Учебник для 9 класса

ХИМИЯ

§ 2. Характеристика химического элемента по кислотно-основным свойствам образуемых им соединений. Амфотерные оксиды и гидроксиды

Существенным отличительным признаком элементов является кислотный или основный характер соответствующих им оксидов и гидроксидов. Вы уже знаете, что металлы в степени окисления +1 и +2 образуют, как правило, основные оксиды, а в качестве гидроксидов — основания. Металлы с большим значением степени окисления (+6, +7) и неметаллы образуют кислотные оксиды, которым соответствуют кислородсодержащие кислоты.

Проведём небольшой лабораторный опыт. Получим гидроксид цинка и исследуем его химические свойства.

Лабораторный опыт № 1
Получение гидроксида цинка и исследование его свойств

В две пробирки налейте по 1 мл раствора соли цинка (хлорида, сульфата или нитрата), а затем добавьте в каждую с помощью пипетки по 5 капель раствора щёлочи (гидроксида натрия или калия). Что наблюдаете? Прилейте к содержимому одной пробирки раствор кислоты (соляной, серной или азотной), а к другой — раствор щёлочи. Что наблюдаете? О каком свойстве гидроксида цинка свидетельствует вторая часть опыта? Запишите уравнение проделанных реакций в молекулярной и ионной формах.

В чём причина такого необычного поведения Zn(OH)₂ как нерастворимого основания? Опыт показывает, что гидроксид цинка проявляет свойства оснований, взаимодействуя с кислотой, но он также ведёт себя и как нерастворимая кислота, взаимодействуя с щёлочью.

Вещества, которые в зависимости от условий реакций проявляют кислотные или основные свойства, называют амфотерными (от греч. амфотеро — и тот, и другой).

Таким образом, гидроксиду цинка присущи амфотерные свойства: он может реагировать с кислотами как основание и с щелочами как кислота. Соответственно формулу этого соединения можно представить двояко:

Тогда уравнения реакций гидроксида цинка с кислотой и с щёлочью можно записать так:

В обоих случаях образуется растворимая соль.

Аналогично гидроксиду цинка и соответствующий ему оксид цинка проявляет амфотерные свойства — образует соли при взаимодействии как с кислотами, так и с основаниями, например:

В первой реакции оксид цинка ведёт себя как основный оксид, а во второй реакции выступает в роли кислотного оксида — образует соль, в которой цинк входит в состав кислотного остатка.

Амфотерными являются оксиды и гидроксиды многих элементов, например бериллия, алюминия, хрома (III).

Если элемент-металл проявляет несколько степеней окисления, то его оксид и гидроксид с низшей степенью окисления будут проявлять, как правило, основные свойства, с высшей — кислотные, а с промежуточной — амфотерные. Например, для хрома:

Амфотерные оксиды и гидроксиды образуют чаще всего те элементы, которые составляют побочные подгруппы Периодической системы Д. И. Менделеева. Эти элементы называют переходными элементами или переходными металлами.

Новые слова и понятия

Амфотерные оксиды и гидроксиды.
Переходные элементы, или переходные металлы.
Зависимость химических свойств оксидов и гидроксидов элементов побочных подгрупп Периодической системы Д. И. Менделеева от степеней окисления их атомов.

Задания для самостоятельной работы

Почему для получения амфотерного гидроксида из раствора соли переходного элемента раствор щёлочи к ней приливают по каплям?
Запишите уравнения реакций для следующих превращений:

Первую реакцию рассмотрите с позиций окисления-восстановления.
Приведите по два молекулярных уравнения реакций, соответствующих сокращённым ионным уравнениям:
Докажите, что амфотерность подтверждает относительный характер деления элементов на металлы и неметаллы.