) 2 + 2HNO 3 = Zn(NO 3) 2 + 2H 2 O

Zn(OH) 2 + NaOH= Na 2

NH 2 -CH 2 -COOH + HCl = Cl

Специфічні властивості амфотерних органічних сполук

При розчиненні амінокислот у воді аміногрупа та карбоксильна група взаємодіють один з одним з утворенням сполук, званих внутрішніми солями:

NH 2 -CH 2 -COOH ↔ + H 3 N-CH 2 -COO -

Молекулу внутрішньої солі називають біполярним іоном.

Дві молекули амінокислоти можуть взаємодіяти одна з одною. При цьому відбувається відщеплення молекули води та утворюється продукт, у якому фрагменти молекули пов'язані між собою пептидним зв'язком (-CO-NH-). Наприклад:

Також для амінокислот характерні всі хімічні властивості карбонових кислот (по карбоксильній групі) та амінів (по аміногрупі).

Приклади розв'язання задач

ПРИКЛАД 1

Завдання	Здійсніть ряд перетворень: а) Al → Al(OH) 3 → AlCl 3 → Na; б) Al → Al 2 O 3 → Na → Al(OH) 3 → Al 2 O 3 → Al
Рішення	a) 2Al +6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 Al(OH) 3 + 3HCl = AlCl 3 + 3H 2 O AlCl 3 + 4NaOH хат = Na + 3NaCl б) 2Al + 3/2O 2 = Al 2 O 3 Al 2 O 3 + NaOH+ 3H 2 O= 2Na 2Na + H 2 SO 4 = 2Al(OH) 3 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O 2Al(OH) 3 = Al 2 O 3 + 3H 2 O 2Al 2 O 3 = 4Al +3O 2

ПРИКЛАД 2

Завдання	Обчисліть масу солі, яку можна отримати при взаємодії 150 г 5% розчину амінооцтової кислоти з необхідною кількістю гідроксиду натрію. Скільки грамів 12%-го розчину лугу для цього потрібно?
Рішення	Запишемо рівняння реакції: NH 2 -CH 2 -COOH + NaOH = NH 2 -CH 2 -COONa + H 2 O Обчислимо масу кислоти, що вступила в реакцію: m(NH 2 -CH 2 -COOH) = ώ до - ти × m р - ра m(NH 2 -CH 2 -COOH) = 0,05 × 150 = 7,5 г

Амфотерні сполуки

Хімія – це єдність протилежностей.

Подивіться на періодичну систему.

Деякі елементи (майже всі метали, що виявляють ступеня окиснення +1 та +2) утворюють основніоксиди та гідроксиди. Наприклад, калій утворює оксид K 2 O і гідроксид KOH. Вони виявляють основні властивості, наприклад, взаємодіють з кислотами.

K2O + HCl → KCl + H2O

Деякі елементи (більшість неметалів та метали зі ступенями окиснення +5, +6, +7) утворюють кислотніоксиди та гідроксиди. Кислотні гідроксиди – це кислоти, що містять кисень, їх називають гідроксидами, тому що в будові є гідроксильна група, наприклад, сірка утворює кислотний оксид SO 3 і кислотний гідроксид H 2 SO 4 (сірчану кислоту):

Такі сполуки виявляють кислотні властивості, наприклад, вони реагують з основами:

H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O

А є елементи, що утворюють такі оксиди та гідроксиди, які виявляють і кислотні, і основні властивості. Це явище називається амфотерністю . Таким оксидам та гідроксидам і буде прикута наша увага в цій статті. Усі амфотерні оксиди та гідроксиди – тверді речовини, нерозчинні у воді.

Для початку, як визначити, чи є оксид або гідроксид амфотерним? Є правило трохи умовне, але все-таки користуватися ним можна:

Амфотерні гідроксиди та оксиди утворюються металами, у ступенях окислення +3 та +4, наприклад (Al 2 O 3 , Al(OH) 3 , Fe 2 O 3 , Fe(OH) 3)

І чотири винятки:металиZn , Be , Pb , Sn утворюють такі оксиди та гідроксиди:ZnO , Zn ( OH ) 2 , BeO , Be ( OH ) 2 , PbO , Pb ( OH ) 2 , SnO , Sn ( OH ) 2 , в яких виявляють ступінь окислення +2, але не дивлячись на це ці сполуки виявляють амфотерні властивості .

Найчастіше зустрічаються амфотерні оксиди (і відповідні їм гідроксиди): ZnO, Zn(OH) 2 , BeO, Be(OH) 2 , PbO, Pb(OH) 2 , SnO, Sn(OH) 2 , Al 2 O 3 , Al (OH) 3 , Fe 2 O 3 , Fe(OH) 3 , Cr 2 O 3 , Cr(OH) 3 .

Властивості амфотерних сполук запам'ятати не складно: вони взаємодіють з кислотами та лугами.

• із взаємодією з кислотами все просто, у цих реакціях амфотерні сполуки поводяться як основні:

Al 2 O 3 + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 O

ZnO + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + H 2 O

BeO + HNO 3 → Be(NO 3 ) 2 + H 2 O

Так само реагують гідроксиди:

Fe(OH) 3 + 3HCl → FeCl 3 + 3H 2 O

Pb(OH) 2 + 2HCl → PbCl 2 + 2H 2 O

• Із взаємодією із лугами трохи складніше. У цих реакціях амфотерні сполуки поводяться як кислоти, і продукти реакції можуть бути різними, залежить від умов.

Або реакція відбувається в розчині, або реагують беруться тверді і сплавляються.

Взаємодія основних сполук з амфотерними при сплавленні.

Розберемо з прикладу гідроксиду цинку. Як говорилося раніше, амфотерні сполуки взаємодіючи з основними, поводяться як кислоти. Ось і запишемо гідроксид цинку Zn(OH)2 як кислоту. У кислоти водень спереду винесемо його: H 2 ZnO 2 . І реакція лугу з гідроксидом протікатиме ніби він – кислота. «Кислотний залишок» ZnO 2 2-двовалентний:

2K OH(Тв.) + H 2 ZnO 2(тв.) (t ,сплавлення)→ K 2 ZnO 2 + 2 H 2 O

Отримана речовина K 2 ZnO 2 називається метацинкатом калію (або просто цинкатом калію). Ця речовина – сіль калію та гіпотетичної «цинкової кислоти» H 2 ZnO 2 (солями такі сполуки називати не зовсім правильно, але для власної зручності ми про це забудемо). Тільки гідроксид цинку записувати так: H 2 ZnO 2 – погано. Пишемо як завжди Zn (OH ) 2 , але маємо на увазі (для власної зручності), що це «кислота»:

2KOH (тв.) + Zn (OH ) 2(тв.) (t ,сплавлення)→ K 2 ZnO 2 + 2H 2 O

З гідроксидами, в яких 2 групи ВІН, все буде так само як і з цинком:

Be(OH) 2(тв.) + 2NaOH (тв.) (t,сплавлення)→ 2H 2 O + Na 2 BeO 2 (метаберилат натрію, або берилат)

Pb(OH) 2(тв.) + 2NaOH (тв.) (t, сплавлення)→ 2H 2 O + Na 2 PbO 2 (метаплюмбат натрію, або плюмбат)

З амфотерними гідроксидами з трьома групами OH (Al(OH)3, Cr(OH)3, Fe(OH)3) трохи інакше.

Розберемо на прикладі гідроксиду алюмінію: Al (OH ) 3 запишемо у вигляді кислоти: H 3 AlO 3 але в такому вигляді не залишаємо, а виносимо звідти воду:

H 3 AlO 3 – H 2 O → HAlO 2 + H 2 O .

Ось із цією «кислотою» (HAlO 2) ми і працюємо:

HAlO 2 + KOH → H 2 O + KAlO 2 (метаалюмінат калію, або просто алюмінат)

Але гідроксид алюмінію ось так HAlO 2 записувати не можна, записуємо як завжди, але маємо на увазі там «кислоту»:

Al(OH) 3( тв .) + KOH ( тв .) (t ,сплавлення)→ 2H 2 O + KAlO 2 (метаалюмінат калію)

Те саме і з гідроксидом хрому:

Cr(OH) 3 → H 3 CrO 3 → HCrO 2

Cr(OH) 3( тв .) + KOH ( тв .) (t ,сплавлення)→ 2H 2 O + KCrO 2 (метахромат калію,

АЛЕ НЕ ХРОМАТ, хромати – це солі хромової кислоти).

З гідроксидами містять чотири групи ВІН точно так само: виносимо вперед водень і прибираємо воду:

Sn(OH) 4 → H 4 SnO 4 → H 2 SnO 3

Pb(OH) 4 → H 4 PbO 4 → H 2 PbO 3

Слід пам'ятати, що свинець та олово утворюють по два амфотерні гідроксиди: зі ступенем окислення +2 (Sn (OH ) 2 , Pb (OH ) 2), і +4 (Sn (OH ) 4 , Pb (OH ) 4).

І ці гідроксиди утворюватимуть різні «солі»:

Ступінь окислення
Формула гідроксиду	Sn (OH) 2	Pb (OH) 2	Sn (OH) 4	Pb (OH) 4
Формула гідроксиду у вигляді кислоти	H 2 SnO 2	H 2 PbO 2	H 2 SnO 3	H 2 PbO 3
Сіль (калієва)	K 2 SnO 2	K 2 PbO 2	K 2 SnO 3	K 2 PbO 3
Назва солі			метастаннАТ	метаблюмбАТ

Ті самі принципи, як і в назвах звичайних «солей», елемент найвищою мірою окислення – суфікс АТ, у проміжній – ІТ.

Такі «солі» (метахромати, метаалюмінати, метаберилати, метацинкати тощо) виходять не тільки внаслідок взаємодії лугів та амфотерних гідроксидів. Ці сполуки завжди утворюються, коли стикаються сильноосновний світ і амфотерний (при сплавленні). Тобто так само як і амфотерні гідроксиди з лугами реагуватимуть і амфотерні оксиди, і солі металів, що утворюють амфотерні оксиди (солі слабких кислот). І замість лугу можна взяти сильноосновний оксид, і сіль металу, що утворює луг (сіль слабкої кислоти).

Взаємодія:

Запам'ятайте, наведені нижче реакції протікають при сплавленні.

Амфотерного оксиду з сильноосновним оксидом:

ZnO (тв.) + K 2 O (тв.) (t ,сплавлення)→ K 2 ZnO 2 (метацинкат калію, або просто цинкат калію)

Амфотерного оксиду з лугом:

ZnO (тв.) + 2KOH (тв.) (t ,сплавлення)→ K 2 ZnO 2 + H 2 O

Амфотерного оксиду із сіллю слабкої кислоти та металу, що утворює луг:

ZnO (тв.) + K 2 CO 3(тв.) (t, сплавлення)→ K 2 ZnO 2 + CO 2

Амфотерного гідроксиду з сильноосновним оксидом:

Zn(OH) 2 (тв.) + K 2 O (тв.) (t сплавлення)→ K 2 ZnO 2 + H 2 O

Амфотерного гідроксиду з лугом:

Zn (OH ) 2(тв.) + 2KOH (тв.) (t ,сплавлення)→ K 2 ZnO 2 + 2H 2 O

Амфотерного гідроксиду з сіллю слабкої кислоти та металу, що утворює луг:

Zn (OH ) 2(тв.) + K 2 CO 3(тв.) (t ,сплавлення)→ K 2 ZnO 2 + CO 2 + H 2 O

Солі слабкої кислоти та металу, що утворює амфотерну сполуку з сильноосновним оксидом:

ZnCO 3 (тв.) + K 2 O (тв.) (t ,сплавлення)→ K 2 ZnO 2 + CO 2

Солі слабкої кислоти та металу, що утворює амфотерні сполуки з лугом:

ZnCO 3(тв.) + 2KOH (тв.) (t ,сплавлення)→ K 2 ZnO 2 + CO 2 + H 2 O

Солі слабкої кислоти та металу, що утворює амфотерну сполуку з сіллю слабкої кислоти та металу, що утворює луг:

ZnCO 3(тв.) + K 2 CO 3(тв.) (t, сплавлення)→ K 2 ZnO 2 + 2CO 2

Нижче представлена ​​інформація по солях амфотерних гідроксидів, червоним позначені найбільш поширені в ЄДІ.

	Гідроксид	Гідроксид у вигляді кислоти	Кислотний залишок		Назва солі
BeO	Be(OH) 2	H 2 BeO 2	BeO 2 2-	K 2 BeO 2	Метаберіллат (беріллат)
ZnO	Zn(OH) 2	H 2 ZnO 2	ZnO 2 2-	K 2 ZnO 2	Метацинкат (цинкат)
Al 2 O 3	Al(OH) 3	HAlO 2	AlO 2 —	KAlO 2	Метаалюмінат (алюмінат)
Fe 2 O 3	Fe(OH) 3	HFeO 2	FeO 2 -	KFeO 2	Метаферрат (АЛЕ НЕ ФЕРРАТ)
	Sn(OH) 2	H 2 SnO 2	SnO 2 2-	K 2 SnO 2
	Pb(OH) 2	H 2 PbO 2	PbO 2 2-	K 2 PbO 2
SnO 2	Sn (OH) 4	H 2 SnO 3	SnO 3 2-	K 2 SnO 3	МетастаннАТ (станнат)
PbO 2	Pb (OH) 4	H 2 PbO 3	PbO 3 2-	K 2 PbO 3	МетаблюмбАТ (плюмбат)
Cr 2 O 3	Cr(OH) 3	HCrO 2	CrO 2 -	KCrO 2	Метахромат (АЛЕ НЕ ХРОМАТ)

Взаємодія амфотерних сполук з розчинами лугів (тут лише луги).

У ЄДІ це називають «розчиненням гідроксиду алюмінію (цинку, берилію тощо) лугу». Це зумовлено здатністю металів у складі амфотерних гідроксидів у присутності надлишку гідроксид-іонів (у лужному середовищі) приєднувати до себе ці іони. Утворюється частка з металом (алюмінієм, бериллієм тощо) у центрі, що оточений гідроксид-іонами. Ця частка стає негативно-зарядженою (аніоном) за рахунок гідроксид-іонів, і називатися цей іон буде гідроксоалюмінат, гідроксоцінкат, гідроксоберіллат і т.д.. Причому процес може протікати по-різному метал може бути оточений різним числом гідроксид-іонів.

Ми розглядатимемо два випадки: коли метал оточений чотирма гідроксид-іонами, і коли він оточений шістьма гідроксид-іонами.

Запишемо скорочене іонне рівняння цих процесів:

Al(OH) 3 + OH — → Al(OH) 4 —

Іон, що утворився, називається Тетрагідроксоалюмінат-іон. Приставка «тетра-» додається, тому що гідроксид-іона чотири. Тетрагідроксоалюмінат-іон має заряд -, оскільки алюміній несе заряд 3+, а чотири гідроксид-іона 4-, в сумі виходить -.

Al(OH) 3 + 3OH → Al(OH) 6 3-

Іон, що утворився в цій реакції, називається гексагідроксоалюмінат іон. Приставка «гексо-» додається, тому що гідроксид-іона шість.

Додавати приставку, що вказує на кількість гідроксид-іонів обов'язково. Тому що якщо ви напишете просто «гідроксоалюмінат», не зрозуміло, який іон ви маєте на увазі: Al(OH)4- або Al(OH)6-3-.

При взаємодії лугу з амфотерним гідроксидом у розчині утворюється сіль. Катіон якої – це катіон лугу, а аніон – це складний іон, освіту якого ми розглянули раніше. Аніон полягає в квадратні дужки.

Al (OH ) 3 + KOH → K (тетрагідроксоалюмінат калію)

Al (OH ) 3 + 3KOH → K 3 (гексагідроксоалюмінат калію)

Яку саме (гекса або тетра) сіль ви напишете як продукт – не має ніякого значення. Навіть у відповідачах ЄДІ написано: «…K 3 (припустимо освіту K». Головне не забувайте стежити, щоб усі індекси були правильно проставлені. Слідкуйте за зарядами, і майте на увазі, що їхня сума має дорівнювати нулю.

Крім амфотерних гідроксидів, із лугами реагують амфотерні оксиди. Продукт буде той самий. Тільки якщо ви запишете реакцію ось так:

Al 2 O 3 + NaOH → Na

Al 2 O 3 + NaOH → Na 3

Але ці реакції у вас не зрівняються. Треба додати воду в ліву частину, адже взаємодія відбувається в розчині, води там доточно, і все зрівняється:

Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na

Al 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3

Крім амфотерних оксидів та гідроксидів, з розчинами лугів взаємодіють деякі особливо активні метали, які утворюють амфотерні сполуки. А саме це: алюміній, цинк та берилій. Щоб зрівнялося, ліворуч теж потрібна вода. І, крім того, головна відмінність цих процесів – виділення водню:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2

2Al + 6NaOH + 6H 2 O → 2Na 3 + 3H 2

У таблиці нижче наведено найбільш поширені в ЄДІ приклади якості амфотерних сполук:

Амфотерна речовина		Назва солі
Al 2 O 3 Al(OH) 3		Тетрагідроксоалюмінат натрію	Al(OH) 3 + NaOH → Na Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na 2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2
	Na 3	Гексагідроксоалюмінат натрію	Al(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Al 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3 2Al + 6NaOH + 6H 2 O → 2Na 3 + 3H 2
Zn(OH) 2	K 2	Тетрагідроксоцінкат натрію	Zn(OH) 2 + 2NaOH → Na 2 ZnO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2
	K 4	Гексагідроксоцінкат натрію	Zn(OH) 2 + 4NaOH → Na 4 ZnO+4NaOH+H 2 O → Na 4 Zn + 4NaOH + 2H 2 O → Na 4 + H 2
Be(OH) 2	Li 2	Тетрагідроксоберилат літію	Be(OH) 2 + 2LiOH → Li 2 BeO + 2LiOH + H 2 O → Li 2 Be + 2LiOH + 2H 2 O → Li 2 + H 2
	Li 4	Гексагідроксоберіллат літію	Be(OH) 2 + 4LiOH → Li 4 BeO + 4LiOH + H 2 O → Li 4 Be + 4LiOH + 2H 2 O → Li 4 + H 2
Cr 2 O 3 Cr(OH) 3		Тетрагідроксохромат натрію	Cr(OH) 3 + NaOH → Na Cr 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na
	Na 3	Гексагідроксохромат натрію	Cr(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Cr 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3
Fe 2 O 3 Fe(OH) 3		Тетрагідроксоферрат натрію	Fe(OH) 3 + NaOH → Na Fe 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na
	Na 3	Гексагідроксоферрат натрію	Fe(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Fe 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3

Отримані в цих взаємодіях солі реагують з кислотами, утворюючи дві інші солі (солі цієї кислоти та двох металів):

2Na 3 + 6H 2 SO 4 → 3Na 2 SO 4 + Al 2 (SO 4 ) 3 + 12H 2 O

От і все! Нічого складного. Головне не плутайте, пам'ятайте, що утворюється при сплавленні, що в розчині. Дуже часто завдання з цього питання трапляються у Bчастини.

Клас: 8

Цілі уроку:
-Формування поняття «амфотерність», застосування знань про кислотно-основні властивості сполук.

Завдання уроку:
-Забезпечити засвоєння властивостей амфотерних сполук;
-узагальнити відомості про характерні властивості оксидів, кислот та основ, підготуватися до виконання практичної роботи;
-закріпити навичку складання рівнянь реакцій;
-розвивати вміння аналізувати інформацію, виділяти причинно-наслідкові зв'язки;
-Удосконалювати вміння знаходити загальні риси та відмінності у складі та властивостях речовин;
-Підтримувати впевненість у своїх силах;
-виховувати навички колективної роботи та уважне ставлення до думки іншої людини.

Тип уроку:
Комбінований урок вивчення нових знань та застосування знань, умінь, навичок.

Етапи уроку:

I.Організація початку уроку.

Вчитель:Хлопці, сьогодні ми маємо підготуватися до практичної роботи з характерних властивостей вивчених речовин (оксидів, кислот і основ). Крім того, ми познайомимося з речовинами, які мають і кислотні, і основні властивості, виявляючи їх в залежності від того з чим реагують. Ви маєте серйозну індивідуальну та групову роботу, а як помічники ми використовуємо систему кольорових символіві схеми, що відбивають хімічні властивості речовин
В основі системи кольорових символів лежить здатність людини запам'ятовувати поняття та терміни, асоціюючи їх із кольором (наприклад, назва станцій метрополітену часто асоціюється з кольором гілки на схемі).

ІІ. Перевіряє засвоєння попереднього матеріалу.

Вчитель:Для виконання 1-го завданняу вас на столах лежать картки червоного та синього кольорів, на кожній картці формула складної речовини. Речовини різні, але належать до одного класу, якому?
Учніз'ясовують, що це оксиди (Формули кислотних оксидів варто написати на червоних картках, а формули основних оксидів на синіх).
Вчитель: Працюватимемо в парах, вам потрібно написати рівняння реакцій взаємодії речовин, записаних на картках, з водою. Кожна міні-група має становити 2 рівняння. На дошці працюватимуть індивідуально два учні, до їхнього завдання входить написати реакцію взаємодії оксиду з водою і скласти схему правила такої взаємодії з окремих слів. (Учню, який пише рівняння з кислотним оксидом, пропонується працювати червоним маркером або крейдою, а тому, у кого основний оксид, синім).

Під час виконання завдання необхідно обговорити:
-Склад основних оксидів;
-Склад кислотних оксидів;
-Результат взаємодії оксидів з водою;
-які кислотні та основні оксиди не взаємодіють з водою;
-Склад та правила складання формул основ та кислот.

На дошці має з'явитися запис:

Після виконання завдання необхідно обговорити:
-які оксиди ми позначили червоним, які синім кольором;
-як на практичній роботі учні зможуть довести, що отримана речовина є кислотою чи основою;
-що таке індикатори та як вони змінюють колір.

ІІІ. Підготовка учнів до свідомого засвоєння нових знань.

Вчитель:Ми обговорили з вами якомога експериментально довести наявність отриманої кислоти або лугу, але сьогодні наша робота теоретична і ми маємо виконати 2-ге завдання.Тепер на розвороті дошки записані схеми правил ( у тих же колірних рішеннях), а ви намагайтеся підібрати приклади рівнянь реакцій. Працюємо у групах, потім 2 особи виконують завдання біля дошки.

Ця схема ще раз нагадує нам правило:
Найбільш типовими сполук є реакції взаємодії з протилежними за властивостями речовинами.

Вчитель: Не випадково центральна частина дошки у нас поки порожня Там залишилося місце для особливих з'єднань, їхня назва походить від грецького слова amphoteros, що означає «і той і інший». Однокорінним до нього є слово амфібія, давайте згадаємо, що воно означає?

IV. Вивчення нового матеріалу.

Амфотерність - здатність сполук виявляти чи кислотні чи основні властивості, залежно від цього із чим вони реагують.
Амфотерних сполук досить багато. З оксидів двоїстими властивостями мають: оксид цинку, оксид алюмінію, оксиди міді, оксиди олова, оксиди свинцю, оксид заліза (III) та ін. На дошці можна записати формули амфотерних оксидів)
Замінимо у наших схемах таблички "основний оксид"і "кислотний оксид"на табличку «амфотерний оксид» та отримаємо нові правила. Для виконання 3 завдання використовуємо схеми, записані на дошці.
3 завдання:Знаючи, що оксид цинку є амфотерним, складіть рівняння реакцій його взаємодії із соляною кислотою та гідроксидом натрію.

Вчитель:З водою амфотерні оксиди не реагують. Проте сама вода є класичним прикладом амфотерного оксиду, т.к. реагує і з кислотними, і основними оксидами.

V. Первинне осмислення знань.

Вчитель:Як же розпізнати, що з'єднання є амфотерним?
Амфотерний характер носять оксиди та гідроксиди більшості перехідних елементів та багатьох елементів побічних підгруп.
Для зручності визначення характеру з'єднань деякі варіанти таблиці Д. І. Менделєєва забезпечені кольоровими значками, схожими на ті, якими ми користувалися сьогодні. Піктограму синього кольору я підпишу, а ви самі підпишіть два інші.

Пам'ятайте, що оксиди та гідроксиди активних металів завжди основні,
З'єднання неметалів зазвичай носять кислотний характер.

VI. Закріплення знань.

Вчитель:Ваше 4-те завдання найскладніше, але якщо ви запам'ятали хімічні властивості основ та кислот, то впорайтеся і з ним.
4-те завдання:Запишіть рівняння реакцій взаємодії амфотерного гідроксиду цинку з кислотою та лугом. Перед тим, як ви почнете самостійну роботу над цим завданням, я трохи допоможу.
Давайте разом складемо формулу гідроксиду цинку Zn(OH)2. У такому вигляді ми звикли записувати основи, але цю ж речовину можна зобразити і у вигляді кислоти, достатньо розкрити дужки і перенести водень на перше місце: H2ZnO2. Така кислота існує, вона називається цинкова, а її соліцинкати.

VII. Контроль та самоперевірка знань.

Розбираючи 4 завдання, варто звернути увагу на:
-хімічні властивості кислот та основ;
-Складання назв солей;
-Двоякість властивостей амфотерних сполук.
Учням, які швидко впоралися із завданням, можна запропонувати виконати завдання з підручника після параграфа.

VIII. Узагальнення та систематизація знань.

Вчитель:Щоб допомогти собі запам'ятати правила написання продуктів реакції, існує багато різних схем. Я наведу приклад для оксидів, а ви спробуйте скласти подібні схеми для кислот, основ та амфотерних гідроксидів.

IX. Інформація про домашнє завдання, підбиття підсумків уроку.

Як домашнє завдання пропонується підготуватися до практичної роботи

Амфотерні метали представлені не складними елементами, які є аналогом групи компонентів металевого типу. Подібність простежується у ряді властивостей фізичного та хімічного напряму. Причому за самими речовинами не помічено здатності до властивостей амфотерного типу, а різні сполуки цілком здатні до їх прояву.

Наприклад, можна розглянути гідроксиди з оксидами. Вони явно простежується двоїста хімічна природа. Вона виражена в тому, що, в залежності від умов, вищеназвані сполуки можуть мати властивості або лугів, або кислот. Поняття амфотерності виникло досить давно, воно знайоме науці ще з 1814 року. Термін «амфотерність» виражав здатність хімічної речовини поводитися певним чином під час проведення кислотної (головної) реакції. Отримувані властивості залежать від того, який тип самих реагентів, виду розчинника і умов, за яких проводиться реакція.

Що являють собою амфотерні метали?

Список амфотерних металів включає безліч найменувань. Деякі з них можна з упевненістю назвати амфотерними, деякі – імовірно, інші – умовно. Якщо розглядати питання масштабно, то для стислості можна назвати просто порядкові номери вище за зазначені метали. Ці номери: 4,13, з 22 до 32, з 40 до 51, з 72 до 84, зі 104 до 109. Але є метали, які мають право назватися основними. До них відносяться хром, залізо, алюміній та цинк. Доповнюють основну групу стронцій та берилій. Найпоширенішим із усіх перелічених на даний момент є алюміній. Саме його сплави вже багато століть використовуються в найрізноманітніших сферах та сферах застосування. Метал має відмінну антикорозійну стійкість, легко піддається литтю та різним типам механічної обробки. Крім того, популярність алюмінію доповнюється такими перевагами, як висока теплопровідність та хороша електропровідність.

Алюміній – амфотерний метал, для якого властиво виявляти хімічну активність. Стійкість даного металу визначається міцною оксидною плівкою та, у звичайних умовах навколишнього середовища, при реакціях хімічного напрямку, алюміній виступає відновлювальним елементом. Така амфотерна речовина здатна взаємодіяти з киснем у разі роздроблення металу на дрібні частинки. Для такої взаємодії потрібний вплив високого температурного режиму. Хімічна реакція при зіткненні з кисневою масою супроводжується величезним виділенням теплової енергії. При температурі понад 200 градусів взаємодія реакцій при з'єднанні з такою речовиною, як сірка, утворює сульфід алюмінію. Амфотерний алюміній не здатний безпосередньо взаємодіяти з воднем, а при змішуванні металу з іншими металевими компонентами виникають різні сплави, що містять сполуки інтерметалевого типу.

Залізо – амфотерний метал, який є однією з побічних підгруп групи 4 періоду у системі елементів хімічного типу. Цей елемент виділяється як найпоширеніша складова групи металевих речовин, у складі компонентів земної кори. Залізо класифікується як проста речовина, серед відмінних властивостей якої можна виділити його ковкість, сріблясто-білу кольорову гаму. Такий метал має здатність провокувати виникнення підвищеної хімічної реакції і швидко переходить у стадію кородування за впливу високої температури. Залізо, що поміщене в чистий кисень, повністю перегорає, а доведене до дрібнодисперсного стану може самозайматися на простому повітрі. Перебуваючи на повітрі металева речовина швидко окислюється внаслідок надмірної вологості, тобто іржавіє. При горінні у кисневій масі утворюється своєрідна окалина, яка називається оксидом заліза.

Основні властивості амфотерних металів

Властивості амфотерних металів – основне поняття в амфотерності. Розглянемо, що вони з себе представляють. У стандартному стані кожен метал є твердим тілом. Тому їх заведено вважати слабкими електролітами. Крім того, жоден метал не може розчинятися у воді. Підстави виходять шляхом спеціальної реакції. У ході цієї реакції сіль металу з'єднується з невеликою дозою лугу. Правила вимагають проводити весь процес акуратно, обережно та досить повільно.

При з'єднанні амфотерних речовин з кислотними оксидами або безпосередньо кислотами перші видають реакцію, властиву основ. Якщо такі підстави з'єднувати з основами, проявляються властивості кислот. Сильне нагрівання амфотерних гідроксидів призводить до їхнього розпаду. В результаті розпаду утворюється вода та відповідний амфотерний оксид. Як видно з наведених прикладів, властивості досить великі і вимагають ретельного аналізу, який можна провести під час хімічних реакцій.

Хімічні властивості амфотерних металів можна порівняти із властивостями звичайних металів, щоб провести паралель чи побачити різницю. Всі метали мають досить низький потенціал іонізації, завдяки чому в хімічних реакціях вони виступають у ролі відновників. Варто зазначити також, що електронегативність неметалів вища, ніж цей показник у металів.

Амфотерні метали виявляють як відновлювальні, так і окисні властивості. Але при цьому амфотерні метали мають сполуки, що характеризуються негативним ступенем окислення. Всім металам властива можливість утворення основних гідроксидів та оксидів. Залежно від зростання порядкового номера в періодичному ранжирі відмічено зменшення основності металу. Слід також зауважити, що метали, в основному, можуть окислюватися тільки певними кислотами. Так, взаємодія з азотною кислотою у металів відбувається по-різному.

Метали неметали амфотерні, які є простими речовинами, мають явну відмінність за своєю будовою та індивідуальними особливостями щодо фізичних та хімічних проявів. Тип деяких із цих речовин легко визначити візуальним способом. Наприклад, мідь є простим амфотерним металом, а бром класифікується як неметал.

Щоб не помилитися у визначенні різновиду простих речовин, необхідно чітко знати всі ознаки, які відрізняють метали від неметалів. Основною відмінністю металів і неметалів є здатність перших віддавати електрони, розташовані у зовнішньому енергетичному секторі. Неметали навпаки, притягують електрони до зони зовнішнього накопичувача енергетики. Усі метали мають властивість передавати енергетичний блиск, що робить їх добрими провідниками теплової та електричної енергії, а неметали неможливо використовувати як пропускник електрики та тепла.

Амфотерними є такі оксиди елементів головнихпідгруп: BeO, A12O3, Ga2O3, GeO2, SnO, SnO2, PbO, Sb2O3, РоO2. Амфотерними гідроксидами є наступні гідроксиди елементів головнихпідгруп: Ве(ОН) 2 , А1(ОН) 3 , Sc(OH) 3 , Ga(OH) 3 , In(OH) 3 , Sn(OH) 2 , SnО 2 ·nH 2 О, Pb(OH) 2 , PbО 2 · nH 2 О.

Основний характер оксидів та гідроксидів елементів однієї підгрупи посилюється зі зростанням порядкового номера елемента (при порівнянні оксидів та гідроксидів елементів в одній і тій же мірі окислення). Наприклад, N 2 O 3 Р 2 O 3 As 2 O 3 - кислотні оксиди, Sb 2 O 3 - амфотерний оксид, Bi 2 O 3 - основний оксид.

Розглянемо амфотерні властивості гідроксидів на прикладі сполук берилію та алюмінію.

Гідроксид алюмінію виявляє амфотерні властивості, реагує як з основами, так і з кислотами та утворює два ряди солей:

1) у яких елемент А1 знаходиться у формі катіону;

2А1(ВІН) 3 + 6НС1 = 2А1С1 3 + 6Н 2 O А1(ВІН) 3 + 3Н + = А1 3+ + 3Н 2 O

У цій реакції А1(ОН) 3 виконує функцію основи, утворюючи сіль, в якій алюміній є катіоном А1 3+;

2) у яких елемент А1 входить до складу аніону (алюмінати).

А1(ОН) 3 + NaOH = NaA1O 2 + 2Н2O.

У цій реакції А1(ОН) 3 виконує функцію кислоти, утворюючи сіль, де алюміній входить до складу аніону AlO 2 – .

Формули розчинених алюмінатів записують спрощено, маючи на увазі продукт, що утворюється при зневодненні солі.

У хімічній літературі можна зустріти різні формули сполук, що утворюються при розчиненні гідроксиду алюмінію в луги: NaA1О 2 (метаалюмінат натрію), Na тетрагідроксоалюмінат натрію. Ці формули не суперечать одна одній, оскільки їх відмінність пов'язані з різним ступенем гідратації цих сполук: NaA1О 2 ·2Н 2 Про – це інший запис Na. При розчиненні А1(ОН) 3 у надлишку лугу утворюється тетрагідроксоалюмінат натрію:

А1(ВІН) 3 + NaOH = Na.

При спіканні реагентів утворюється метаалюмінат натрію:

А1(ОН) 3 + NaOH ==== NaA1О 2 + 2Н 2 О.

Таким чином, можна говорити, що у водних розчинах присутні одночасно такі іони, як [А1(ОН) 4 ] - або [А1(ОН) 4 (Н 2 О) 2 ] - (для випадку, коли складається рівняння реакції з урахуванням гідратної оболонки), а запис A1О 2 – є спрощеним.

Через здатність реагувати з лугами гідроксид алюмінію, як правило, не отримують дією лугу на розчини солей алюмінію, а використовують розчин аміаку:

A1 2 (SО 4) 3 + 6 NH 3 ·Н 2 О = 2А1(ОН) 3 + 3(NH 4) 2 SО 4 .

Серед гідроксидів елементів другого періоду амфотерні властивості виявляють гідроксид берилію (сам берилій виявляє діагональну схожість з алюмінієм).

З кислотами:

Ве(ОН) 2 + 2НС1 = ВеС1 2 + 2Н2О.

З основами:

Ве(ОН) 2 + 2NaOH = Na 2 (тетрагідроксоберилату натрію).

У спрощеному вигляді (якщо представити Ве(ОН) 2 як кислоту Н 2 ВеО 2)

Ве(ОН) 2 + 2NaOH(конц.гар.) = Na 2 BeО 2 + 2H 2 О.

берилат Na

Гідроксиди елементів побічних підгруп, що відповідають вищим ступеням окислення, найчастіше мають кислотні властивості: наприклад, Мn 2 Про 7 - НМnО 4 ; CrО 3 - H 2 CrО 4 . Для нижчих оксидів і гідроксидів характерно переважання основних властивостей: СrО - Сr(ОН) 2; МnО - Mn(OH) 2; FeO – Fe(OH) 2 . Проміжні сполуки, що відповідають ступеням окиснення +3 і +4, часто виявляють амфотерні властивості: Сr 2 Про 3 – Cr(OH) 3 ; Fe 2 Про 3 – Fe(OH) 3 . Проілюструємо цю закономірність з прикладу сполук хрому (таблиця 9).

Таблиця 9 – Залежність характеру оксидів та відповідних їм гідроксидів від ступеня окиснення елемента

Взаємодія з кислотами призводить до утворення солі, в якій елемент хром знаходиться у формі катіону:

2Cr(OH) 3 + 3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O.

сульфат Cr(III)

Взаємодія з основами призводить до утворення солі, якоїелемент хром входить до складу аніону:

Cr(OH) 3 + 3NaOH = Na 3 + 3H2О.

гексагідроксохромат (III) Na

Оксид та гідроксид цинку ZnO, Zn(OH) 2 – типово амфотерні сполуки, Zn(OH) 2 легко розчиняється у розчинах кислот та лугів.

Взаємодія з кислотами призводить до утворення солі, в якій елемент цинку знаходиться у формі катіону:

Zn(OH) 2 + 2HC1 = ZnCl 2 + 2H 2 O.

Взаємодія з основами призводить до утворення солі, в якій елемент цинку знаходиться у складі аніону. При взаємодії із лугами у розчинахутворюються тетрагідроксоцінкати, при сплавленні- Цинкати:

Zn(OH) 2 + 2NaOH = Na 2 .

Або при сплавленні:

Zn(OH) 2 + 2NaOH = Na 2 ZnO 2 + 2Н 2 O.

Отримують гідроксид цинку аналогічно гідроксиду алюмінію.