Амфотерные оксиды и гидроксиды

Амфотерными называют оксиды и гидроксиды, проявляющие как основные, так и кислотные свойства, т. е. реагирующие, соответственно, как с кислотами, так и со щелочами.

Амфотерному оксиду соответствует амфотерный гидроксид. Например, амфотерному оксиду ZnO соответствует амфотерный гидроксид Zn(ОH)₂, a амфотерному оксиду Al₂O₃ ‒ амфотерный гидроксид Аl(ОН)₃.

Проявляя основные свойства, амфотерные оксиды и гидроксиды реагируют с кислотами, образуя соль и воду, например:

Проявляя кислотные свойства, они реагируют со щелочами, также образуя соль и воду, например:

Чтобы правильно составить формулу образующейся соли, следует написать формулу амфотерного гидроксида так, как обычно записывается формула кислоты, и отсюда найти формулу соответствующего кислотного остатка. Например, в случае соединений цинка и алюминия надо мысленно проделать следующие логические переходы:

Следует обратить внимание, что в случае алюминия кислота теряет одну молекулу воды, т.е. образовавшаяся соль соответствует не ортоалюминиевой кислоте Н₃AlO₃, а метаалюминиевой кислоте НАlO₂.

Амфотерными свойствами обладает большое число оксидов и гидроксидов, например оксиды и гидроксиды бериллия, хрома (III), олова(II), свинца(II), олова(IV), свинца(IV).

Амфотерные гидроксиды практически нерастворимы в воде, поэтому соответствующие им амфотерные оксиды с водой не взаимодействуют. Как основные, так и кислотные свойства этих гидроксидов выражены слабо, т. е. они являются и слабыми основаниями, и слабыми кислотами одновременно.

Поскольку амфотерные гидроксиды растворимы в растворах щелочей, то для получения таких гидроксидов нельзя брать избыток щелочи в обменной реакции между солью и щелочью, так как это приведет к растворению в ней амфотерного гидроксида. Чтобы этого не произошло, иногда бывает достаточно вместо гидроксида натрия взять гидроксид аммония, в котором амфотерные гидроксиды с очень слабыми кислотными свойствами не растворяются.

При растворении гидроксида алюминия в щелочи могут образовываться разные соединения. Это связано с разной степенью гидратации этих соединений и разным количеством щелочи, участвующей в реакции:

Так, если в растворах алюминатов щелочных металлов присутствует ион [А1(ОН)₄]^-, то в безводном состоянии алюминаты содержат ион АlO₂^-, т.е. при растворении гидроксида алюминия в растворе NaOH образуется тетрагидроксоалюминат натрия Na[Al(OH)₄], а при обезвоживании последнего – метаалюминат натрия NaAlO₂:

Аналогичным образом реакцию гидроксида цинка со щелочью можно записать двумя способами:

Рассмотренные примеры могут служить моделью для предсказания возможных форм соединений, которые образуются при действии щелочи на амфотерный оксид или гидроксид, Аl(ОН)₃ ‒ модель для металлов в степени окисления (+3), Zn(ОН)₂ ‒ для металлов в степени окисления (+2).