Условие задачи

Что такое амфотерность? Приведите примеры амфотерных оксидов и гидроксидов. Запишите уравнения химических реакций, иллюстрирующие свойства оксида и гидроксида выбранного вами элемента.

Решение

Наша задача относится к органической химии → точнее, к общей теоретической химии, где рассматриваются свойства веществ. Здесь рассматривается понятие амфотерности.

1. Определение амфотерности

Амфотерность – это способность соединения реагировать как с кислотами, так и с основаниями. То есть амфотерное вещество может проявлять и кислотные, и основные свойства. При взаимодействии с кислотой оно действует как основание, а при взаимодействии с щёлочью – как кислота.

2. Примеры амфотерных оксидов и гидроксидов

Наиболее известными примерами амфотерных оксидов являются:
• Оксид алюминия (Al2O3);
• Оксид цинка (ZnO).

В качестве примера амфотерных гидроксидов можно привести:
• Гидроксид алюминия – Al(OH)3;
• Гидроксид цинка – Zn(OH)2.

3. Иллюстрация на примере алюминиевых соединений

Выберем алюминиевые соединения, так как они доходчиво демонстрируют амфотерное поведение.

А) Реакция оксида алюминия (Al2O3):

• При взаимодействии с кислотой (например, соляной кислотой):
Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O

Здесь оксид Al2O3 действует как основание, реагируя с кислотой и образуя хлорид алюминия.

• При взаимодействии со щёлочью (например, гидроксидом натрия) в присутствии воды:
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2NaAl(OH)4

Здесь оксид действует как кислота, превращаясь в растворимый тетрагелат-алюминат натрия.

Б) Реакция гидроксида алюминия (Al(OH)3):

• При взаимодействии с кислотой (например, соляной кислотой):
Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O

• При взаимодействии с щёлочью (например, гидроксидом натрия):
Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O (или в присутствии избыточной щёлочи можно записать реакцию в виде образования тетрагелат-алюмината: Al(OH)3 + NaOH + 2H2O → Na[Al(OH)4])

Таким образом, соединения алюминия демонстрируют оба типа реакций, что и является признаком амфотерности.

4. Вывод

Амфотерность – это способность вещества реагировать как с кислотами, так и со щёлочами. Примеры амфотерных оксидов – Al2O3 и ZnO, амфотерных гидроксидов – Al(OH)3 и Zn(OH)2. Иллюстрацией являются реакции алюминиевых соединений с кислотами и основаниями, записанные выше.