ChemQ

30 min

Właściwości wodorotlenków amfoterycznych

Wodorotlenki amfoteryczne jako substancje reagujące z kwasami i mocnymi zasadami.

Teoria

Najważniejsze właściwości wodorotlenków amfoterycznych

Wodorotlenki amfoteryczne mogą reagować zarówno z mocnymi kwasami, jak i z mocnymi zasadami. W reakcji z kwasem zachowują się jak zasady, a w reakcji z mocną zasadą — jak kwasy. Do najważniejszych przykładów należą Al(OH)₃, Zn(OH)₂, Cr(OH)₃, Sn(OH)₂, Mn(OH)₄ oraz Be(OH)₂.

Wodorotlenki amfoteryczne są słabo rozpuszczalne w wodzie i są słabymi elektrolitami, dlatego same nie powodują wyraźnej zmiany barwy wskaźników. W niewielkim stopniu mogą dysocjować zarówno z wytworzeniem jonów H⁺, jak i OH⁻. To umożliwia im reakcje zarówno z zasadami, jak i z kwasami, odpowiednio. W zadaniach najważniejsze jest rozpoznanie środowiska reakcji oraz sprawdzenie, czy zasada występuje jako roztwór wodny, czy jako stopiona substancja. Od tego zależy rodzaj otrzymanej soli.

1

Reakcja z mocnymi kwasami

Schemat 1

wodorotlenek amfoteryczny + mocny kwas → sól + woda

Przykłady

1. Zn(OH)₂ + 2HCl → ZnCl₂ + 2H₂O

2. Al(OH)₃ + 3HNO₃ → Al(NO₃)₃ + 3H₂O

Warunki, ograniczenia i dodatkowe informacje

  • W tych reakcjach wodorotlenek amfoteryczny wykazuje charakter zasadowy.
  • Reakcja ma charakter zobojętniania.
2

Reakcja z tlenkami kwasowymi

Schemat 1

wodorotlenek amfoteryczny + tlenek kwasowy → sól + woda

Przykłady

1. 2Al(OH)₃ + 3SO₃ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O

2. Zn(OH)₂ + SO₃ → ZnSO₄ + H₂O

Warunki, ograniczenia i dodatkowe informacje

  • Zwykle reakcja wymaga ogrzewania.
  • Także tutaj wodorotlenek amfoteryczny zachowuje się jak zasada.
3

Reakcja z wodnym roztworem mocnej zasady

Schemat 1

wodorotlenek amfoteryczny + mocna zasada w roztworze → hydroksokompleks

Przykłady

1. Al(OH)₃ + NaOH(aq) → Na[Al(OH)₄]

2. Zn(OH)₂ + 2NaOH(aq) → Na₂[Zn(OH)₄]

Schemat 2

wodorotlenek amfoteryczny + nadmiar mocnej zasady w roztworze → hydroksokompleks

Przykład 2

Al(OH)₃ + 3NaOH(aq) → Na₃[Al(OH)₆]

Warunki, ograniczenia i dodatkowe informacje

  • Produktem jest sól kompleksowa zawierająca anion hydroksokompleksowy. Produkt zależy od stosunku molowego reagentów.
  • Dla Al(OH)₃ i NaOH w stosunku 1:1 powstaje tetrahydroksoglinian sodu, Na[Al(OH)₄]. W nadmiarze NaOH może powstać heksahydroksoglinian sodu, Na₃[Al(OH)₆].
  • Reakcje te zachodzą w wodnym roztworze mocnej zasady, najczęściej NaOH albo KOH. Reakcje między stałymi substratami omawia następny punkt.
4

Reakcja ze stopioną zasadą

Schemat 1

wodorotlenek amfoteryczny + stopiona zasada —ogrzewanie→ sól tlenowa + woda

Przykłady

1. Al(OH)₃ + NaOH → NaAlO₂ + 2H₂O

2. Al(OH)₃ + 3NaOH → Na₃AlO₃ + 3H₂O

Warunki, ograniczenia i dodatkowe informacje

  • Reakcja zachodzi bez roztworu wodnego i wymaga ogrzewania.
  • Powstają sole tlenowe, a nie hydroksokompleksy. Produkt zależy od stosunku molowego reagentów.
  • Dla Al(OH)₃ i NaOH w stosunku 1:1 powstaje metaglinian sodu, NaAlO₂. W stosunku 1:3 powstaje ortoglinian sodu, Na₃AlO₃.
5

Rozkład termiczny

Schemat 1

wodorotlenek amfoteryczny —ogrzewanie→ tlenek amfoteryczny + woda

Przykłady

1. 2Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O

2. Zn(OH)₂ → ZnO + H₂O

Warunki, ograniczenia i dodatkowe informacje

  • Podczas ogrzewania większość wodorotlenków amfoterycznych traci wodę i przechodzi w odpowiadający im tlenek amfoteryczny.
6

Tworzenie kompleksów z amoniakiem

Schemat 1

niektóre wodorotlenki + nadmiar wodnego amoniaku → kompleks z amoniakiem

Przykłady

1. Cu(OH)₂↓ + 4NH₄OH ⇄ [Cu(NH₃)₄](OH)₂ + 4H₂O

2. Zn(OH)₂↓ + 4NH₄OH ⇄ [Zn(NH₃)₄](OH)₂ + 4H₂O

Warunki, ograniczenia i dodatkowe informacje

  • Reakcja zachodzi tylko dla niektórych wodorotlenków. Osad Cu(OH)₂ rozpuszcza się w nadmiarze wodnego amoniaku, tworząc ciemnoniebieski kompleks tetraaminamiedzi(II), a Zn(OH)₂ — kompleks tetraaminacynku(II).
  • Nie jest to ogólna właściwość wszystkich wodorotlenków amfoterycznych. Na przykład: Al(OH)₃ + NH₄OH → reakcja nie zachodzi.