Химические свойства амфотерных оксидов

Перед изучением этого раздела рекомендую изучить следующие темы:

Классификация неорганических веществ

Классификация оксидов, способы их получения

Химические свойства основных оксидов

Химические свойства кислотных оксидов

Химические свойства амфотерных оксидов

Амфотерные оксиды проявляют свойства и основных, и кислотных. От основных отличаются только тем, что могут взаимодействовать с растворами и расплавами щелочей и с расплавами основных оксидов, которым соответствуют щелочи.

1. Амфотерные оксиды взаимодействуют с кислотами  и кислотными оксидами.

При этом по правилу «хотя бы один из реагентов должен быть сильным» амфотерные оксиды взаимодействуют, как правило, с сильными и средними кислотами и их оксидами.

Например, оксид алюминия взаимодействует с соляной кислотой, оксидом серы (VI), но не взаимодействует с углекислым газом и кремниевой кислотой:

амфотерный оксид + кислота = соль + вода

Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O

амфотерный оксид + кислотный оксид = соль

Al2O3 + 3SO3 = Al2(SO4)3

Al2O3 + CO2 ≠

Al2O3 + H2SiO3 ≠

2. Амфотерные оксиды не взаимодействуют с водой.

Оксиды взаимодействуют с водой, только когда им соответствуют растворимые гидроксиды, а все амфотерные гидроксиды — нерастворимые.

3. Амфотерные оксиды взаимодействуют с щелочами.

При этом механизм реакции и продукты различаются в зависимости от условий проведения процесса — в растворе или расплаве.

В растворе образуются комплексные соли, в расплаве — обычные соли.

Формулы комплексных гидроксосолей составляем по схеме:

  1. Сначала записываем центральный атом-комплекообразователь (это, как правило, амфотерный металл).
  2. Затем дописываем к центральному атому лиганды — гидроксогруппы. Число лигандов в 2 раза больше степени окисления центрального атома (исключение — комплекс алюминия, у него, как правило, 4 лиганда-гидроксогруппы).
  3. Заключаем центральный атом и его лиганды в квадратные скобки, рассчитываем суммарный заряд комплексного иона.
  4. Дописываем необходимое количество внешних ионов. В случае гидроксокомплексов это — ионы основного металла.

Основные продукты взаимодействия соединений амфотерных металлов со щелочами сведем в таблицу.

Металлы В расплаве щелочи В растворе щелочи

Степень окисле-ния  +2  (Zn, Sn, Be)

Соль состава X2YO2*. Например:   Na2ZnO2 Комплексная соль состава Х2[Y(OH)4]*. Например: Na2[Zn(OH)4]
Степень окисле-ния  +3   (Al, Cr, Fe) Соль состава XYO(мета-форма) или X3YO(орто-форма). Например: NaAlOили  Na3AlO3  Комплексная соль состава Х3[Y(OH)6]* или реже  Х[Y(OH)4]. Например: Na3[Al(OH)6] или Na[Al(OH)4]

* здесь Х — щелочной металл, Y — амфотерный металл.

Исключение — железо не образует гидроксокомплексы в растворе щелочи!

Например:

амфотерный оксид + щелочь (расплав) = соль + вода

Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O

амфотерный оксид + щелочь (раствор) = комплексная соль

ZnO + 2NaOH + H2O = Na2[Zn(OH)4]

4. Амфотерные оксиды взаимодействуют с основными оксидами.

При этом взаимодействие возможно только с основными оксидами, которым соответствуют щелочи и только в расплаве. В растворе основные оксиды взаимодействуют с водой с образованием щелочей.

амфотерный оксид + основный оксид = соль + вода

Al2O3 + Na2O = 2NaAlO2

5. Окислительные и восстановительнеы свойства.

Амфотерные оксиды способны выступать и как окислители, и как восстановители по тем же закономерностям и принципам, что и основные оксиды. Окислительно-восстановительные свойства  подробно рассмотрены в статье про основные оксиды.