Următorii oxizi ai elementelor sunt amfoteri major subgrupe: BeO, A1 2 O 3, Ga 2 O 3, GeO 2, SnO, SnO 2, PbO, Sb 2 O 3, PoO 2. Hidroxizii amfoteri sunt următorii hidroxizi ai elementelor major subgrupe: 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.

Natura de bază a oxizilor și hidroxizilor elementelor unui subgrup crește odată cu creșterea numărului atomic al elementului (când se compară oxizi și hidroxizi ai elementelor în aceeași stare de oxidare). De exemplu, N 2 O 3, P 2 O 3, As 2 O 3 sunt oxizi acizi, Sb 2 O 3 este un oxid amfoter, Bi 2 O 3 este un oxid bazic.

Să luăm în considerare proprietățile amfotere ale hidroxizilor folosind exemplul compușilor de beriliu și aluminiu.

Hidroxidul de aluminiu prezintă proprietăți amfotere, reacționează atât cu bazele, cât și cu acizii și formează două serii de săruri:

1) în care elementul A1 este sub formă de cation;

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

În această reacție, A1(OH) 3 funcționează ca bază, formând o sare în care aluminiul este cationul A1 3+;

2) în care elementul A1 face parte din anion (aluminați).

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

În această reacție, A1(OH) 3 acționează ca un acid, formând o sare în care aluminiul face parte din anionul AlO 2 -.

Formulele aluminaților dizolvați sunt scrise în mod simplificat, cu referire la produsul format în timpul deshidratării sării.

În literatura chimică, se pot găsi diferite formule ale compușilor formați prin dizolvarea hidroxidului de aluminiu în alcali: NaA1O 2 (metaaluminat de sodiu), Na tetrahidroxoaluminat de sodiu. Aceste formule nu se contrazic între ele, deoarece diferența lor este asociată cu diferite grade de hidratare a acestor compuși: NaA1O 2 2H 2 O este o înregistrare diferită a Na. Când A1 (OH) 3 este dizolvat într-un exces de alcali, se formează tetrahidroxoaluminat de sodiu:

A1 (OH) 3 + NaOH \u003d Na.

În timpul sinterizării reactivilor, se formează metaaluminatul de sodiu:

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

Astfel, putem spune că în soluțiile apoase există simultan ioni ca [A1 (OH) 4] - sau [A1 (OH) 4 (H 2 O) 2] - (pentru cazul în care ecuația reacției este întocmită luând luând în considerare învelișurile de hidrat), iar notația A1O 2 este simplificată.

Datorită capacității de a reacționa cu alcalii, hidroxidul de aluminiu, de regulă, nu se obține prin acțiunea alcaline asupra soluțiilor de săruri de aluminiu, ci se folosește o soluție de amoniac:

A1 2 (SO 4) 3 + 6 NH 3 H 2 O \u003d 2A1 (OH) 3 + 3(NH4)2S04.

Dintre hidroxizii elementelor din a doua perioadă, hidroxidul de beriliu prezintă proprietăți amfotere (beriliul însuși prezintă o similitudine diagonală cu aluminiul).

Cu acizi:

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

Cu baze:

Fii (OH) 2 + 2NaOH \u003d Na 2 (tetrahidroxoberilat de sodiu).

Într-o formă simplificată (dacă reprezentăm Be (OH) 2 ca un acid H 2 BeO 2)

Fii (OH) 2 + 2NaOH (concentrat fierbinte) \u003d Na 2 BeO 2 + 2H 2 O.

berilat Na

Hidroxizii elementelor subgrupurilor secundare, corespunzând celor mai înalte stări de oxidare, au cel mai adesea proprietăți acide: de exemplu, Mn 2 O 7 - HMnO 4; Cr03-H2Cr04. Pentru oxizi si hidroxizi inferiori este caracteristica predominarea principalelor proprietati: CrO - Cr (OH) 2; MnO - Mn (OH)2; FeO - Fe (OH) 2. Compușii intermediari corespunzători stărilor de oxidare +3 și +4 prezintă adesea proprietăți amfotere: Cr 2 O 3 - Cr (OH) 3; Fe 2 O 3 - Fe (OH) 3. Ilustram acest model pe exemplul compușilor de crom (Tabelul 9).

Tabelul 9 - Dependența naturii oxizilor și hidroxizilor corespunzători acestora de gradul de oxidare al elementului

Interacțiunea cu acizii duce la formarea unei sări în care elementul crom este sub formă de cation:

2Cr(OH)3 + 3H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 6H2O.

sulfat de Cr(III).

Reacția cu bazele duce la formarea sării, în care elementul crom face parte din anion:

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

hexahidroxocromat(III) Na

Oxidul și hidroxidul de zinc ZnO, Zn(OH)2 sunt de obicei compuși amfoteri, Zn(OH)2 se dizolvă ușor în soluții acide și alcaline.

Interacțiunea cu acizii duce la formarea unei sări în care elementul zinc este sub formă de cation:

Zn(OH)2 + 2HC1 = ZnCI2 + 2H2O.

Interacțiunea cu bazele duce la formarea unei sări în care elementul zinc se află în anion. Când interacționează cu alcalii in solutii se formează tetrahidroxozincați, când este topită- zincați:

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

Sau la fuziune:

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

Hidroxidul de zinc se obține în mod similar cu hidroxidul de aluminiu.

Baze, hidroxizi amfoteri

Bazele sunt substanțe complexe formate din atomi de metal și una sau mai multe grupări hidroxo (-OH). Formula generală este Me + y (OH) y, unde y este numărul de grupări hidroxo egal cu starea de oxidare a metalului Me. Tabelul arată clasificarea bazelor.

Proprietățile hidroxizilor alcalini ai metalelor alcaline și alcalino-pământoase

1. Soluțiile apoase de alcalii sunt săpunoase la atingere, schimbă culoarea indicatorilor: turnesol - albastru, fenolftaleină - zmeură.

2. Soluțiile apoase disociază:

3. Interacționează cu acizii, intrând într-o reacție de schimb:

Bazele poliacide pot da săruri intermediare și bazice:

4. Interacționează cu oxizii acizi, formând medii și săruri acide, în funcție de bazicitatea acidului corespunzător acestui oxid:

5. Interacționează cu oxizii și hidroxizii amfoteri:

a) fuziune:

b) în soluții:

6. Reacționează cu sărurile solubile în apă dacă se formează un precipitat sau un gaz:

Bazele insolubile (Cr (OH) 2, Mn (OH) 2 etc.) interacționează cu acizii și se descompun atunci când sunt încălzite:

Hidroxizi amfoteri

Compușii sunt numiți amfoteri, care, în funcție de condiții, pot fi atât donatori de cationi de hidrogen și prezintă proprietăți acide, cât și acceptorii lor, adică prezintă proprietăți de bază.

Proprietățile chimice ale compușilor amfoteri

1. Interacționând cu acizii puternici, ei dezvăluie principalele proprietăți:

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

2. Interacționând cu alcalii - baze puternice, ele prezintă proprietăți acide:

Zn (OH) 2 + 2NaOH \u003d Na 2 ( sare complexă)

Al (OH) 3 + NaOH \u003d Na ( sare complexă)

Compușii sunt numiți complecși în care cel puțin o legătură covalentă a fost formată prin mecanismul donor-acceptor.

Metoda generală de obținere a bazelor se bazează pe reacții de schimb, prin care se pot obține atât baze insolubile, cât și solubile.

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

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

Când se obțin baze solubile prin această metodă, precipită o sare insolubilă.

La obținerea bazelor insolubile în apă cu proprietăți amfotere, trebuie evitat un exces de alcali, deoarece poate apărea dizolvarea bazei amfotere, de exemplu:

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

În astfel de cazuri, hidroxidul de amoniu este utilizat pentru a obține hidroxizi, în care hidroxizii amfoteri nu se dizolvă:

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

Hidroxizii de argint și mercur se descompun atât de ușor încât atunci când încerci să-i obții printr-o reacție de schimb, în ​​loc de hidroxizi, oxizii precipită:

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

În industrie, alcaliile sunt obținute de obicei prin electroliza soluțiilor apoase de cloruri.

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

Alcaliile pot fi obținute și prin reacția metalelor alcaline și alcalino-pământoase sau a oxizilor acestora cu apă.

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

SrO + H2O \u003d Sr (OH) 2

acizi

Acizii sunt numiți substanțe complexe, ale căror molecule constau din atomi de hidrogen care pot fi înlocuiți cu atomi de metal și reziduuri acide. În condiții normale, acizii pot fi solizi (H 3 PO 4 fosforic; siliciu H 2 SiO 3) și lichizi (acidul sulfuric H 2 SO 4 va fi un lichid pur).

Gaze precum clorura de hidrogen HCl, bromura de hidrogen HBr, hidrogenul sulfurat H2S formează acizii corespunzători în soluții apoase. Numărul de ioni de hidrogen formați de fiecare moleculă de acid în timpul disocierii determină sarcina reziduului acid (anion) și bazicitatea acidului.

Conform teoria protolitică a acizilor și bazelor, propus simultan de chimistul danez Bronsted și chimistul englez Lowry, un acid este o substanță despicandu-se cu aceasta reactie protoni, A bază- o substanta capabila de primesc protoni.

acid → bază + H +

Pe baza acestor idei, este clar proprietățile de bază ale amoniacului, care, datorită prezenței unei perechi de electroni singuri la atomul de azot, acceptă efectiv un proton atunci când interacționează cu acizii, formând un ion de amoniu printr-o legătură donor-acceptor.

HNO 3 + NH 3 ⇆ NH 4 + + NO 3 -

acid bază acid bază

O definiție mai generală a acizilor și bazelor propus de chimistul american G. Lewis. El a sugerat că interacțiunile acido-bazice sunt destul de bune nu apar neapărat cu transferul de protone.În determinarea acizilor și bazelor după Lewis, rolul principal în reacțiile chimice este acordat lui abur electronic.

Se numesc cationi, anioni sau molecule neutre care pot accepta una sau mai multe perechi de electroni acizi Lewis.

De exemplu, fluorura de aluminiu AlF 3 este un acid, deoarece este capabilă să accepte o pereche de electroni atunci când interacționează cu amoniacul.

AlF 3 + :NH 3 ⇆ :

Cationii, anionii sau moleculele neutre capabile să doneze perechi de electroni se numesc baze Lewis (amoniacul este o bază).

Definiția Lewis acoperă toate procesele acido-bazice care au fost luate în considerare de teoriile propuse anterior. Tabelul compară definițiile acizilor și bazelor utilizate în prezent.

Nomenclatura acizilor

Deoarece există diferite definiții ale acizilor, clasificarea și nomenclatura lor sunt destul de arbitrare.

În funcție de numărul de atomi de hidrogen capabili să se desprindă într-o soluție apoasă, acizii sunt împărțiți în monobazic(de exemplu, HF, HNO 2), dibazic(H2C03, H2S04) şi tribazic(H 3 RO 4).

După compoziția acidului se împarte în anoxic(HCI, H2S) şi conţinând oxigen(HCI04, HNO3).

Obișnuit denumiri de acizi oxigenați derivat din numele unui nemetal cu adăugarea terminațiilor -kai, -cale, dacă starea de oxidare a nemetalului este egală cu numărul grupului. Pe măsură ce starea de oxidare scade, sufixele se schimbă (în ordinea descrescătoare a stării de oxidare a metalului): - oval, ististaya, - ovat:

Dacă luăm în considerare polaritatea legăturii hidrogen-nemetal într-o perioadă, putem lega cu ușurință polaritatea acestei legături de poziția elementului în sistemul periodic. Din atomii de metal care pierd cu ușurință electroni de valență, atomii de hidrogen acceptă acești electroni, formând o înveliș stabilă de doi electroni, ca învelișul unui atom de heliu, și dau hidruri metalice ionice.

În compușii cu hidrogen ai elementelor grupelor III-IV ale sistemului periodic, borul, aluminiul, carbonul, siliciul formează legături covalente, slab polare cu atomii de hidrogen care nu sunt predispuși la disociere. Pentru elementele grupelor V-VII ale sistemului periodic, într-o perioadă, polaritatea legăturii nemetal-hidrogen crește odată cu sarcina atomului, dar distribuția sarcinilor în dipolul rezultat este diferită față de compușii cu hidrogen de elemente care tind să doneze electroni. Atomii nemetalelor, în care sunt necesari mai mulți electroni pentru a completa învelișul de electroni, trag spre ei înșiși (polariză) o pereche de electroni de legătură, cu atât mai puternici, cu atât sarcina nucleului este mai mare. Prin urmare, în seria CH 4 - NH 3 - H 2 O - HF sau SiH 4 - PH 3 - H 2 S - Hcl, legăturile cu atomii de hidrogen, rămânând covalente, devin mai polare, iar atomul de hidrogen din dipolul legătura element-hidrogen devine mai electropozitivă. Dacă moleculele polare se află într-un solvent polar, poate avea loc procesul de disociere electrolitică.

Să discutăm despre comportamentul acizilor care conțin oxigen în soluții apoase. Acești acizi au o legătură H-O-E și, în mod natural, legătura O-E afectează polaritatea legăturii H-O. Prin urmare, acești acizi se disociază, de regulă, mai ușor decât apa.

H 2 SO 3 + H 2 O ⇆ H s O + + HSO 3

HNO 3 + H 2 O ⇆ H s O + + NO 3

Să ne uităm la câteva exemple proprietățile acizilor oxigenați, format din elemente care sunt capabile să prezinte diferite stări de oxidare. Se știe că acid hipocloros HClO foarte slab acid clorhidric HClO 2 de asemenea slab dar mai puternic decât acidul hipocloros, HclO 3 puternic. Acidul percloric HClO4 este unul dintre cel mai puternic acizi anorganici.

Disocierea după tipul acid (cu eliminarea ionului H) necesită ruperea legăturii O-H. Cum se poate explica scăderea rezistenței acestei legături în seria HClO - HClO 2 - HClO 3 - HClO 4? În această serie, numărul de atomi de oxigen asociați cu atomul central de clor crește. De fiecare dată când se formează o nouă legătură de oxigen cu clorul, o densitate electronică este îndepărtată de atomul de clor și, prin urmare, de legătura unică O-Cl. Ca rezultat, densitatea electronică părăsește parțial legătura О-Н, care este slăbită din această cauză.

Un astfel de model - sporirea proprietăților acide cu creșterea gradului de oxidare a atomului central - caracteristic nu numai pentru clor, ci și pentru alte elemente. De exemplu, acidul azotic HNO3, în care starea de oxidare a azotului este +5, este mai puternic decât acidul azot HNO2 (starea de oxidare a azotului este +3); acidul sulfuric H 2 SO 4 (S +6) este mai puternic decât acidul sulfuros H 2 SO 3 (S +4).

Obținerea acizilor

1. Se pot obține acizi anoxici în combinarea directă a nemetalelor cu hidrogenul.

H2 + Cl2 → 2HCI,

H2 + S ⇆ H2S

2. Se pot obține unii acizi oxigenați interacțiunea oxizilor acizi cu apa.

3. Se pot obține atât acizi anoxici, cât și acizi oxigenați conform reacţiilor de schimbîntre săruri şi alţi acizi.

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

NaCI (T) + H2S04 (conc) = HCI + NaHS04

AgNO3 + HCl = AgCl↓ + HNO3

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

4. Unii acizi pot fi obținuți folosind reacții 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

Gust acru, acțiune asupra indicatorilor, conductivitate electrică, interacțiune cu metale, oxizi bazici și amfoteri, baze și săruri, formare de esteri cu alcooli - aceste proprietăți sunt comune acizilor anorganici și organici.

poate fi împărțit în două tipuri de reacții:

1) general pentru acizi reacțiile sunt asociate cu formarea ionului de hidroniu H 3 O + în soluții apoase;

2) specific reacții (adică caracteristice). acizi specifici.

Ionul de hidrogen poate intra în redox reacții, reducând la hidrogen, precum și într-o reacție compusă cu particule încărcate negativ sau neutre care au perechi singure de electroni, adică în reacții acido-bazice.

Proprietățile generale ale acizilor includ reacțiile acizilor cu metalele din seria de tensiuni până la hidrogen, de exemplu:

Zn + 2Н + = Zn 2+ + Н 2

Reacțiile acido-bazice includ reacții cu oxizi și baze bazice, precum și cu săruri medii, bazice și uneori acide.

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

Rețineți că acizii polibazici se disociază treptat, iar la fiecare pas următor, disocierea este mai dificilă, prin urmare, cu un exces de acid, cel mai adesea se formează săruri acide, mai degrabă decât cele medii.

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

Na2S + H3PO4 = Na2HP04 + H2S

NaOH + H3PO4 = NaH2PO4 + H2O

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

La prima vedere, formarea sărurilor acide poate părea surprinzătoare. monobazic acid fluorhidric (fluorhidric). Cu toate acestea, acest fapt poate fi explicat. Spre deosebire de toți ceilalți acizi halogenați, acidul fluorhidric este parțial polimerizat în soluții (datorită formării legăturilor de hidrogen) și în el pot fi prezente diferite particule (HF) X, și anume H 2 F 2, H 3 F 3 etc.

Un caz special de echilibru acido-bazic - reactii ale acizilor si bazelor cu indicatori care isi schimba culoarea in functie de aciditatea solutiei. Indicatorii sunt utilizați în analiza calitativă pentru a detecta acizi și baze in solutii.

Cei mai des utilizați indicatori sunt turnesol(în neutru mediu inconjurator Violet,în acru - roșu,în alcalin - albastru), metil portocaliu(în acru mediu inconjurator roșu,în neutru - portocale,în alcalin - galben), fenolftaleină(în foarte alcalin mediu inconjurator roșu purpuriu,în neutru si acid - incolor).

Proprietăți specifice diferiți acizi pot fi de două tipuri: în primul rând, reacțiile care duc la formare săruri insolubile,și, în al doilea rând, transformări redox. Dacă reacțiile asociate cu prezența unui ion H + în ele sunt comune tuturor acizilor (reacții calitative pentru detectarea acizilor), reacțiile specifice sunt utilizate ca reacții calitative pentru acizii individuali:

Ag + + Cl - = AgCl (precipitat alb)

Ba 2+ + SO 4 2- \u003d BaSO 4 (precipitat alb)

3Ag + + PO 4 3 - = Ag 3 PO 4 (precipitat galben)

Unele reacții specifice ale acizilor se datorează proprietăților lor redox.

Acizii anoxici în soluție apoasă se pot oxida doar.

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

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

Acizii care conțin oxigen pot fi oxidați numai dacă atomul central din ei se află într-o stare de oxidare inferioară sau intermediară, ca, de exemplu, în acidul sulfuros:

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

Mulți acizi care conțin oxigen, în care atomul central are starea maximă de oxidare (S +6, N +5, Cr +6), prezintă proprietățile agenților oxidanți puternici. H2SO4 concentrat este un agent oxidant puternic.

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

Trebuie amintit că:

• Soluțiile acide reacționează cu metalele care se află în seria electrochimică de tensiuni la stânga hidrogenului, supuse unui număr de condiții, dintre care cea mai importantă este formarea unei săruri solubile ca urmare a reacției. Interacțiunea HNO 3 și H 2 SO 4 (conc.) cu metalele se desfășoară diferit.

Acidul sulfuric concentrat la rece pasivează aluminiul, fierul, cromul.

• În apă, acizii se disociază în cationi de hidrogen și anioni ai reziduurilor acide, de exemplu:

• Acizii anorganici și organici interacționează cu oxizii bazici și amfoteri, cu condiția să se formeze o sare solubilă:

• Atât aceștia, cât și alți acizi reacționează cu bazele. Acizii polibazici pot forma atât săruri medii, cât și acide (acestea sunt reacții de neutralizare):

• Reacția dintre acizi și săruri are loc numai dacă se formează un precipitat sau un gaz:

Interacţiunea H 3 PO 4 cu calcarul se va opri din cauza formării ultimului precipitat insolubil de Ca 3 (PO 4) 2 la suprafaţă.

Caracteristicile proprietăților acizilor HNO 3 nitric și H 2 SO 4 (conc.) sulfuric concentrat se datorează faptului că atunci când interacționează cu substanțe simple (metale și nemetale), nu cationii H +, ci nitrat și sulfat ionii vor acţiona ca agenţi de oxidare. Este logic să ne așteptăm ca în urma unor astfel de reacții să nu se formeze hidrogen H 2, ci să se obțină alte substanțe: în mod necesar sare și apă, precum și unul dintre produsele reducerii ionilor de azotat sau sulfat, în funcție de concentrația acizilor, poziția metalului într-o serie de tensiuni și condiții de reacție (temperatura, finețea metalului etc.).

Aceste caracteristici ale comportării chimice a HNO 3 și H 2 SO 4 (conc.) ilustrează clar teza teoriei structurii chimice despre influența reciprocă a atomilor în moleculele substanțelor.

Conceptele de volatilitate și stabilitate (stabilitate) sunt adesea confundate. Acizii volatili se numesc acizi, ale căror molecule trec cu ușurință în stare gazoasă, adică se evaporă. De exemplu, acidul clorhidric este un acid volatil, dar persistent, stabil. Volatilitatea acizilor instabili nu poate fi judecată. De exemplu, acidul silicic nevolatil, insolubil se descompune în apă și Si02. Soluțiile apoase de acizi clorhidric, nitric, sulfuric, fosforic și o serie de alți acizi sunt incolore. O soluție apoasă de acid cromic H2CrO4 este galbenă, acidul permanganic HMnO4 este zmeură.

Material de referință pentru promovarea testului:

tabelul periodic

Tabelul de solubilitate

Clasă: 8

Obiectivele lecției:
-formarea conceptului de „amfoter”, aplicarea cunoștințelor despre proprietățile acido-bazice ale compușilor.

Obiectivele lecției:
- sa asigure asimilarea proprietatilor compusilor amfoteri;
- rezumă informații despre proprietățile caracteristice ale oxizilor, acizilor și bazelor, se pregătesc pentru lucrări practice;
- consolidarea deprinderii de a întocmi ecuații de reacție;
- sa dezvolte capacitatea de analiza a informatiilor, de evidentiere a relatiilor cauza-efect;
- îmbunătățirea capacității de a găsi caracteristici comune și diferențe în compoziția și proprietățile substanțelor;
- menține încrederea în sine;
- sa cultive abilitati de lucru in echipa si o atitudine atenta la parerea altei persoane.

Tip de lecție:
O lecție combinată de învățare a cunoștințelor noi și aplicarea cunoștințelor, abilităților și abilităților.

Pașii lecției:

eu.Organizarea începutului lecției.

Profesor: Băieți, astăzi trebuie să ne pregătim pentru lucrări practice privind proprietățile caracteristice ale substanțelor studiate (oxizi, acizi și baze). În plus, ne vom familiariza cu substanțe care au atât proprietăți acide, cât și bazice, arătându-le în funcție de ce reacționează. Aveți o muncă serioasă individuală și de grup, iar noi folosim ca asistenți sistem de simboluri de culoareși sistem reflectând proprietățile chimice ale substanțelor.
Sistemul de simboluri de culoare se bazează pe capacitatea unei persoane de a memora concepte și termeni, asociindu-le cu culoarea (de exemplu, numele stațiilor de metrou este adesea asociat cu culoarea unei ramuri pe o diagramă).

II. Verificarea asimilării materialului anterior.

Profesor: Pentru executare prima sarcină pe mesele tale sunt cărți de culori roșu și albastru, pe fiecare carte este formula unei substanțe complexe. Substanțele sunt diferite, dar aparțin aceleiași clase, care?
Elevi află că aceștia sunt oxizi (formulele pentru oxizi acizi trebuie scrise pe cartonașe roșii, iar formulele pentru oxizi bazici pe albastru).
Profesor: Vom lucra în perechi, trebuie să scrieți ecuațiile de reacție pentru interacțiunea substanțelor înregistrate pe carduri cu apa. Fiecare mini-grup ar trebui să facă 2 ecuații. Doi elevi vor lucra individual pe tablă, sarcina lor este să scrie reacția interacțiunii oxidului cu apa și să întocmească o diagramă a regulii pentru o astfel de interacțiune din cuvinte separate. (Elevul care scrie ecuația cu oxid acid este invitat să lucreze cu un marker roșu sau cu cretă, iar cel cu oxidul de bază este albastru).

Pe măsură ce sarcina progresează, discutați:
-compozitia oxizilor bazici;
-compozitia oxizilor acizi;
- rezultatul interacțiunii oxizilor cu apa;
- ce oxizi acizi si bazici nu interactioneaza cu apa;
-compozitie si reguli de formulare a bazelor si acizilor.

Ar trebui să existe o notă pe tablă:

După finalizarea sarcinii, trebuie să discutați:
-ce oxizi am marcat cu rosu si care cu albastru;
- cum în cadrul lucrărilor practice elevii vor putea demonstra că substanța rezultată este un acid sau o bază;
Ce sunt indicatorii și cum își schimbă culoarea?

III. Pregătirea elevilor pentru asimilarea conștientă a noilor cunoștințe.

Profesor: Am discutat cu dumneavoastră cum puteți demonstra experimental prezența acidului sau alcalin rezultat, dar astăzi munca noastră este teoretică și trebuie să facem a 2-a sarcină. Acum, pe răspândirea tablei, sunt scrise scheme de reguli ( in aceleasi culori decizii), și încercați să găsiți exemple de ecuații de reacție. Lucrăm în grupuri, apoi 2 persoane fac sarcina la tablă.

Această schemă ne amintește încă o dată de regula:
Cele mai tipice pentru compuși sunt reacțiile de interacțiune cu substanțe cu proprietăți opuse.

Profesor: Nu este o coincidență că partea centrală a tablei este goală deocamdată. Era loc pentru compuși speciali, numele lor provine din cuvântul grecesc amphoteros, adică „amândoi”. Cuvântul amfibian este aceeași rădăcină pentru el, să ne amintim ce înseamnă?

IV. Învățarea de materiale noi.

Amfoter - capacitatea compușilor de a prezenta proprietăți fie acide, fie bazice, în funcție de ceea ce reacționează.
Există destul de mulți compuși amfoteri. Dintre oxizi, oxidul de zinc, oxidul de aluminiu, oxizii de cupru, oxizii de staniu, oxizii de plumb, oxidul de fier (III) etc. au proprietăți duble. ( Pe tablă puteți scrie formulele oxizilor amfoteri)
Să înlocuim semnele din schemele noastre „oxid de bază”și "oxid de acid" pe farfurie „oxid amfoter” și obțineți reguli noi. Pentru a finaliza sarcina a 3-a, folosim schemele scrise pe tablă.
3 sarcină:Știind că oxidul de zinc este amfoter, scrieți ecuațiile pentru reacțiile interacțiunii sale cu acidul clorhidric și hidroxidul de sodiu.

Profesor: Oxizii amfoteri nu reacţionează cu apa. Cu toate acestea, apa în sine este un exemplu clasic de oxid amfoter, așa cum reacţionează atât cu oxizi acizi cât şi cu oxizi bazici.

V. Înțelegerea primară a cunoștințelor.

Profesor: Cum vă puteți da seama dacă un compus este amfoter?
Oxizii și hidroxizii majorității elementelor de tranziție și multe elemente ale subgrupurilor secundare sunt de natură amfoterică.
Pentru comoditatea determinării naturii compușilor, unele variante ale tabelului lui D.I. Mendeleev sunt echipate cu icoane colorate similare cu cele pe care le-am folosit astăzi. Eu voi semna insigna albastră, iar tu însuți le vei semna pe celelalte două.

Amintiți-vă că oxizii și hidroxizii metalelor active sunt întotdeauna bazici,
Compușii nemetalici sunt de obicei de natură acidă.

VI. Consolidarea cunoștințelor.

Profesor: A patra sarcină este cea mai dificilă, dar dacă vă amintiți proprietățile chimice ale bazelor și acizilor, atunci vă puteți descurca.
A patra sarcină: Scrieți ecuațiile de reacție pentru interacțiunea hidroxidului de zinc amfoter cu acid și alcali. Înainte de a începe munca independentă la această sarcină, vă voi ajuta puțin.
Să scriem împreună formula hidroxidului de zinc Zn(OH)2. În această formă, suntem obișnuiți să scriem baze, dar aceeași substanță poate fi reprezentată și ca un acid, este suficient să deschidem parantezele și să mutam hidrogenul pe primul loc: H2ZnO2. Un astfel de acid există, se numește zincic, iar sărurile sale sunt zincați.

VII. Controlul și autoexaminarea cunoștințelor.

Când analizați a patra sarcină, merită să acordați atenție:
-proprietățile chimice ale acizilor și bazelor;
- denumirea sărurilor;
- dualitatea proprietăților compușilor amfoteri.
Elevii care au finalizat rapid sarcina pot fi rugați să finalizeze sarcina din manualul de după paragraf.

VIII. Generalizarea și sistematizarea cunoștințelor.

Profesor: Pentru a vă ajuta să vă amintiți regulile de scriere a produselor de reacție, există multe scheme diferite. Voi da un exemplu pentru oxizi și puteți încerca să faceți scheme similare pentru acizi, baze și hidroxizi amfoteri.

IX. Informații despre teme, rezumarea lecției.

Ca teme, se propune pregătirea pentru lucrări practice

DEFINIȚIE

Compuși amfoteri- compuși care, în funcție de condițiile de reacție, pot prezenta atât proprietățile acizilor, cât și ale bazelor, i.e. poate dona și accepta un proton (H+).

Compușii anorganici amfoteri includ oxizi și hidroxizi ai următoarelor metale - Al, Zn, Be, Cr (în starea de oxidare +3) și Ti (în starea de oxidare +4). Compușii organici amfoteri sunt aminoacizi - NH 2 -CH (R) -COOH.

Prepararea compușilor amfoteri

Oxizii amfoteri sunt obținuți prin reacția de ardere a metalului corespunzător în oxigen, de exemplu:

2Al + 3/2O2 = Al2O3

Hidroxizii amfoterici sunt obținuți printr-o reacție de schimb între un alcali și o sare care conține un metal „amfoter”:

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

Dacă alcalii sunt prezenti în exces, atunci există posibilitatea de a obține un compus complex:

ZnS04 + 4NaOH g = Na2 + Na2SO4

Compuși amfoteri organici - aminoacizii se obțin prin înlocuirea unui halogen cu o grupare amino în acizii carboxilici substituiți cu halogen. În general, ecuația reacției va arăta astfel:

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

Compuși amfoteri chimici

Principala proprietate chimică a compușilor amfoteri este capacitatea lor de a reacționa cu acizi și alcalii:

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

NH2-CH2-COOH + HCl \u003d CI

Proprietăți specifice ale compușilor organici amfoteri

Când aminoacizii sunt dizolvați în apă, gruparea amino și gruparea carboxil interacționează între ele pentru a forma compuși numiți săruri interne:

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

Molecula internă de sare se numește ion bipolar.

Două molecule de aminoacizi pot interacționa între ele. În acest caz, molecula de apă este scindată și se formează un produs în care fragmentele moleculei sunt interconectate printr-o legătură peptidică (-CO-NH-). De exemplu:

De asemenea, aminoacizii se caracterizează prin toate proprietățile chimice ale acizilor carboxilici (după grupa carboxil) și ale aminelor (după grupa amino).

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

Exercițiu	Efectuează o serie de transformări: a) Al → Al(OH) 3 → AlCl 3 → Na; b) Al → Al 2 O 3 → Na → Al(OH) 3 → Al 2 O 3 → Al
Decizie	a) 2Al + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2 Al(OH)3 + 3HCI = AlCI3 + 3H2O AlCI3 + 4NaOH g = Na + 3NaCI 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

EXEMPLUL 2

Exercițiu	Calculați masa de sare care poate fi obținută prin reacția a 150 g dintr-o soluție 5% de acid aminoacetic cu cantitatea necesară de hidroxid de sodiu. Câte grame de soluție alcalină de 12% vor fi necesare pentru aceasta?
Decizie	Să scriem ecuația reacției: NH2-CH2-COOH + NaOH \u003d NH2-CH2-COONa + H2O Calculați masa acidului care a reacționat: m (NH 2 -CH 2 -COOH) \u003d ώ la - tu × m p - ra m (NH 2 -CH 2 -COOH) \u003d 0,05 × 150 \u003d 7,5 g

Vom dedica această lecție studiului oxizilor și hidroxizilor amfoteri. Pe el vom vorbi despre substanțele care au proprietăți amfotere (duale) și despre caracteristicile reacțiilor chimice care apar cu acestea. Dar mai întâi, să repetăm ​​cu ce reacționează oxizii acizi și bazici. După ce luăm în considerare exemple de oxizi și hidroxizi amfoteri.

Subiect: Introducere

Lecția: Oxizi și hidroxizi amfoteri

Orez. 1. Substanțe care prezintă proprietăți amfotere

Oxizii bazici reacţionează cu oxizii acizi, iar oxizii acizi cu bazele. Există însă substanțe ai căror oxizi și hidroxizi, în funcție de condiții, vor reacționa atât cu acizii, cât și cu bazele. Astfel de proprietăți sunt numite amfoter.

Substanțele cu proprietăți amfotere sunt prezentate în Fig. 1. Acestea sunt compuși formați din beriliu, zinc, crom, arsen, aluminiu, germaniu, plumb, mangan, fier, staniu.

Exemple de oxizi amfoteri ai acestora sunt prezentate în Tabelul 1.

Luați în considerare proprietățile amfotere ale oxizilor de zinc și aluminiu. Pe exemplul interacțiunii lor cu oxizii bazici și acizi, cu acid și alcali.

ZnO + Na 2 O → Na 2 ZnO 2 (zincat de sodiu). Oxidul de zinc se comportă ca un acid.

ZnO + 2NaOH → Na2ZnO2 + H2O

3ZnO + P 2 O 5 → Zn 3 (PO 4) 2 (fosfat de zinc)

ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O

Oxidul de aluminiu se comportă similar cu oxidul de zinc:

Interacțiunea cu oxizii și bazele bazice:

Al 2 O 3 + Na 2 O → 2NaAlO 2 (metaaluminat de sodiu). Oxidul de aluminiu se comportă ca un acid.

Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O

Interacțiune cu oxizi și acizi acizi. Arată proprietățile oxidului de bază.

Al 2 O 3 + P 2 O 5 → 2AlPO 4 (fosfat de aluminiu)

Al2O3 + 6HCI → 2AlCl3 + 3H2O

Reacțiile considerate apar în timpul încălzirii, în timpul fuziunii. Dacă luăm soluții de substanțe, atunci reacțiile vor merge puțin diferit.

ZnO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 (tetrahidroxozincat de sodiu) Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na (tetrahidroxoaluminat de sodiu)

În urma acestor reacții se obțin săruri complexe.

Orez. 2. Minerale pe bază de oxid de aluminiu

Oxid de aluminiu.

Oxidul de aluminiu este o substanță extrem de comună pe Pământ. Formează baza de argilă, bauxită, corindon și alte minerale. Fig.2.

Ca urmare a interacțiunii acestor substanțe cu acidul sulfuric, se obține sulfat de zinc sau sulfat de aluminiu.

ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O

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

Reacțiile hidroxizilor de zinc și aluminiu cu oxidul de sodiu au loc în timpul fuziunii, deoarece acești hidroxizi sunt solizi și nu intră în soluții.

Sarea Zn (OH) 2 + Na 2 O → Na 2 ZnO 2 + H 2 O se numește zincat de sodiu.

Sarea 2Al(OH) 3 + Na 2 O → 2NaAlO 2 + 3H 2 O se numește metaaluminat de sodiu.

Orez. 3. Hidroxid de aluminiu

Reacțiile bazelor amfotere cu alcalii le caracterizează proprietățile acide. Aceste reacții pot fi efectuate atât în ​​fuziunea solidelor, cât și în soluții. Dar în acest caz se vor obține diferite substanțe, adică. produşii de reacţie depind de condiţiile de reacţie: în topitură sau în soluţie.

Zn(OH)2 + 2NaOH solid. Na2ZnO2 + 2H2O

Al(OH)3 + NaOH tv. NaAl02 + 2H20

Zn (OH) 2 + 2NaOH soluție → Na 2 Al (OH) 3 + NaOH soluție → Na tetrahidroxoaluminat de sodiu Al (OH) 3 + 3NaOH soluție → Na 3 hexahidroxoaluminat de sodiu.

Se dovedește că tetrahidroxoaluminatul de sodiu sau hexahidroxoaluminatul de sodiu depinde de cât de mult alcalin am luat. În ultima reacție alcalină, se ia mult și se formează hexahidroxoaluminat de sodiu.

Elementele care formează compuși amfoterici pot prezenta proprietăți amfoterice.

Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2 (tetrahidroxozincat de sodiu)

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2 ((tetrahidroxoaluminat de sodiu)

Zn + H2SO4 (descompus) → ZnSO4 + H2

2Al + 3H 2 SO 4 (dif.) → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2

Amintiți-vă că hidroxizii amfoteri sunt baze insolubile. Și când sunt încălzite, se descompun, formând oxid și apă.

Descompunerea bazelor amfotere la încălzire.

2Al(OH)3Al2O3 + 3H2O

Zn(OH)2ZnO + H2O

Rezumând lecția.

Ați învățat proprietățile oxizilor și hidroxizilor amfoteri. Aceste substanțe au proprietăți amfotere (duble). Reacțiile chimice care au loc cu ele au caracteristici. Te-ai uitat la exemple de oxizi și hidroxizi amfoteri .

1. Rudzitis G.E. Chimie anorganică și organică. Clasa a VIII-a: manual pentru instituţiile de învăţământ: nivel de bază / G. E. Rudzitis, F.G. Feldman.M.: Iluminismul. 2011 176 p.: ill.

2. Popel P.P.Chimie: clasa a VIII-a: un manual pentru instituţiile de învăţământ general / P.P. Popel, L.S. Krivlya. -K.: IC „Academia”, 2008.-240 p.: ill.

3. Gabrielyan O.S. Chimie. Clasa a 9-a Manual. Editura: Drofa.: 2001. 224s.

1. Nr. 6,10 (p. 130) Rudzitis G.E. Chimie anorganică și organică. Clasa a 9-a: manual pentru instituţiile de învăţământ: nivel de bază / G. E. Rudzitis, F.G. Feldman.M.: Iluminismul. 2008 anii 170.: ill.

2. Scrieți formula hexahidroxoaluminatului de sodiu. Cum se obține această substanță?

3. O soluție de hidroxid de sodiu a fost adăugată treptat la o soluție de sulfat de aluminiu până la un exces. Ce ai observat? Scrieți ecuațiile de reacție.