Оглавление

Определение амфотерных гидроксидов

Амфотерные гидроксиды проявляют свойства как основных, так и кислотных гидроксидов в зависимости от среды.


Амфотерные гидроксиды. Получение, химические свойства, образование средних и комплексных солей

Гидроксид алюминия как кислота и как основание

Большинство металлов периодической системы могут образовывать амфотерные гидроксиды, чаще всего это гидроксиды металлов в степени окисления «+2» и «+3», а также, теоретически, гидроксиды металлов в степени окисления «+4», хотя большинство из них не выделены (для них существуют только соответствующие соли). Подробнее о классификации гидроксидов можно прочитать в статье «Классификация гидроксидов и оснований»

Химические свойства амфотерных гидроксидов

  1. Как уже было сказано выше, амфотерные гидроксиды ведут себя как типичные основания при реакции с кислотами:

Be(OH)2 + 2HBr = BeBr2 + 2H2O

Al(OH)3 + 3HI = AlI3 + 3H2O

Zn(OH)2 + 2HNO3 = Zn(NO3)2 + 2H2O

2Fe(OH)3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 6H2O

Cr(OH)3 + 3HClO4 = Cr(ClO4)3 + 3H2O

  1. Амфотерные гидроксиды реагируют с твёрдыми щелочами при сплавлении и с растворами концентрированных щелочей:



Амфотерные гидроксиды с щелочами при сплавлении и растворении

При сплавлении:

Be(OH)2 + 2NaOH(тв) = Na2BeO2 + 2H2O

Zn(OH)2 + Ca(OH)2(тв) = CaZnO2 + 2H2O

Al(OH)3 + KOH(тв) = KAlO2 + 2H2O

2Fe(OH)3 + Ba(OH)2(тв) = Ba(FeO2)2 + 4H2O

В растворах щелочей:

Be(OH)2 + 2NaOH(тв) = Na2[Be(OH)4]

Zn(OH)2 + Ca(OH)2(тв) = Ca[Zn(OH)4]

Al(OH)3 + KOH(тв) = K[Al(OH)4]

2Fe(OH)3 + 3Ba(OH)2(тв) = Ba3[Fe(OH)6]2

О том, какие анионы характерны для амфотерных оксидов и гидроксидов, Вы можете прочитать в статье «Амфотерные оксиды. Получение, химические свойства, образование средних и комплексных»

  1. Амфотерные гидроксиды взаимодействуют с солями, образованными щелочным металлом и анионом, с которым «амфотерный металл» не может образовать существующую или устойчивую соль (для алюминия это сульфиты, сульфиды, карбонаты, нитриты, ацетаты и силикаты). Информация о том, существует ли соль или мгновенно разлагается в водных растворах, можно получить из таблицы растворимости:



Элемент таблицы растворимости с некоторыми солями алюминия

Al(OH)3 + Na2S + H2O = Na[Al(OH)4] + NaHS

Cr(OH)3 + Na2SO3 + H2O = Na[Cr(OH)4] + NaHSO3

Fe(OH)3 + Na2CO3 + H2O = Na[Fe(OH)4] + NaHCO3

  1. Амфотерные гидроксиды разлагаются при нагревании на воду и соответствующих оксид (степень окисления металла в исходном гидроксиде и в полученном оксиде одинаковая):

2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O

Zn(OH)2 = ZnO + H2O

Be(OH)2 = BeO + H2O

2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

Получение амфотерных гидроксидов

Напрямую, растворением соответствующего оксида в воде, амфотерный гидроксид получить нельзя из-за низкой растворимости в воде амфотерных оксидов. Поэтому амфотерные гидроксиды получают в основном из солей.

  1. Действием раствора щелочи на растворимую соль, содержащую металл, соединения котного могут проявлять амфотерность:

AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3↓ + 3NaCl

Fe2(SO4)3 + 6KOH = 2Fe(OH)3↓ + 3K2SO4

Be(NO3)2 + Ba(OH)2 = Be(OH)2↓ + Ba(NO3)2

ZnBr2 + Ca(OH)2 = Zn(OH)2↓ + CaBr2

В этих реакциях не используют концентрированный раствор щелочи и большие избытки растворов щелочи, иначе образуются не амфотерные гидроксиды, а комплексные соединения:


AlCl3 + 4NaOH(конц) = Na[Al(OH)4] + 3NaCl

Fe2(SO4)3 + 12KOH(конц)  = 2K3[Fe(OH)6] + 3K2SO4

Be(NO3)2 + 2Ba(OH)2(конц)  = Ba[Be(OH)4] + Ba(NO3)2

ZnBr2 + 2Ca(OH)2(конц)  = Ca[Zn(OH)4] + CaBr2

Зависимость продукта от количества взятой щелочи можно выразить следующей схемой:


Получение гидроксидов амфотерных металлов и гидроксокомплексов из солей

  1. Амфотерные гидроксиды получают действием на растворы солей, содержащих «амфотерный» металл аммиака:

AlCl3 + 3NH3 + 3H2O = Al(OH)3↓ + 3NH4Cl

Fe2(SO4)3 + 6NH3 + 6H2O = 2Fe(OH)3↓ + 3(NH4)2SO4

Be(NO3)2 + 2NH3 + 2H2O = Be(OH)2↓ + 2NH4NO3

ZnBr2 + 2NH3 + 2H2O = Zn(OH)2↓ + 2NH4Br

  1. Амфотерные гидроксиды получают действием на раствор соли, содержащей «амфотерный» металл растворов солей, содержащих анион, с которым амфотерный металл не образует существующих солей или соли гидролизуются в водной среде:

2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑ + 6NaCl

AlCl3 + Na2S + H2O = Al(OH)3↓ + H2S↑ + NaCl

AlCl3 + Na2SiO3 + H2O = Al(OH)3 + NaCl + H2SiO3↓

  1. Амфотерные гидроксиды можно получить действием разбавленных кислот на гидроксокомплексы:


Na[Al(OH)4] + HCl = NaCl + H2O + Al(OH)3↓

K3[Fe(OH)6] + 3HBr = 3KBr + 3H2O + Fe(OH)3↓

Na2[Be(OH)4] + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O + Be(OH)2↓

Ca[Zn(OH)4] + 2HClO4 = Ca(ClO4)2 + 2H2O + Zn(OH)2↓


Если использовать избыток кислоты, то образуется не амфотерный гидроксид, а соль, так как избыток кислоты растворяет гидроксид:

Na[Al(OH)4] + 4HCl = NaCl + 4H2O + AlCl3

K3[Fe(OH)6] + 6HBr = 3KBr + 6H2O + FeBr3

Na2[Be(OH)4] + 2H2SO4 = Na2SO4 + 4H2O + BeSO4

Ca[Zn(OH)4] + 4HClO4 = Ca(ClO4)2 + 4H2O + Zn(ClO4)2


Реакции гидроксокомплексов с избытком и недостатком кислоты

  1. Амфотерные гидроксиды можно получить действием газа на гидроксоалюминаты, гидроксоферриты и гидроксохромиты:

2Na[Al(OH)4] + CO2 = Na2CO3 + 2Al(OH)3↓ + H2O

2Na3[Fe(OH)6] + 3CO2 = 3Na2CO3 + 2Fe(OH)3↓ + 3H2O

2Na3[Cr(OH)6] + 3CO2 = 3Na2CO3 + 2Cr(OH)3↓ + 3H2O