Os seguintes óxidos dos elementos são anfotéricos formar-se subgrupos: BeO, A1 2 O 3, Ga 2 O 3, GeO 2, SnO, SnO 2, PbO, Sb 2 O 3, PoO 2. Os hidróxidos anfotéricos são os seguintes hidróxidos dos elementos formar-se subgrupos: Be (OH) 2, A1 (OH) 3, Sc (OH) 3, Ga (OH) 3, In (OH) 3, Sn (OH) 2, SnO 2 nH 2 O, Pb (OH) 2 , PbO2nH2O.

A natureza básica dos óxidos e hidróxidos de elementos de um subgrupo aumenta com o aumento do número atômico do elemento (ao comparar óxidos e hidróxidos de elementos no mesmo estado de oxidação). Por exemplo, N 2 O 3, P 2 O 3, As 2 O 3 são óxidos ácidos, Sb 2 O 3 é um óxido anfótero, Bi 2 O 3 é um óxido básico.

Consideremos as propriedades anfotéricas dos hidróxidos usando o exemplo dos compostos de berílio e alumínio.

O hidróxido de alumínio exibe propriedades anfotéricas, reage com bases e ácidos e forma duas séries de sais:

1) em que o elemento A1 está na forma de um cátion;

2A1 (OH) 3 + 6HC1 \u003d 2A1C1 3 + 6H 2 O A1 (OH) 3 + 3H + \u003d A1 3+ + 3H 2 O

Nesta reação, A1(OH) 3 funciona como base, formando um sal no qual o alumínio é o cátion A1 3+;

2) em que o elemento A1 faz parte do ânion (aluminatos).

A1 (OH) 3 + NaOH \u003d NaA1O 2 + 2H 2 O.

Nesta reação, A1(OH) 3 age como um ácido, formando um sal no qual o alumínio faz parte do ânion AlO 2 -.

As fórmulas dos aluminatos dissolvidos são escritas de forma simplificada, referindo-se ao produto formado durante a desidratação do sal.

Na literatura química, pode-se encontrar diferentes fórmulas de compostos formados pela dissolução de hidróxido de alumínio em álcali: NaA1O 2 (metaaluminato de sódio), Na tetrahidroxoaluminato de sódio. Essas fórmulas não se contradizem, pois sua diferença está associada a diferentes graus de hidratação desses compostos: NaA1O 2 2H 2 O é um registro diferente de Na. Quando A1 (OH) 3 é dissolvido em um excesso de álcali, forma-se tetrahidroxoaluminato de sódio:

A1 (OH) 3 + NaOH \u003d Na.

Durante a sinterização dos reagentes, o metaaluminato de sódio é formado:

A1(OH)3 + NaOH ==== NaA1O2 + 2H2O.

Assim, podemos dizer que em soluções aquosas existem simultaneamente íons como [A1 (OH) 4] - ou [A1 (OH) 4 (H 2 O) 2] - (para o caso em que a equação da reação é elaborada tomando em conta as cascas de hidratos), e a notação A1O 2 é simplificada.

Devido à capacidade de reagir com álcalis, o hidróxido de alumínio, como regra, não é obtido pela ação do álcali em soluções de sais de alumínio, mas é usada uma solução de amônia:

A1 2 (SO 4) 3 + 6 NH 3 H 2 O \u003d 2A1 (OH) 3 + 3(NH 4) 2 SO 4.

Entre os hidróxidos de elementos do segundo período, o hidróxido de berílio exibe propriedades anfotéricas (o próprio berílio exibe uma semelhança diagonal com o alumínio).

Com ácidos:

Seja (OH) 2 + 2HC1 \u003d BeC1 2 + 2H 2 O.

Com bases:

Seja (OH) 2 + 2NaOH \u003d Na 2 (tetrahidroxoberilato de sódio).

De forma simplificada (se representarmos Be (OH) 2 como um ácido H 2 BeO 2)

Be (OH) 2 + 2NaOH (concentrado a quente) \u003d Na 2 BeO 2 + 2H 2 O.

berilato Na

Hidróxidos de elementos de subgrupos secundários, correspondentes aos estados de oxidação mais altos, na maioria das vezes têm propriedades ácidas: por exemplo, Mn 2 O 7 - HMnO 4; CrO 3 - H 2 CrO 4. Para óxidos e hidróxidos inferiores, é característica a predominância das propriedades principais: CrO - Cr (OH) 2; MnO - Mn(OH)2; FeO - Fe (OH) 2. Os compostos intermediários correspondentes aos estados de oxidação +3 e +4 apresentam frequentemente propriedades anfotéricas: Cr 2 O 3 - Cr (OH) 3; Fe 2 O 3 - Fe (OH) 3. Ilustramos esse padrão no exemplo dos compostos de cromo (Tabela 9).

Tabela 9 - Dependência da natureza dos óxidos e seus correspondentes hidróxidos do grau de oxidação do elemento

A interação com ácidos leva à formação de um sal no qual o elemento cromo está na forma de um cátion:

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

Sulfato de Cr(III)

A reação com bases leva à formação de sal, em que o elemento cromo faz parte do ânion:

Cr (OH) 3 + 3NaOH \u003d Na 3 + 3H 2 O.

hexa-hidroxocromato(III) Na

Óxido de zinco e hidróxido ZnO, Zn(OH) 2 são compostos tipicamente anfotéricos, Zn(OH) 2 dissolve-se facilmente em soluções ácidas e alcalinas.

A interação com ácidos leva à formação de um sal no qual o elemento zinco está na forma de um cátion:

Zn(OH)2 + 2HC1 = ZnCl2 + 2H2O.

A interação com as bases leva à formação de um sal no qual o elemento zinco está no ânion. Ao interagir com álcalis em soluções tetrahidroxozincados são formados, quando fundido- zincatos:

Zn(OH) 2 + 2NaOH \u003d Na 2.

Ou ao fundir:

Zn (OH) 2 + 2NaOH \u003d Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O.

O hidróxido de zinco é obtido de forma semelhante ao hidróxido de alumínio.

Bases, hidróxidos anfotéricos

As bases são substâncias complexas que consistem em átomos de metal e um ou mais grupos hidroxo (-OH). A fórmula geral é Me + y (OH) y, onde y é o número de grupos hidroxo igual ao estado de oxidação do metal Me. A tabela mostra a classificação das bases.

Propriedades dos hidróxidos alcalinos de metais alcalinos e alcalino-terrosos

1. Soluções aquosas de álcalis são ensaboadas ao toque, mudam a cor dos indicadores: tornassol - azul, fenolftaleína - framboesa.

2. Soluções aquosas dissociam:

3. Interage com ácidos, entrando em uma reação de troca:

Bases poliácidas podem dar sais intermediários e básicos:

4. Interage com óxidos ácidos, formando sais médios e ácidos, dependendo da basicidade do ácido correspondente a este óxido:

5. Interaja com óxidos e hidróxidos anfotéricos:

a) fusão:

b) em soluções:

6. Reaja com sais solúveis em água se um precipitado ou gás for formado:

Bases insolúveis (Cr (OH) 2, Mn (OH) 2, etc.) interagem com ácidos e se decompõem quando aquecidos:

Hidróxidos anfotéricos

Os compostos são chamados de anfotéricos, que, dependendo das condições, podem ser tanto doadores de cátions de hidrogênio e apresentar propriedades ácidas, quanto seus aceptores, ou seja, apresentar propriedades básicas.

Propriedades químicas de compostos anfotéricos

1. Interagindo com ácidos fortes, revelam as principais propriedades:

Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O

2. Interagindo com álcalis - bases fortes, apresentam propriedades ácidas:

Zn (OH) 2 + 2NaOH \u003d Na 2 ( sal complexo)

Al (OH) 3 + NaOH \u003d Na ( sal complexo)

Os compostos são chamados de complexos nos quais pelo menos uma ligação covalente foi formada pelo mecanismo doador-aceptor.

O método geral para obtenção de bases é baseado em reações de troca, pelas quais tanto bases insolúveis quanto solúveis podem ser obtidas.

CuSO 4 + 2KOH \u003d Cu (OH) 2 ↓ + K 2 SO 4

K 2 CO 3 + Ba (OH) 2 \u003d 2 KOH + BaCO 3 ↓

Quando as bases solúveis são obtidas por este método, um sal insolúvel precipita.

Ao obter bases insolúveis em água com propriedades anfotéricas, deve-se evitar excesso de álcali, pois pode ocorrer dissolução da base anfótera, por exemplo:

AlCl 3 + 4KOH \u003d K [Al (OH) 4] + 3KSl

Nesses casos, o hidróxido de amônio é usado para obter hidróxidos, nos quais os hidróxidos anfotéricos não se dissolvem:

AlCl 3 + 3NH 3 + ZH 2 O \u003d Al (OH) 3 ↓ + 3NH 4 Cl

Hidróxidos de prata e mercúrio se decompõem tão facilmente que quando você tenta obtê-los por uma reação de troca, em vez de hidróxidos, óxidos precipitam:

2AgNO 3 + 2KOH \u003d Ag 2 O ↓ + H 2 O + 2KNO 3

Na indústria, os álcalis são geralmente obtidos por eletrólise de soluções aquosas de cloretos.

2NaCl + 2H 2 O → ϟ → 2NaOH + H 2 + Cl 2

Os álcalis também podem ser obtidos pela reação de metais alcalinos e alcalino-terrosos ou seus óxidos com água.

2Li + 2H 2 O \u003d 2LiOH + H 2

SrO + H 2 O \u003d Sr (OH) 2

ácidos

Os ácidos são chamados de substâncias complexas, cujas moléculas consistem em átomos de hidrogênio que podem ser substituídos por átomos de metal e resíduos ácidos. Em condições normais, os ácidos podem ser sólidos (H 3 PO 4 fosfórico; H 2 SiO 3 de silício) e líquidos (o ácido sulfúrico H 2 SO 4 será um líquido puro).

Gases como cloreto de hidrogênio HCl, brometo de hidrogênio HBr, sulfeto de hidrogênio H 2 S formam os ácidos correspondentes em soluções aquosas. O número de íons de hidrogênio formados por cada molécula de ácido durante a dissociação determina a carga do resíduo ácido (ânion) e a basicidade do ácido.

De acordo com teoria protolítica de ácidos e bases, proposto simultaneamente pelo químico dinamarquês Bronsted e pelo químico inglês Lowry, um ácido é uma substância separando com esta reação prótons, uma base- uma substância capaz de receber prótons.

ácido → base + H +

Com base nessas ideias, fica claro propriedades básicas da amônia, que, devido à presença de um par de elétrons solitário no átomo de nitrogênio, efetivamente aceita um próton ao interagir com ácidos, formando um íon amônio através de uma ligação doador-aceptor.

HNO 3 + NH 3 ⇆ NH 4 + + NO 3 -

ácido-base ácido-base

Uma definição mais geral de ácidos e bases proposto pelo químico americano G. Lewis. Ele sugeriu que as interações ácido-base são bastante não ocorrem necessariamente com a transferência de prótons. Na determinação de ácidos e bases de acordo com Lewis, o papel principal nas reações químicas é dado a vapor eletrônico.

Cátions, ânions ou moléculas neutras que podem aceitar um ou mais pares de elétrons são chamados ácidos de Lewis.

Por exemplo, o fluoreto de alumínio AlF 3 é um ácido, pois é capaz de aceitar um par de elétrons ao interagir com a amônia.

AlF 3 + :NH 3 ⇆ :

Cátions, ânions ou moléculas neutras capazes de doar pares de elétrons são chamados de bases de Lewis (amônia é uma base).

A definição de Lewis abrange todos os processos ácido-base que foram considerados pelas teorias propostas anteriormente. A tabela compara as definições de ácidos e bases atualmente em uso.

Nomenclatura dos ácidos

Como existem diferentes definições de ácidos, sua classificação e nomenclatura são bastante arbitrárias.

De acordo com o número de átomos de hidrogênio capazes de se decompor em uma solução aquosa, os ácidos são divididos em monobásico(por exemplo, HF, HNO 2), dibásico(H 2 CO 3 , H 2 SO 4) e tribásico(H 3 RO 4).

De acordo com a composição do ácido é dividido em anóxico(HCl, H 2 S) e contendo oxigênio(HClO4, HNO3).

Usualmente nomes de ácidos oxigenados derivado do nome de um não-metal com a adição das terminações -kai, -caminho, se o estado de oxidação do não metal for igual ao número do grupo. À medida que o estado de oxidação diminui, os sufixos mudam (em ordem decrescente do estado de oxidação do metal): - oval, ististaya, - oval:

Se considerarmos a polaridade da ligação hidrogênio-não-metal dentro de um período, podemos facilmente relacionar a polaridade dessa ligação com a posição do elemento na Tabela Periódica. A partir de átomos de metal que facilmente perdem elétrons de valência, os átomos de hidrogênio aceitam esses elétrons, formando uma camada estável de dois elétrons como a casca de um átomo de hélio, e dão hidretos metálicos iônicos.

Em compostos de hidrogênio de elementos dos grupos III-IV do sistema periódico, boro, alumínio, carbono, silício formam ligações covalentes e fracamente polares com átomos de hidrogênio que não são propensos à dissociação. Para elementos dos grupos V-VII do sistema Periódico, dentro de um período, a polaridade da ligação não-metal-hidrogênio aumenta com a carga do átomo, mas a distribuição de cargas no dipolo resultante é diferente da dos compostos de hidrogênio de elementos que tendem a doar elétrons. Átomos de não-metais, nos quais são necessários vários elétrons para completar a camada eletrônica, puxam para si mesmos (polarizam) um par de elétrons de ligação quanto mais forte, maior a carga do núcleo. Portanto, na série CH 4 - NH 3 - H 2 O - HF ou SiH 4 - PH 3 - H 2 S - Hcl, as ligações com átomos de hidrogênio, permanecendo covalentes, tornam-se mais polares, e o átomo de hidrogênio no dipolo de a ligação elemento-hidrogênio torna-se mais eletropositiva. Se as moléculas polares estiverem em um solvente polar, o processo de dissociação eletrolítica pode ocorrer.

Vamos discutir o comportamento de ácidos contendo oxigênio em soluções aquosas. Esses ácidos têm uma ligação H-O-E e, naturalmente, a ligação O-E afeta a polaridade da ligação H-O. Portanto, esses ácidos se dissociam, via de regra, mais facilmente do que a água.

H 2 SO 3 + H 2 O ⇆ H s O + + HSO 3

HNO 3 + H 2 O ⇆ H s O + + NO 3

Vejamos alguns exemplos propriedades dos ácidos oxigenados, formado por elementos que são capazes de exibir diferentes estados de oxidação. Sabe-se que Ácido Hipocloroso HClO muito fracoácido clorídrico HClO 2 também fraco mas mais forte que hipocloroso, ácido hipocloroso HclO 3 Forte. O ácido perclórico HClO 4 é um dos o mais forteácidos inorgânicos.

A dissociação de acordo com o tipo ácido (com a eliminação do íon H) requer a quebra da ligação O-H. Como explicar a diminuição da força dessa ligação na série HClO - HClO 2 - HClO 3 - HClO 4? Nesta série, o número de átomos de oxigênio associados ao átomo de cloro central aumenta. Cada vez que uma nova ligação do oxigênio com o cloro é formada, uma densidade eletrônica é retirada do átomo de cloro e, portanto, da ligação O-Cl simples. Como resultado, a densidade eletrônica deixa parcialmente a ligação О-Н, que é enfraquecida por causa disso.

Tal padrão - aumento das propriedades ácidas com um aumento no grau de oxidação do átomo central - característica não só para o cloro, mas também para outros elementos. Por exemplo, o ácido nítrico HNO3, no qual o estado de oxidação do nitrogênio é +5, é mais forte que o ácido nitroso HNO2 (o estado de oxidação do nitrogênio é +3); o ácido sulfúrico H 2 SO 4 (S +6) é mais forte que o ácido sulfuroso H 2 SO 3 (S +4).

Obtenção de ácidos

1. Ácidos anóxicos podem ser obtidos na combinação direta de não metais com hidrogênio.

H 2 + Cl 2 → 2HCl,

H 2 + S ⇆ H 2 S

2. Alguns ácidos oxigenados podem ser obtidos interação de óxidos de ácido com água.

3. Ácidos anóxicos e oxigenados podem ser obtidos de acordo com as reações de troca entre sais e outros ácidos.

BaBr 2 + H 2 SO 4 \u003d BaSO 4 ↓ + 2HBr

CuSO 4 + H 2 S \u003d H 2 SO 4 + CuS ↓

FeS + H 2 SO 4 (pa zb) \u003d H 2 S + FeSO 4

NaCl (T) + H 2 SO 4 (conc) = HCl + NaHSO 4

AgNO 3 + HCl = AgCl↓ + HNO 3

CaCO 3 + 2HBr \u003d CaBr 2 + CO 2 + H 2 O

4. Alguns ácidos podem ser obtidos usando reações redox.

H 2 O 2 + SO 2 \u003d H 2 SO 4

3P + 5HNO 3 + 2H 2 O \u003d ZH 3 RO 4 + 5NO 2

Sabor azedo, ação sobre indicadores, condutividade elétrica, interação com metais, óxidos básicos e anfotéricos, bases e sais, formação de ésteres com álcoois - essas propriedades são comuns aos ácidos inorgânicos e orgânicos.

pode ser dividido em dois tipos de reações:

1) em geral por ácidos as reações estão associadas à formação do íon hidrônio H 3 O + em soluções aquosas;

2) específico(ou seja, características) reações ácidos específicos.

O íon hidrogênio pode entrar em redox reações, reduzindo a hidrogênio, bem como em uma reação composta com partículas carregadas negativamente ou neutras com pares de elétrons livres, ou seja, em reações ácido-base.

As propriedades gerais dos ácidos incluem as reações dos ácidos com os metais na série de voltagens até o hidrogênio, por exemplo:

Zn + 2 Í + = Zn 2+ + Í 2

As reações ácido-base incluem reações com óxidos e bases básicos, bem como com sais médios, básicos e, às vezes, ácidos.

2 CO 3 + 4HBr \u003d 2CuBr 2 + CO 2 + 3H 2 O

Mg (HCO 3) 2 + 2HCl \u003d MgCl 2 + 2CO 2 + 2H 2 O

2KHSO 3 + H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + 2SO 2 + 2H 2 O

Observe que os ácidos polibásicos se dissociam passo a passo e, a cada etapa seguinte, a dissociação é mais difícil, portanto, com excesso de ácido, os sais ácidos são mais frequentemente formados, em vez dos médios.

Ca 3 (PO 4) 2 + 4H 3 PO 4 \u003d 3Ca (H 2 PO 4) 2

Na 2 S + H 3 PO 4 = Na 2 HPO 4 + H 2 S

NaOH + H 3 PO 4 = NaH 2 PO 4 + H 2 O

KOH + H 2 S \u003d KHS + H 2 O

À primeira vista, a formação de sais ácidos pode parecer surpreendente. monobásicoácido fluorídrico (fluorídrico). No entanto, esse fato pode ser explicado. Ao contrário de todos os outros ácidos hidro-hálicos, o ácido fluorídrico é parcialmente polimerizado em soluções (devido à formação de ligações de hidrogênio) e diferentes partículas (HF) X podem estar presentes nele, ou seja, H 2 F 2, H 3 F 3, etc.

Um caso especial de equilíbrio ácido-base - reações de ácidos e bases com indicadores que mudam de cor dependendo da acidez da solução. Os indicadores são usados ​​em análises qualitativas para detectar ácidos e bases em soluções.

Os indicadores mais usados ​​são tornassol(dentro neutro meio Ambiente roxo, dentro azedo - vermelho, dentro alcalino - azul), laranja de metila(dentro azedo meio Ambiente vermelho, dentro neutro - laranja, dentro alcalino - amarelo), fenolftaleína(dentro fortemente alcalino meio Ambiente vermelho carmesim, dentro neutro e ácido - incolor).

Propriedades Específicasácidos diferentes podem ser de dois tipos: primeiro, as reações que levam à formação sais insolúveis, E em segundo lugar, transformações redox. Se as reações associadas à presença de um íon H + neles são comuns a todos os ácidos (reações qualitativas para detectar ácidos), reações específicas são usadas como reações qualitativas para ácidos individuais:

Ag + + Cl - = AgCl (precipitado branco)

Ba 2+ + SO 4 2- \u003d BaSO 4 (precipitado branco)

3Ag + + PO 4 3 - = Ag 3 PO 4 (precipitado amarelo)

Algumas reações específicas de ácidos são devidas às suas propriedades redox.

Ácidos anóxicos em solução aquosa só podem oxidar.

2KMnO 4 + 16HCl \u003d 5Cl 2 + 2KCl + 2MnCl 2 + 8H 2 O

H 2 S + Br 2 \u003d S + 2HBg

Ácidos contendo oxigênio só podem ser oxidados se o átomo central neles estiver em um estado de oxidação inferior ou intermediário, como, por exemplo, em ácido sulfuroso:

H 2 SO 3 + Cl 2 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 + 2HCl

Muitos ácidos contendo oxigênio, nos quais o átomo central tem o estado de oxidação máximo (S +6, N +5, Cr +6), exibem as propriedades de agentes oxidantes fortes. O H 2 SO 4 concentrado é um forte agente oxidante.

Cu + 2H 2 SO 4 (conc) = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

Pb + 4HNO 3 \u003d Pb (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

C + 2H 2 SO 4 (conc) = CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O

Deve-se lembrar que:

• As soluções ácidas reagem com metais que estão na série eletroquímica de voltagens à esquerda do hidrogênio, sujeitas a uma série de condições, sendo a mais importante a formação de um sal solúvel como resultado da reação. A interação de HNO 3 e H 2 SO 4 (conc.) com metais ocorre de forma diferente.

Ácido sulfúrico concentrado no frio passiva alumínio, ferro, cromo.

• Na água, os ácidos dissociam-se em cátions de hidrogênio e ânions de resíduos ácidos, por exemplo:

• Ácidos inorgânicos e orgânicos interagem com óxidos básicos e anfotéricos, desde que um sal solúvel seja formado:

• Tanto esses como outros ácidos reagem com bases. Os ácidos polibásicos podem formar sais médios e ácidos (estas são reações de neutralização):

• A reação entre ácidos e sais ocorre somente se um precipitado ou gás for formado:

A interação do H 3 PO 4 com o calcário será interrompida devido à formação do último precipitado insolúvel Ca 3 (PO 4) 2 na superfície.

As características das propriedades do ácido nítrico HNO 3 e do ácido sulfúrico concentrado H 2 SO 4 (conc.) se devem ao fato de que, quando interagem com substâncias simples (metais e não metais), não os cátions H +, mas o nitrato e o sulfato íons atuarão como agentes oxidantes. É lógico esperar que, como resultado de tais reações, não seja formado hidrogênio H 2, mas outras substâncias sejam obtidas: necessariamente sal e água, bem como um dos produtos da redução de íons nitrato ou sulfato, dependendo da concentração de ácidos, a posição do metal em uma série de voltagens e condições de reação (temperatura, finura do metal, etc.).

Essas características do comportamento químico de HNO 3 e H 2 SO 4 (conc.) ilustram claramente a tese da teoria da estrutura química sobre a influência mútua dos átomos nas moléculas das substâncias.

Os conceitos de volatilidade e estabilidade (estabilidade) são frequentemente confundidos. Os ácidos voláteis são chamados de ácidos, cujas moléculas passam facilmente para um estado gasoso, ou seja, evaporam. Por exemplo, o ácido clorídrico é um ácido volátil, mas persistente e estável. A volatilidade de ácidos instáveis ​​não pode ser julgada. Por exemplo, o ácido silícico não volátil e insolúvel se decompõe em água e SiO 2 . As soluções aquosas de clorídrico, nítrico, sulfúrico, fosfórico e vários outros ácidos são incolores. Uma solução aquosa de ácido crômico H 2 CrO 4 é amarela, ácido permangânico HMnO 4 é framboesa.

Material de referência para passar no teste:

tabela periódica

Tabela de solubilidade

Classe: 8

Lições objetivas:
-formação do conceito de "anfotérico", aplicação do conhecimento sobre as propriedades ácido-base dos compostos.

Lições objetivas:
- assegurar a assimilação das propriedades dos compostos anfotéricos;
- resumir informações sobre as propriedades características de óxidos, ácidos e bases, para preparar a implementação de trabalhos práticos;
- consolidar a capacidade de elaboração de equações de reação;
- desenvolver a capacidade de analisar informações, destacar relações de causa e efeito;
- melhorar a capacidade de encontrar características e diferenças comuns na composição e propriedades das substâncias;
- manter a autoconfiança;
- cultivar habilidades de trabalho em equipe e uma atitude atenta à opinião de outra pessoa.

Tipo de aula:
Uma lição combinada de aprender novos conhecimentos e aplicar conhecimentos, habilidades e habilidades.

Etapas da lição:

EU.Organização do início da aula.

Professora: Pessoal, hoje temos que nos preparar para o trabalho prático sobre as propriedades características das substâncias estudadas (óxidos, ácidos e bases). Além disso, conheceremos substâncias que possuem propriedades ácidas e básicas, mostrando-as dependendo do que reagem. Você tem um trabalho sério individual e em grupo para fazer e, como assistentes, usamos sistema de símbolos de cores e esquema refletindo as propriedades químicas das substâncias.
O sistema de símbolos de cores é baseado na capacidade de uma pessoa memorizar conceitos e termos, associando-os à cor (por exemplo, o nome das estações de metrô é frequentemente associado à cor de um ramo em um diagrama).

II. Verificando a assimilação do material anterior.

Professora: Para execução 1ª tarefa em suas mesas há cartas de cores vermelhas e azuis, em cada carta está a fórmula de uma substância complexa. As substâncias são diferentes, mas pertencem à mesma classe, qual?
Alunos descobrir que estes são óxidos (fórmulas para óxidos ácidos devem ser escritas em cartões vermelhos e fórmulas para óxidos básicos em azul).
Professora: Vamos trabalhar em pares, você precisa escrever as equações de reação para a interação das substâncias registradas nos cartões com a água. Cada minigrupo deverá fazer 2 equações. Dois alunos trabalharão individualmente no quadro, sua tarefa é escrever a reação da interação do óxido com a água e elaborar um diagrama da regra para tal interação a partir de palavras separadas. (O aluno que escreve a equação com óxido ácido é convidado a trabalhar com um marcador vermelho ou giz, e aquele com o óxido básico é azul).

À medida que a tarefa avança, discuta:
-composição de óxidos básicos;
-composição de óxidos ácidos;
- o resultado da interação dos óxidos com a água;
- quais óxidos ácidos e básicos não interagem com a água;
-composição e regras para formulação de bases e ácidos.

Deve haver uma anotação no quadro:

Depois de concluir a tarefa, você precisa discutir:
- quais óxidos marcamos em vermelho e quais em azul;
- como no trabalho prático os alunos poderão provar que a substância resultante é um ácido ou uma base;
O que são indicadores e como eles mudam de cor?

III. Preparar os alunos para a assimilação consciente de novos conhecimentos.

Professora: Discutimos com você como você pode provar experimentalmente a presença do ácido ou álcali resultante, mas hoje nosso trabalho é teórico e temos que realizar 2ª tarefa. Agora, na extensão do quadro, os esquemas de regras são escritos ( nas mesmas cores decisões), e você tenta encontrar exemplos de equações de reação. A gente trabalha em grupo, depois 2 pessoas fazem a tarefa na lousa.

Este esquema mais uma vez nos lembra da regra:
O mais típico para compostos são reações de interação com substâncias opostas em propriedades.

Professora: Não é por acaso que a parte central do tabuleiro está vazia por enquanto. Havia espaço para compostos especiais, seu nome vem da palavra grega amphoteros, que significa "ambos". A palavra anfíbio tem a mesma raiz, vamos lembrar o que significa?

4. Aprendendo novos materiais.

Anfotérico - a capacidade dos compostos de exibir propriedades ácidas ou básicas, dependendo do que eles reagem.
Existem alguns compostos anfotéricos. Dos óxidos, óxido de zinco, óxido de alumínio, óxidos de cobre, óxidos de estanho, óxidos de chumbo, óxido de ferro (III), etc. têm propriedades duplas. ( No quadro você pode escrever as fórmulas dos óxidos anfotéricos)
Vamos substituir os sinais em nossos esquemas "óxido básico" e "óxido ácido" na placa "óxido anfótero" e obter novas regras. Para completar a 3ª tarefa, usamos os esquemas escritos no quadro.
3 tarefa: Sabendo que o óxido de zinco é anfótero, escreva as equações para as reações de sua interação com ácido clorídrico e hidróxido de sódio.

Professora: Os óxidos anfotéricos não reagem com a água. No entanto, a própria água é um exemplo clássico de óxido anfótero, porque reage com óxidos ácidos e básicos.

V. Compreensão primária do conhecimento.

Professora: Como você pode saber se um composto é anfotérico?
Óxidos e hidróxidos da maioria dos elementos de transição e muitos elementos de subgrupos secundários são de natureza anfotérica.
Para a conveniência de determinar a natureza dos compostos, algumas variantes da tabela de D.I. Mendeleev são equipadas com ícones coloridos semelhantes aos que usamos hoje. Eu assinarei o distintivo azul, e você mesmo assinará os outros dois.

Lembre-se que óxidos e hidróxidos de metais ativos são sempre básicos,
Compostos de não-metais são geralmente de natureza ácida.

VI. Consolidação do conhecimento.

Professora: Sua 4ª tarefa é a mais difícil, mas se você se lembrar das propriedades químicas de bases e ácidos, poderá lidar com isso.
4ª tarefa: Escreva as equações de reação para a interação do hidróxido de zinco anfotérico com ácido e álcali. Antes de começar seu trabalho independente nesta tarefa, vou ajudá-lo um pouco.
Vamos escrever a fórmula para o hidróxido de zinco Zn(OH)2 juntos. Nesta forma, estamos acostumados a escrever bases, mas a mesma substância também pode ser representada como um ácido, basta abrir os colchetes e passar o hidrogênio para o primeiro lugar: H2ZnO2. Tal ácido existe, é chamado de zinco, e seus sais são zincatos.

VII. Controle e auto-exame do conhecimento.

Ao analisar a 4ª tarefa, vale a pena prestar atenção em:
-propriedades químicas de ácidos e bases;
- sais de nomenclatura;
- a dualidade das propriedades dos compostos anfotéricos.
Os alunos que concluíram a tarefa rapidamente podem ser solicitados a concluir a tarefa do livro após o parágrafo.

VIII. Generalização e sistematização do conhecimento.

Professora: Para ajudar a lembrar as regras para escrever produtos de reação, existem muitos esquemas diferentes. Vou dar um exemplo para óxidos, e você pode tentar fazer esquemas semelhantes para ácidos, bases e hidróxidos anfotéricos.

IX. Informações sobre a lição de casa, resumindo a lição.

Como lição de casa, propõe-se a preparação para o trabalho prático

DEFINIÇÃO

Compostos anfotéricos- compostos que, dependendo das condições de reação, podem apresentar tanto as propriedades de ácidos como de bases, ou seja, pode tanto doar quanto aceitar um próton (H+).

Compostos inorgânicos anfotéricos incluem óxidos e hidróxidos dos seguintes metais - Al, Zn, Be, Cr (no estado de oxidação +3) e Ti (no estado de oxidação +4). Os compostos orgânicos anfotéricos são aminoácidos - NH 2 -CH(R) -COOH.

Preparação de compostos anfotéricos

Os óxidos anfotéricos são obtidos pela reação de combustão do metal correspondente em oxigênio, por exemplo:

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

Hidróxidos anfotéricos são obtidos por uma reação de troca entre um álcali e um sal contendo um metal "anfótero":

ZnSO 4 + NaOH \u003d Zn (OH) 2 + Na 2 SO 4

Se o álcali estiver presente em excesso, existe a possibilidade de obter um composto complexo:

ZnSO 4 + 4NaOH g = Na 2 + Na 2 SO 4

Compostos anfotéricos orgânicos - os aminoácidos são obtidos pela substituição de um halogênio por um grupo amino em ácidos carboxílicos substituídos por halogênio. Em geral, a equação da reação ficará assim:

R-CH (Cl) -COOH + NH 3 \u003d R-CH (NH 3 + Cl -) \u003d NH 2 -CH (R) -COOH

Compostos químicos anfotéricos

A principal propriedade química dos compostos anfotéricos é sua capacidade de reagir com ácidos e álcalis:

Al 2 O 3 + 6HCl \u003d 2AlCl 3 + 3H 2 O

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

Zn (OH) 2 + NaOH \u003d Na 2

NH 2 -CH 2 -COOH + HCl \u003d Cl

Propriedades específicas de compostos orgânicos anfotéricos

Quando os aminoácidos são dissolvidos em água, o grupo amino e o grupo carboxila interagem entre si para formar compostos chamados sais internos:

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

A molécula de sal interna é chamada de íon bipolar.

Duas moléculas de aminoácidos podem interagir entre si. Neste caso, a molécula de água é cindida e é formado um produto no qual os fragmentos da molécula são interligados por uma ligação peptídica (-CO-NH-). Por exemplo:

Além disso, os aminoácidos são caracterizados por todas as propriedades químicas dos ácidos carboxílicos (de acordo com o grupo carboxil) e aminas (de acordo com o grupo amino).

Exemplos de resolução de problemas

EXEMPLO 1

Exercício	Faça uma série de transformações: a) Al → Al(OH) 3 → AlCl 3 → Na; b) Al → Al 2 O 3 → Na → Al(OH) 3 → Al 2 O 3 → Al
Solução	a) 2Al + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2 Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O AlCl 3 + 4NaOH g = Na + 3NaCl b) 2Al + 3/2O 2 = Al 2 O 3 Al 2 O 3 + NaOH + 3H 2 O \u003d 2Na 2Na + H 2 SO 4 \u003d 2Al (OH) 3 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O 2Al(OH) 3 \u003d Al 2 O 3 + 3H 2 O 2Al 2 O 3 \u003d 4Al + 3O 2

EXEMPLO 2

Exercício	Calcule a massa de sal que pode ser obtida pela reação de 150 g de uma solução a 5% de ácido aminoacético com a quantidade necessária de hidróxido de sódio. Quantos gramas de uma solução alcalina a 12% serão necessários para isso?
Solução	Vamos escrever a equação da reação: NH 2 -CH 2 -COOH + NaOH \u003d NH 2 -CH 2 -COONa + H 2 O Calcule a massa do ácido que reagiu: m (NH 2 -CH 2 -COOH) \u003d ώ para - você × m p - ra m (NH 2 -CH 2 -COOH) \u003d 0,05 × 150 \u003d 7,5 g

Dedicaremos esta lição ao estudo dos óxidos e hidróxidos anfotéricos. Nele, falaremos sobre substâncias que possuem propriedades anfotéricas (duais) e as características das reações químicas que ocorrem com elas. Mas primeiro, vamos repetir com que óxidos ácidos e básicos reagem. Depois, consideramos exemplos de óxidos e hidróxidos anfotéricos.

Assunto: Introdução

Lição: Óxidos e hidróxidos anfotéricos

Arroz. 1. Substâncias que exibem propriedades anfotéricas

Óxidos básicos reagem com óxidos ácidos e óxidos ácidos com bases. Mas existem substâncias cujos óxidos e hidróxidos, dependendo das condições, reagem com ácidos e bases. Tais propriedades são chamadas anfotérico.

As substâncias com propriedades anfotéricas são mostradas na Fig. 1. São compostos formados por berílio, zinco, cromo, arsênio, alumínio, germânio, chumbo, manganês, ferro, estanho.

Exemplos de seus óxidos anfotéricos são mostrados na Tabela 1.

Considere as propriedades anfotéricas dos óxidos de zinco e alumínio. No exemplo de sua interação com óxidos básicos e ácidos, com ácidos e álcalis.

ZnO + Na2O → Na2ZnO2 (zincanato de sódio). O óxido de zinco se comporta como um ácido.

ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O

3ZnO + P 2 O 5 → Zn 3 (PO 4) 2 (fosfato de zinco)

ZnO + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 O

O óxido de alumínio se comporta de forma semelhante ao óxido de zinco:

Interação com óxidos básicos e bases:

Al 2 O 3 + Na 2 O → 2NaAlO 2 (metaaluminato de sódio). O óxido de alumínio se comporta como um ácido.

Al 2 O 3 + 2NaOH → 2NaAlO 2 + H 2 O

Interação com óxidos ácidos e ácidos. Mostra as propriedades do óxido básico.

Al 2 O 3 + P 2 O 5 → 2AlPO 4 (fosfato de alumínio)

Al 2 O 3 + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 O

As reações consideradas ocorrem durante o aquecimento, durante a fusão. Se tomarmos soluções de substâncias, as reações serão um pouco diferentes.

ZnO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 (tetrahidroxozincato de sódio) Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na (tetrahidroxoaluminato de sódio)

Como resultado dessas reações, são obtidos sais complexos.

Arroz. 2. Minerais à base de óxido de alumínio

Óxido de alumínio.

O óxido de alumínio é uma substância extremamente comum na Terra. Forma a base de argila, bauxita, corindo e outros minerais. Figura 2.

Como resultado da interação dessas substâncias com o ácido sulfúrico, obtém-se sulfato de zinco ou sulfato de alumínio.

ZnO + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + H 2 O

Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

As reações dos hidróxidos de zinco e alumínio com o óxido de sódio ocorrem durante a fusão, pois esses hidróxidos são sólidos e não entram em soluções.

Zn (OH) 2 + Na 2 O → Na 2 ZnO 2 + H 2 O sal é chamado de zincato de sódio.

O sal 2Al(OH) 3 + Na 2 O → 2NaAlO 2 + 3H 2 O é chamado metaaluminato de sódio.

Arroz. 3. Hidróxido de alumínio

As reações de bases anfotéricas com álcalis caracterizam suas propriedades ácidas. Essas reações podem ser realizadas tanto na fusão de sólidos quanto em soluções. Mas, neste caso, serão obtidas substâncias diferentes, ou seja, os produtos de reação dependem das condições de reação: no fundido ou em solução.

Zn(OH)2 + 2NaOH sólido. Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O

Al(OH)3 + NaOH tv. NaAlO2 + 2H2O

Solução de Zn (OH) 2 + 2NaOH → Na 2 Al (OH) 3 + solução de NaOH → Na solução de tetra-hidroxoaluminato de sódio Al (OH) 3 + solução de 3NaOH → Na 3 hexa-hidroxoaluminato de sódio.

Acontece que tetrahidroxoaluminato de sódio ou hexahidroxoaluminato de sódio depende da quantidade de álcali que tomamos. Na última reação alcalina, toma-se muito e forma-se hexahidroxoaluminato de sódio.

Elementos que formam compostos anfotéricos podem exibir propriedades anfotéricas.

Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2 (tetrahidroxozincato de sódio)

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2 ((tetrahidroxoaluminato de sódio)

Zn + H 2 SO 4 (decomposto) → ZnSO 4 + H 2

2Al + 3H 2 SO 4 (diferença) → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2

Lembre-se de que os hidróxidos anfotéricos são bases insolúveis. E quando aquecidos, eles se decompõem, formando óxido e água.

Decomposição de bases anfotéricas por aquecimento.

2Al(OH) 3 Al 2 O 3 + 3H 2 O

Zn(OH) 2 ZnO + H 2 O

Resumindo a lição.

Você aprendeu as propriedades dos óxidos e hidróxidos anfotéricos. Estas substâncias têm propriedades anfotéricas (duplas). As reações químicas que ocorrem com eles têm características. Você viu exemplos de óxidos e hidróxidos anfotéricos .

1. Rudzitis G.E. Química inorgânica e orgânica. Grade 8: livro didático para instituições de ensino: nível básico / G. E. Rudzitis, F.G. Feldman.M.: Iluminismo. 2011 176 pp.: il.

2. Popel P.P. Química: 8ª classe: um livro didático para instituições de ensino geral / P.P. Popel, L.S. Krivlya. -K.: IC "Academia", 2008.-240 p.: il.

3. Gabrielyan O.S. Química. 9º ano Livro didático. Editora: Drofa.: 2001. 224s.

1. No. 6,10 (p. 130) Rudzitis G.E. Química inorgânica e orgânica. 9ª série: livro didático para instituições de ensino: nível básico / G. E. Rudzitis, F.G. Feldman.M.: Iluminismo. 2008 170s.: il.

2. Escreva a fórmula do hexahidroxoaluminato de sódio. Como essa substância é obtida?

3. Adicionou-se gradualmente uma solução de hidróxido de sódio a uma solução de sulfato de alumínio em excesso. O que você observou? Escreva equações de reação.