Proprietățile oxizilor și hidroxizilor amfoteri. Compuși amfoteri

Tema: Clasele principale de compuși, proprietățile lor și reacțiile tipice

Lecția: Hidroxizi amfoteri

CU limba greacă cuvântul „amphoteros” se traduce prin „ambele”. Amfoteritatea este dualitatea proprietăților acido-bazice ale unei substanțe. Hidroxizii amfoteri sunt cei care, în funcție de condiții, pot prezenta atât proprietăți acide, cât și bazice.

Un exemplu de hidroxid amfoter este hidroxidul de zinc. Formula acestui hidroxid în forma sa principală este Zn(OH)2. Dar puteți scrie formula hidroxidului de zinc sub formă acidă, punând pe primul loc atomii de hidrogen, ca în formulele acizilor anorganici: H 2 ZnO 2 (Fig. 1). Apoi ZnO 2 2- va fi un reziduu acid cu o sarcină de 2-.

Orez. 1. Formule de hidroxid de zinc

O caracteristică a hidroxidului amfoter este că diferă puțin în putere Conexiuni O-Nși Zn-O. De aici dualitatea proprietăților. În reacțiile cu acizi care sunt gata să doneze cationi de hidrogen, este avantajos ca hidroxidul de zinc să rupă legătura Zn-O, donând o grupă OH și acționând ca bază. Ca urmare a unor astfel de reacții, se formează săruri în care zincul este un cation, de aceea se numesc săruri cationice:

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

(baza)

În reacțiile cu alcalii, hidroxidul de zinc acționează ca un acid, dând hidrogen. În acest caz, se formează săruri de tip anionic (zincul face parte din reziduul acid - anionul zincat). De exemplu, atunci când hidroxidul de zinc este topit cu hidroxid de sodiu solid, se formează Na 2 ZnO 2 - o sare medie de zincat de sodiu de tip anionic:

H 2 ZnO 2 + 2NaOH (TV.) = Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O

(acid)

Atunci când interacționează cu soluțiile alcaline, hidroxizii amfoteri formează săruri complexe solubile. De exemplu, când hidroxidul de zinc reacționează cu o soluție de hidroxid de sodiu, se formează tetrahidroxozincat de sodiu:

Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2

2- este un anion complex, care este de obicei cuprins între paranteze pătrate.

Astfel, amfoteritatea hidroxidului de zinc se datorează posibilității existenței ionilor de zinc într-o soluție apoasă în compoziția atât a cationilor, cât și a anionilor. Compoziția acestor ioni depinde de aciditatea mediului. ÎN mediu alcalin Anionii ZnO 2 2- sunt stabili, iar cationii Zn 2+ sunt stabili într-un mediu acid.

Hidroxizii amfoteri sunt substanțe insolubile în apă și, atunci când sunt încălziți, se descompun în oxid de metal și apă:

Zn(OH)2 = ZnO + H2O

2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O

Gradul de oxidare a metalului în hidroxid și oxid trebuie să fie același.

Hidroxizii amfoteri sunt compuși insolubili în apă, deci pot fi obținuți printr-o reacție de schimb între o soluție de sare de metal tranzițional și un alcalin. De exemplu, hidroxidul de aluminiu se formează prin reacția soluțiilor de clorură de aluminiu și hidroxid de sodiu:

AlCI3 + 3NaOH = Al(OH)3↓ + 3NaCl

Când aceste soluții sunt scurse, se formează un precipitat alb de hidroxid de aluminiu, asemănător jeleului (Fig. 2).

Dar, în același timp, un exces de alcali nu poate fi permis, deoarece hidroxizii amfoteri se dizolvă în alcalii. Prin urmare, în loc de alcali, este mai bine să utilizați o soluție apoasă de amoniac. Este o bază slabă în care hidroxidul de aluminiu nu se dizolvă. Când clorura de aluminiu reacţionează cu soluție apoasă amoniacul produce hidroxid de aluminiu și clorură de amoniu:

ACI3 + 3NH3. H20 = Al(OH)3↓ + 3NH4CI

Orez. 2. Formarea precipitatului de hidroxid de aluminiu

Bibliografie

Novoshinsky I. I., Novoshinskaya N. S. Chimie. Manual pentru invatamantul general clasa a X-a. stabilire Nivel de profil. - M.: SRL „TID” cuvânt rusesc- RS", 2008. (§54)
Kuznetsova N. E., Litvinova T. N., Levkin A. N. Chimie: clasa a XI-a: Manual pentru elevii de învățământ general. stabilire (nivel de profil): în 2 părți.Partea 2. M.: Ventana-Graf, 2008. (p. 110-111)
Radetsky A.M. Chimie. Material didactic. 10-11 clase. - M.: Educație, 2011.
Khomchenko I. D. Culegere de probleme și exerciții de chimie pentru liceu. - M.: RIA „New Wave”: Editura Umerenkov, 2008.

Următorii oxizi de elemente sunt amfoteri principal 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 principal 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 , Pb02nH20.

Caracterul de bază al oxizilor și hidroxizilor elementelor unui subgrup crește odată cu creșterea număr de serie element (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.

Sa luam in considerare proprietăți amfotere hidroxizi folosind exemplu de compuși 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 = 2A1C1 3 + 6H 2 O A1(OH) 3 + 3H + = A1 3+ + 3H 2 O

În această reacție, A1 (it) 3 îndeplinește funcția de bază, formând sare în care aluminiul este un cation al lui A1 3+;

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

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

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 într-o manieră simplificată, adică produsul format în timpul deshidratării sării.

În literatura chimică puteți găsi diferite formule ale compușilor formați la dizolvarea hidroxidului de aluminiu în alcali: NaA1O 2 (metaaluminat de sodiu), tetrahidroxialuminat de sodiu Na. Aceste formule nu se contrazic, deoarece diferența lor este asociată cu diferite grade de hidratare a acestor compuși: NaA1O 2 · 2H 2 O este o notație diferită pentru Na. Când A1(OH)3 este dizolvat în exces alcalin, se formează tetrahidroxoaluminat de sodiu:

A1(OH)3 + NaOH = Na.

Când reactivii sunt sinterizați, se formează metaaluminat de sodiu:

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

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

Datorită capacității de reacție cu alcalii, hidroxidul de aluminiu, de regulă, nu este obținut prin acțiunea alcaline asupra soluțiilor de săruri de aluminiu, ci folosind o soluție de amoniac:

A12(SO4)3 + 6NH3H2O = 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:

Be(OH)2 + 2HC1 = BeC12 + 2H2O.

Cu motive:

Be(OH)2 + 2NaOH = Na2 (tetrahidroxoberilat de sodiu).

Într-o formă simplificată (dacă ne imaginăm Be(OH)2 ca acid H2BeO2)

Be(OH)2 + 2NaOH(concentrat fierbinte) = Na2BeO2 + 2H2O.

berilat Na

Hidroxizii elementelor subgrupurilor laterale, corespunzătoare stărilor de oxidare superioare, au cel mai adesea proprietăți acide: de exemplu, Mn 2 O 7 - HMnO 4; CrO3 – H2CrO4. Oxizii și hidroxizii inferiori se caracterizează printr-o predominanță a proprietăților de bază: CrO – Cr(OH) 2; МnО – 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 О 3 – Fe(OH) 3. Să ilustrăm acest model folosind 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 de crom este sub formă de cation:

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

sulfat de Cr(III).

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

Cr(OH)3 + 3NaOH = Na3 + 3H2O.

Hexahidroxocromat de Na (III)

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

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 face parte din anion. Când interacționează cu alcalii in solutii se formează tetrahidroxicinați, în timpul fuziunii– zincați:

Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2.

Sau la fuziune:

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

Hidroxidul de zinc este preparat în mod similar cu hidroxidul de aluminiu.

Terenuri - Acest component chimic, capabil să formeze o legătură covalentă cu un proton (baza Bronsted) sau cu un orbital liber al unui alt compus chimic (baza Lewis)

Proprietățile chimice ale bazelor

Alcaline	Baze insolubile
Schimbarea culorii indicatoarelor
fenolftaleină - zmeură metil portocaliu - portocaliu turnesol albastru indicator universal - de la albastru la violet	nu te schimba
Interacțiunea cu acizii (reacție de neutralizare)
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O	Cu(OH)2+2HNO3=Cu(NO3)2+2H2OCu(OH)2+2HNO3=Cu(NO3)2+2H2O
Interacțiunea cu oxizii acizi
SO2+2KOH=K2SO3+H2O4SO2+2KOH=K2SO3+H2O4
Interacțiunea cu oxizii amfoteri
Al2O3+6NaOH+3H2O=2Na3Al2O3+6NaOH+3H2O=2Na3 în soluție Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O în topitură
Interacțiunea cu sărurile
medie (regula Berthollet): 2NaOH+MgSO4=Mg(OH)2↓+Na2SO42NaOH+MgSO4=Mg(OH)2↓+Na2SO4 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2ONaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
Descompunerea termică
nu se descompun, cu excepția LiOH: 2LiOH−→−−−−−−800∘C,H2Li2O+H2O2LiOH→800∘C,H2Li2O+H2O	Cu(OH)2=CuO+H2OCu(OH)2=CuO+H2O
Interacțiunea cu nemetale
2NaOH(conc., rece)+Cl2=NaClO+NaCl+H2O2NaOH(conc., rece)+Cl2=NaClO+NaCl+H2O 6NaOH(conc., hor.)+3Cl2=NaClO3+5NaCl+3H2O6NaOH(conc., hor.)+3Cl2=NaClO3+5NaCl+3H2O

Metode de obținere a bazelor

1 . electroliza soluțiilor apoase de sare metale active:

2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl22NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2

În timpul electrolizei sărurilor metalice din seria de tensiune până la aluminiu, apa este redusă la catod cu eliberarea de hidrogen gazos și ioni de hidroxid. Cationii metalici formați în timpul disocierii sării formează baze cu ionii de hidroxid rezultați.

2 . interacțiunea metalelor cu apa: 2Na+2H2O=2NaOH+H22Na+2H2O=2NaOH+H2 Această metodă nu are aplicație practică nici în laborator, nici în industrie

3 . interacțiunea oxizilor cu apa: CaO+H2O=Ca(OH)2CaO+H2O=Ca(OH)2

4 . reacții de schimb(se pot obține atât baze solubile, cât și insolubile): Ba(OH)2+K2SO4=2KOH+BaSO4↓Ba(OH)2+K2SO4=2KOH+BaSO4↓ CuCl2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaNO3

Compuși amfoteri - Acest substanțe care, în funcție de condițiile de reacție, prezintă proprietăți acide sau bazice.

Hidroxizi amfoteri – substanțe insolubile în apă, iar la încălzire se descompun în oxid metalic și apă:

Zn(OH)2 = ZnO + H2O

2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O

O caracteristică a hidroxidului amfoter este că diferă puțin în puterea legăturilor O-H și Zn-O. De aici dualitatea proprietăților. În reacțiile cu acizi care sunt gata să doneze cationi de hidrogen, este avantajos ca hidroxidul de zinc să rupă legătura Zn-O, donând o grupă OH și acționând ca bază. Ca urmare a unor astfel de reacții, se formează săruri în care zincul este un cation, de aceea se numesc săruri cationice:

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

Oxizi amfoteri - oxizi formatori de sare care, în funcție de condiții, prezintă fie proprietăți bazice, fie acide (adică prezintă amfoteritate). Format din metale de tranziție. Metalele din oxizii amfoteri prezintă de obicei stări de oxidare de la III la IV, cu excepția ZnO, BeO, SnO, PbO.

Oxizi amfoteri au o natură dublă: pot interacționa cu acizi și baze (alcali):

Al 2 O 3 + 6HCI = 2AICI 3 + 3 H 2 O,

Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O = 2Na.

Oxizi amfoteri tipici : H 2 O, BeO, Al 2 O 3 , Cr 2 O 3 , Fe 2 O 3 si etc.

9. Химическая термодинамика. Понятия системы, энтропия, энтальпия, тепловой эффект химической реакции, закон Гесса и его следствие. Эндотерм и Экзотерм реакции, 1 и 2 законы термодинамики, Скорость химической реакции (факторы влияющие), правило Вант- Гоффа, уравнение Вант- Гоффа.

Termodinamica chimica – наука, изучающая условия устойчивости систем и законы.

Termodinamică – наука о макросистемах.

Термодинамическая система – макроскопическая часть окружающего мира, в которой протекают различные физические и химические процессы.

Дисперсной системой называется гетерогенная система, в которой мелкие частицы одной фазы равномерно распределены в объеме другой фазы.

Entropie (От греческого entropia) - поворот, превращение. Понятие энтропии впервые было введено в термодинамике для определения меры необратимого рассеяния энергии. Entropia este, de asemenea, utilizată pe scară largă în alte domenii ale științei: în fizica statistică ca măsură a probabilității implementării oricărei stări macroscopice; в теории информации -- мера неопределенности какого-либо опыта (испытания), который может иметь разные исходы. Все эти трактовки энтропии имеют глубокую внутреннюю связь.

Entalpie (тепловая функция, теплосодержание) - термодинамический потенциал, характеризующий состояние системы в термодинамическом равновесии при выборе в качестве независимых переменных давления, энтропии и числа частиц.

Проще говоря, энтальпия - это та энергия, которая доступна для преобразования в теплоту при определенном постоянном давлении.

Тепловые эффекты принято указывать в термохимических уравнениях химических реакций, используя значения энтальпии (теплосодержания) системы ΔН.

Если ΔН< 0, то теплота выделяется, т.е. реакция является экзотермической.

Для эндотермических реакций ΔН > 0.

Efect termic reactie chimica - это выделенная или поглощенная теплота при данных количествах реагирующих веществ.

Тепловой эффект реакции зависит от состояния веществ.

Рассмотрим термохимическое уравнение реакции водорода с кислородом:

2H 2 (G)+O 2 (G)= 2H 2 O(G), ΔH=−483.6kJ

Эта запись означает, что при взаимодействии 2 моль водорода с 1 моль кислорода образуются 2 моль воды в газообразном состоянии. При этом выделяется 483.6(кДж) теплоты.

Закон Гесса - Тепловой эффект химической реакции, проводимой в изобарно-изотермических или изохорно-изотермических условиях, зависит только от вида и состояния исходных веществ и продуктов реакции и не зависит от пути её протекания.

Следствия из закона Гесса:

Тепловой эффект обратной реакции равен тепловому эффекту прямой реакции с обратным знаком, т.е. для реакций

отвечающие им тепловые эффекты связаны равенством

2. Если в результате ряда последовательных химических реакций система приходит в состояние, полностью совпадающее с исходным (круговой процесс), то сумма тепловых эффектов этих реакций равна нулю, т.е. для ряда реакций

сумма их тепловых эффектов

Под энтальпией образования понимают тепловой эффект реакции образования 1 моля вещества из простых веществ. Обычно используют стандартные энтальпии образования. Их обозначают или (часто один из индексов опускают; f – от англ. formation).

Первое начало термодинамики - Schimbare energie internaсистемы при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе

Согласно первому началу термодинамики, работа может совершаться только за счет теплоты или какой-либо другой формы энергии. Следовательно, работу и количество теплоты измеряют в одних единицах -джоулях (как и энергию).

где ΔU - изменение внутренней энергии, A - работа внешних сил, Q - количество теплоты, переданной системе.

A doua lege a termodinamicii - Невозможен процесс, единственным результатом которого являлась бы передача тепла от более холодного тела к более горячему

regula lui Van't Hoff гласит, что при повышении температуры на каждые 10 о скорость химической реакции увеличивается в 2-4 раза.

Уравнение, которое описывает это правило, следующее:(\displaystyle ~V_(2)=V_(1)\cdot \gamma ^(\frac (T_(2)-T_(1))(10)))

где V 2 – скорость протекания реакции при температуре t 2 , а V 1 – скорость протекания реакции при температуре t 1 ;

ɣ - температурный коэффициент скорости реакции. (если он равен 2, например, то скорость реакции будет увеличиваться в 2 раза при повышении температуры на 10 градусов).

Эндотерми́ческие реа́кции - химические реакции, сопровождающиеся поглощением теплоты. Для эндотермических реакций изменение энтальпии и внутренней энергии имеют положительные значения(\displaystyle \Delta H>0)(\displaystyle \Delta U>0), таким образом, продукты реакции содержат больше энергии, чем исходные компоненты.

К эндотермическим реакциям относятся:

реакции восстановления металлов из оксидов,

электролиза (поглощается электрическая энергия),

электролитической диссоциации (например, растворение солей в воде),

ionizare,

взрыв воды-подводимое к малому количеству воды un numar mare deтепла тратится на мгновенный нагрев и фазовый переход жидкости в перегретый пар,при этом внутреняя энергия увеличивается и проявляется в виде двух энергий пара-внутримолекулярной тепловой и межмолекулярной потенциальной.

fotosinteză.

Экзотермическая реакция - химическая реакция, сопровождающаяся выделением теплоты. Противоположна эндотермической реакции.

Ступень обучения: III (X класс).

Характер ориентации: nivel mediu.

Ведущий принцип:деятельностный, коммуникативный.

Метод–доминанта: căutarea problemei.

Триединая цель урока:

1) Образовательный аспект

Актуализировать и обобщить ранее полученные учащимися знания об основных классах неорганических соединений.
Закрепить умения учащихся составлять уравнения химических реакций с участием амфотерных гидроксидов.
Продолжить формирование у учащихся понятия «амфотерности».

2) Развивающий аспект

Показать возможность применения своих знаний при решении качественных задач и выполнении упражнений.
Продолжить формирование навыков activitate cognitivă, путем объяснения поставленного перед учащимися проблемного опыта.
Продолжить формирование умения сравнивать, анализировать и сопоставлять результаты проведенных опытов;
Формирование умения проводить аналогии между различными объектами;
Развитие внимания и памяти.
Развитие экспериментальных навыков.

3) Воспитывающий аспект

Формирование научного мировоззрения.
Формирование культуры учебного труда.
Обратить внимание на эстетику учебной и activitatea munciiпри выполнении опытов.
Воспитание культуры общения, умения взаимодействовать в паре;
Формирование у учащихся культуры умственного труда, аккуратности в выполнении заданий и написании формул.
Воспитание человека как части природы и общества, подчиняющегося их законам.

Echipamente și reactivi:растворы хлорида цинка, гидроксида натрия, аммиака, хлорида алюминия, соляной кислоты, хлорида магния, хлорида натрия; eprubete

În timpul orelor

1. Moment organizatoric

2. Повторение пройденного материала

Индивидуальный опрос у доски:

Первый ученик – « Химические свойства кислот»
- второй ученик – « Химические свойства оснований».

В это время класс выполняет задание:с какими из перечисленных веществ будет реагировать гидроксид натрия, а с какими соляная кислота?

Написать возможные уравнения реакций.

Вещества: HNO 3 , CaO , CO 2 , СuSO 4 , Cu(OH) 2 , P 2 O 5 , ZnO, AgNO 3 .

Затем один ученик выполняет это задание на доске, а остальные проверяют.

Pe birou:

NaOH + HNO 3 = NaNO 3 + H 2 O
2 NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O
2 NaOH + CuSO4 = Na2SO4 + Cu(OH)2

2 NaOH + ZnO Na2ZnO2 + H2O
6 NaOH + P2O5 = 2Na3PO4 + 3H2O

2HCI + CaO = CaCI2 + H2O
2HCI + Cu(OH)2 = CuCl2 + 2H2O
2HCI + ZnO = ZnCl2 + H2O
HCl + AgNO3 = AgCI + HNO3

3. Învățarea de noi materiale

Tema lecției:„Hidroxidi amfoteri”.

Motto-ul lecției: „Chimie - știința semitonurilor”.
E.E. Nifantiev.

Actualizarea cunoștințelor

Profesor: Tema lecției noastre este „Hidroxidii amfoteri”. Sarcina noastră este să știm ce compuși sunt numiți hidroxizi amfoteri și care sunt Proprietăți chimice; înțelegeți motivul amfoterității; să poată scrie ecuații de reacție care reflectă proprietățile chimice ale hidroxizilor amfoteri.

Deci, să ne amintim ce știți deja despre „amfoteritate”.

Student: Compușii amfoteri prezintă atât proprietăți bazice, cât și acide.

Profesor: Ne-am familiarizat deja cu oxizii amfoteri. Vă rog să-mi spuneți ce elemente formează acești compuși?

Student: Metale în starea de oxidare +3 și +4, precum și metale ale căror proprietăți metalice nu sunt clar exprimate (în tabelul periodic al elementelor sunt situate între metale și nemetale, de-a lungul diagonalei). De exemplu: Be, Zn, Ge etc.

Proprietățile fizice ale hidroxizilor amfoteri

Profesor: Hidroxizii amfoteri sunt, de obicei, solide insolubile în apă alb.

Chitanță

Profesor: Propuneți o metodă de preparare a hidroxizilor amfoteri, amintindu-vă că aceștia sunt insolubili în apă.

Student: O reacție de schimb între o sare solubilă a metalului corespunzător și un alcalin. (Experiment demonstrativ)

ZnCI2 + 2NaOH = Zn(OH)2 + 2NaCl
Zn 2+ + 2OH - = Zn (OH) 2

Profesor: Dar! Excesul de alcali poate dizolva precipitatul format, deci luați o bază slabă - NH 3 * H 2 O (hidroxid de amoniu sau hidrat de amoniac).

Proprietăți chimice

Profesor: O înțelepciune binecunoscută spune: „Experiența este calea către cunoaștere”. Prin urmare, veți determina proprietățile chimice ale hidroxizilor amfoteri realizând un experiment de laborator în perechi.

Exercițiu: obțineți hidroxid de aluminiu și determinați-i proprietățile chimice. Pentru a face acest lucru, aveți pe mese soluții de clorură de aluminiu, amoniac, acid clorhidric și hidroxid de sodiu. Nu uitați să respectați regulile de siguranță.Notați ecuațiile reacțiilor chimice.

Elevii efectuează un experiment și scriu ecuații de reacție în caiete.

Un elev vine la tablă și notează toate ecuațiile și explică fenomenele observate.

AlCl 3 + 3NH 3 * H 2 O = Al(OH) 3 + 3NH 4 Cl

Concluzie: Hidroxidul de aluminiu reacționează atât cu acizii, cât și cu bazele, de ex. prezintă proprietăți amfotere.

Profesor: Care este motivul naturii amfoterice a acestor compuși?

Pentru a răspunde la această întrebare, să luăm în considerare disocierea lor.

În soluțiile apoase, hidroxizii amfoteri practic nu se disociază, dar în soluțiile de acizi și alcaline se pot disocia în două moduri.

Profesor. Trebuie remarcat faptul că sărurile anionice formate prin interacțiunea hidroxidului amfoter cu alcalii sunt stabile într-un mediu alcalin, dar sunt distruse atunci când soluțiile sunt acidulate.

Na + 4HCI = NaCI + AlCI3 + 4H2O

Hidroxizi amfoteri, cum ar fi baze insolubile, se descompun la încălzire:

2Al(OH)3Al2O3 + 3H2O

4. Consolidarea

Sarcina experimentală. Sunt date trei eprubete cu soluții de cloruri de sodiu, magneziu și aluminiu. Cum se stabilește ce eprubetă conține ce substanță?

Un participant merge la masa demonstrativă și efectuează experimentul.

5. Rezumând lecția

Profesor: Așadar, rezumând lecția noastră, aș dori să spun că amfoteritatea nu este doar o categorie chimică, ci și filozofică: din greacă cuvântul „amphoteros” este tradus ca „ambele”, adică acest concept înseamnă unitatea contrariilor. .

Și aceasta este una dintre legile de bază ale naturii - legea unității și a luptei contrariilor, care se manifestă în aproape fiecare reacție chimică: acid și bază, agent oxidant și agent reducător, donor și acceptor și așa mai departe.

Această lege este obiectivă, nu poate fi anulată, o poți folosi doar pentru a explica fenomene.

În viață întâlnim adesea manifestări ale acestei legi: în tehnologie – particulele încărcate opus se atrag; în relaţiile umane – adesea foarte oameni diferiti Se apropie, par să se completeze. În viață, binele și răul se luptă întotdeauna; fiecare persoană are în mod necesar trăsături bune și rele. Prin urmare, nu există o persoană ideală, doar bună, iar în cei mai căzuți, persoana reaÎntotdeauna poți găsi ceva bun și luminos. Trebuie să ne amintim întotdeauna acest lucru și să tratăm oamenii din jurul nostru cu înțelegere și toleranță față de neajunsurile altora.

Tema lecției noastre de astăzi este o altă confirmare a conexiunii chimiei cu viața noastră. Și acum să revenim la motto-ul acestei lecții: „Chimia este știința semitonurilor”. Cum poți explica această expresie?

Student: Aceasta înseamnă că este imposibil să se traseze o graniță clară între substanțele simple, metale și nemetale, diferite clase de compuși, organici și substante anorganice. Totul este supus unității lumii materiale.

6. Tema pentru acasă

Punctul 28.3, sarcini: 1,2,3 (manual „Chimie clasa a X-a” autori: I.I.Novoshinsky, N.S.Novoshinskaya)

Sarcină suplimentară pentru lecție(daca mai e timp)

Efectuați transformări:

Al- 1 - Al 2 O 3 - 2 -- NaAlO 2 - 3 -- Al (OH) 3 - 4 -- Al 2 O 3

1. 4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3

2. Al2O3 + Na2O2NaAlO2

3. NaAlO2 + HCI + H2O = NaCl + Al(OH)3

4. 2Al(OH)3Al2O3 +3H2O

AlCl3 -- 1 -- Al(OH) 3 - 2 --- Na -- 3 -- AlCl3

1. AlCl3 + 3NaOH = 3NaCI + Al(OH)3 |

2. Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4]

3. Na[Al(OH)4] + 4HCI = NaCI + AlCl3 + 4H2O

Din greacă, cuvântul „amphoteros” este tradus prin „amândoi”. Amfoteritatea este dualitatea proprietăților acido-bazice ale unei substanțe. Hidroxizii amfoteri sunt cei care, în funcție de condiții, pot prezenta atât proprietăți acide, cât și bazice.

Un exemplu de hidroxid amfoter este hidroxidul de zinc. Formula acestui hidroxid în forma sa principală este Zn(OH)2. Dar puteți scrie formula hidroxidului de zinc sub formă acidă, punând pe primul loc atomii de hidrogen, ca în formulele acizilor anorganici: H2ZnO2 (Fig. 1). Apoi ZnO22- va fi un reziduu acid cu o sarcină de 2-.

Orez. 1. Formule de hidroxid de zinc

Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O (bază)

H2ZnO2 + 2NaOH(TV) = Na2ZnO2 + 2H2O (acid)

Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2

2- este un anion complex, care este de obicei cuprins între paranteze pătrate.

Astfel, amfoteritatea hidroxidului de zinc se datorează posibilității existenței ionilor de zinc într-o soluție apoasă în compoziția atât a cationilor, cât și a anionilor. Compoziția acestor ioni depinde de aciditatea mediului. Anionii ZnO22- sunt stabili într-un mediu alcalin, iar cationii Zn2+ sunt stabili într-un mediu acid.

Hidroxizii amfoteri sunt substanțe insolubile în apă și, atunci când sunt încălziți, se descompun în oxid de metal și apă:

Zn(OH)2 = ZnO + H2O

2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O

Gradul de oxidare a metalului în hidroxid și oxid trebuie să fie același.

AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3↓ + 3NaCl

Când aceste soluții sunt scurse, se formează un precipitat alb de hidroxid de aluminiu, asemănător jeleului (Fig. 2).

Dar, în același timp, un exces de alcali nu poate fi permis, deoarece hidroxizii amfoteri se dizolvă în alcalii. Prin urmare, în loc de alcali, este mai bine să utilizați o soluție apoasă de amoniac. Este o bază slabă în care hidroxidul de aluminiu nu se dizolvă. Când clorura de aluminiu reacţionează cu o soluţie apoasă de amoniac, se formează hidroxid de aluminiu şi clorură de amoniu:

ACI3+ 3NH3. H2O = Al(OH)3↓ + 3NH4CI

Orez. 2. Formarea precipitatului de hidroxid de aluminiu

Hidroxizii amfoteri se formează prin tranziție elemente chimiceși prezintă proprietăți duble, adică sunt atât un acid, cât și o bază. Să obținem și să confirmăm natura amfoteră a hidroxidului de aluminiu.

Să obținem un precipitat de hidroxid de aluminiu într-o eprubetă. Pentru a face acest lucru, adăugați o cantitate mică de soluție alcalină (hidroxid de sodiu) în soluția de sulfat de aluminiu până când apare un precipitat (Fig. 1). Vă rugăm să rețineți: în acest stadiu alcalii nu ar trebui să fie în exces. Precipitatul alb rezultat este hidroxid de aluminiu:

Al2(SO4)3 + 6NaOH = 2Al(OH)3↓ + 3Na2SO4

Pentru următorul experiment, împărțiți precipitatul rezultat în două părți. Pentru a demonstra că hidroxidul de aluminiu prezintă proprietățile unui acid, este necesar să reacționăm cu un alcalin. În schimb, pentru a demonstra proprietățile de bază ale hidroxidului de aluminiu, să-l amestecăm cu acid. Într-o eprubetă cu un precipitat de hidroxid de aluminiu, adăugați o soluție de alcali - hidroxid de sodiu (de data aceasta luați excesul de alcali). Precipitatul se dizolvă. Ca rezultat al reacției, se formează o sare complexă - hidroxialuminat de sodiu:

Al(OH)3 + NaOH = Na

Se toarnă o soluție de acid clorhidric în a doua eprubetă cu sedimentul. Precipitatul se dizolvă și el. Aceasta înseamnă că hidroxidul de aluminiu reacționează nu numai cu alcalii, ci și cu acidul, adică prezintă proprietăți amfotere. În acest caz, are loc o reacție de schimb, se formează clorură de aluminiu și apă:

Experimentul nr. 3. Interacțiunea soluției de tetrahidroxoaluminat de sodiu cu acid clorhidricși dioxid de carbon

Vom adăuga picătură cu picătură o soluție diluată de acid clorhidric la soluția de hidroxoaluminat de sodiu. Observăm precipitarea hidroxidului de aluminiu și dizolvarea lui ulterioară:

Na + HCl = Al(OH)3¯ + NaCl + H2O

Al(OH)3+ 3HCI = AlCI3 + 3H2O

Tetrahidroxialuminatul de sodiu este instabil și este distrus într-un mediu acid. Să vedem dacă acidul carbonic slab distruge complexul.

Vom trece dioxid de carbon printr-o soluție de tetrahidroxialuminat de sodiu. Dioxidul de carbon, la rândul său, se obține din reacția dintre marmură și acidul clorhidric. După un timp, se formează o suspensie de hidroxid de aluminiu insolubil în apă, care la trecerea ulterioară dioxid de carbon nu dispare.

Na + CO2= Al(OH)3¯ + NaHCO3

Adică, excesul de dioxid de carbon nu dizolvă hidroxidul de aluminiu.

Surse

http://www.youtube.com/watch?t=146&v=EQO8iViXb1s

http://www.youtube.com/watch?t=6&v=85N0v3cQ-lI

sursa de prezentare - http://ppt4web.ru/khimija/amfoternye-oksidy-i-gidroksidy.html

http://interneturok.ru/ru/school/chemistry/11-klass

Materiale conexe: