Ամֆոտերային հիդրօքսիդների փոխազդեցությունը ալկալիների հետ. Ամֆոտերային հիդրօքսիդների հատկությունները

Նախքան խոսելը քիմիական հատկություններհիմքերը և ամֆոտերային հիդրօքսիդները, եկեք հստակ սահմանենք, թե դա ինչ է:

1) Հիմքերը կամ հիմնական հիդրօքսիդները ներառում են մետաղների հիդրօքսիդներ +1 կամ +2 օքսիդացման վիճակում, այսինքն. որոնց բանաձևերը գրված են կամ MeOH կամ Me(OH) 2: Այնուամենայնիվ, կան բացառություններ. Այսպիսով, հիդրօքսիդները Zn (OH) 2, Be (OH) 2, Pb (OH) 2, Sn (OH) 2 չեն պատկանում հիմքերին։

2) Ամֆոտերային հիդրօքսիդները ներառում են մետաղների հիդրօքսիդներ +3, +4 օքսիդացման վիճակում, և որպես բացառություն՝ հիդրօքսիդներ՝ Zn (OH) 2, Be (OH) 2, Pb (OH) 2, Sn (OH) 2։ Մետաղների հիդրօքսիդները օքսիդացման վիճակում +4, դյույմ ՕԳՏԱԳՈՐԾԵԼ առաջադրանքներչեն հանդիպում, հետևաբար չեն դիտարկվի:

Հիմքերի քիմիական հատկությունները

Բոլոր հիմքերը բաժանված են.

Հիշեցնենք, որ բերիլիումը և մագնեզիումը հողալկալիական մետաղներ չեն:

Բացի ջրում լուծվող լինելուց, ալկալիները շատ լավ տարանջատվում են նաև ջրային լուծույթներում, մինչդեռ չլուծվող հիմքերն ունեն տարանջատման ցածր աստիճան։

Լուծելիության և ալկալիների և չլուծվող հիդրօքսիդների միջև տարանջատման ունակության այս տարբերությունն իր հերթին հանգեցնում է նրանց քիմիական հատկությունների նկատելի տարբերությունների: Այսպիսով, մասնավորապես, ալկալիները քիմիապես ավելի ակտիվ միացություններ են և հաճախ ընդունակ են մտնելու այն ռեակցիաների մեջ, որոնց մեջ չեն մտնում անլուծելի հիմքերը:

Հիմքերի արձագանքը թթուների հետ

Ալկալիները փոխազդում են բացարձակապես բոլոր թթուների հետ, նույնիսկ շատ թույլ և չլուծվող թթուների հետ: Օրինակ:

Անլուծելի հիմքերարձագանքում են գրեթե բոլոր լուծվող թթուներին, չեն արձագանքում չլուծվող սիլիցիումի թթվի հետ.

Հարկ է նշել, որ ինչպես ուժեղ, այնպես էլ թույլ հիմքերը հետ ընդհանուր բանաձեւ Me (OH) 2 տեսակը թթվի պակասով կարող է ձևավորել հիմնական աղեր, օրինակ.

Փոխազդեցություն թթվային օքսիդների հետ

Ալկալիները փոխազդում են բոլոր թթվային օքսիդների հետ՝ առաջացնելով աղեր և հաճախ ջուր.

Անլուծելի հիմքերը կարող են արձագանքել կայուն թթուներին համապատասխանող բոլոր բարձր թթվային օքսիդների հետ, օրինակ՝ P 2 O 5, SO 3, N 2 O 5, միջին աղերի ձևավորմամբ1.

Me (OH) 2 ձևի անլուծելի հիմքերը ջրի առկայության դեպքում փոխազդում են ածխաթթու գազի հետ բացառապես հիմնական աղերի առաջացմամբ։ Օրինակ:

Cu(OH) 2 + CO 2 = (CuOH) 2 CO 3 + H 2 O

Սիլիցիումի երկօքսիդի հետ, իր բացառիկ իներտության շնորհիվ, արձագանքում են միայն ամենաուժեղ հիմքերը՝ ալկալիները։ Այս դեպքում ձևավորվում են նորմալ աղեր: Ռեակցիան չի ընթանում չլուծվող հիմքերով։ Օրինակ:

Հիմքերի փոխազդեցությունը ամֆոտերային օքսիդների և հիդրօքսիդների հետ

Բոլոր ալկալիները փոխազդում են ամֆոտերային օքսիդների և հիդրօքսիդների հետ։ Եթե ​​ռեակցիան իրականացվում է ամֆոտերային օքսիդի կամ հիդրօքսիդի միաձուլման միջոցով պինդ ալկալիի հետ, ապա նման ռեակցիան հանգեցնում է ջրածնազուրկ աղերի առաջացմանը.

Եթե ​​օգտագործվում են ալկալիների ջրային լուծույթներ, ապա առաջանում են հիդրոքսոմպլեքս աղեր.

Ալյումինի դեպքում խտացված ալկալիների ավելցուկի ազդեցության տակ Na աղի փոխարեն առաջանում է Na 3 աղ.

Հիմքերի փոխազդեցությունը աղերի հետ

Ցանկացած հիմք փոխազդում է ցանկացած աղի հետ միայն այն դեպքում, եթե միաժամանակ երկու պայման կա.

1) մեկնարկային միացությունների լուծելիությունը.

2) ռեակցիայի արտադրանքների մեջ նստվածքի կամ գազի առկայությունը

Օրինակ:

Հիմքերի ջերմային կայունություն

Բոլոր ալկալիները, բացի Ca(OH) 2-ից, դիմացկուն են ջերմության նկատմամբ և հալվում են առանց քայքայվելու:

Բոլոր չլուծվող հիմքերը, ինչպես նաև մի փոքր լուծվող Ca (OH) 2-ը, տաքանալիս քայքայվում են։ Մեծ մասը ջերմությունկալցիումի հիդրօքսիդի տարրալուծումը - մոտ 1000 o C:

Չլուծվող հիդրօքսիդները շատ ավելին ունեն ցածր ջերմաստիճաններտարրալուծում. Այսպիսով, օրինակ, պղնձի (II) հիդրօքսիդը քայքայվում է արդեն 70 o C-ից բարձր ջերմաստիճանում.

Ամֆոտերային հիդրօքսիդների քիմիական հատկությունները

Ամֆոտերային հիդրօքսիդների փոխազդեցությունը թթուների հետ

Ամֆոտերային հիդրօքսիդներարձագանքել ուժեղ թթուների հետ.

Ամֆոտերային մետաղների հիդրօքսիդները +3 օքսիդացման վիճակում, այսինքն. տեսակի Me (OH) 3, չեն փոխազդում թթուների հետ, ինչպիսիք են H 2 S, H 2 SO 3 և H 2 CO 3, քանի որ աղերը, որոնք կարող են ձևավորվել նման ռեակցիաների արդյունքում, ենթակա են անդառնալի հիդրոլիզի: բնօրինակ ամֆոտերային հիդրօքսիդ և համապատասխան թթու.

Ամֆոտերային հիդրօքսիդների փոխազդեցությունը թթվային օքսիդների հետ

Ամֆոտերային հիդրօքսիդները փոխազդում են ավելի բարձր օքսիդների հետ, որոնք համապատասխանում են կայուն թթուներին (SO 3, P 2 O 5, N 2 O 5).

Ամֆոտերային մետաղների հիդրօքսիդները +3 օքսիդացման վիճակում, այսինքն. տիպ Me (OH) 3, մի արձագանքեք SO 2 և CO 2 թթվային օքսիդների հետ:

Ամֆոտերային հիդրօքսիդների փոխազդեցությունը հիմքերի հետ

Հիմքերից ամֆոտերային հիդրօքսիդները փոխազդում են միայն ալկալիների հետ։ Այս դեպքում, եթե օգտագործվում է ալկալիի ջրային լուծույթ, ապա առաջանում են հիդրոքսոմպլեքս աղեր.

Իսկ երբ ամֆոտերային հիդրօքսիդները միաձուլվում են պինդ ալկալիների հետ, ստացվում են դրանց անջուր անալոգները.

Ամֆոտերային հիդրօքսիդների փոխազդեցությունը հիմնական օքսիդների հետ

Ամֆոտերային հիդրօքսիդները արձագանքում են, երբ միաձուլվում են ալկալային և հողալկալիական մետաղների օքսիդների հետ.

Ամֆոտերային հիդրօքսիդների ջերմային տարրալուծում

Բոլոր ամֆոտերային հիդրօքսիդները չեն լուծվում ջրում և, ինչպես ցանկացած չլուծվող հիդրօքսիդ, քայքայվում են, երբ տաքանում են համապատասխան օքսիդի և ջրի մեջ:

Հետ հունարեն«ամֆոտերոս» բառը թարգմանվում է որպես «մեկը և մյուսը»: Ամֆոտերականությունը նյութի թթու-հիմնային հատկությունների երկակիությունն է։ Հիդրօքսիդները կոչվում են ամֆոտեր, որոնք, կախված պայմաններից, կարող են դրսևորել ինչպես թթվային, այնպես էլ հիմնային հատկություններ։

Ամֆոտերային հիդրօքսիդի օրինակ է ցինկի հիդրօքսիդը: Այս հիդրօքսիդի բանաձևն իր հիմնական ձևով Zn(OH)2 է: Բայց դուք կարող եք գրել ցինկի հիդրօքսիդի բանաձեւը թթվային տեսքով՝ առաջին տեղում դնելով ջրածնի ատոմները, ինչպես անօրգանական թթուների բանաձեւերում՝ H2ZnO2 (նկ. 1): Այնուհետև ZnO22--ը կլինի թթվային մնացորդ՝ 2- լիցքով:

Բրինձ. 1. Ցինկի հիդրօքսիդի բանաձեւեր

Ամֆոտերային հիդրօքսիդի առանձնահատկությունն այն է, որ այն քիչ է տարբերվում ուժով O-N միացումներև Zn-O. Այստեղից էլ՝ հատկությունների երկակիությունը։ Թթուների հետ ռեակցիաներում, որոնք պատրաստ են ջրածնի կատիոններ նվիրաբերել, ցինկի հիդրօքսիդի համար օգտակար է կոտրել Zn-O կապը՝ նվիրաբերելով OH խումբ և հանդես գալով որպես հիմք: Նման ռեակցիաների արդյունքում առաջանում են աղեր, որոնցում ցինկը կատիոն է, ուստի դրանք կոչվում են կատիոնային տիպի աղեր.

Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O (հիմք)

Ալկալիների հետ ռեակցիաներում ցինկի հիդրօքսիդը հանդես է գալիս որպես թթու՝ հրաժարվելով ջրածնից։ Այս դեպքում առաջանում են անիոնային տիպի աղեր (ցինկը թթվային մնացորդի մաս է՝ ցինկատ անիոն)։ Օրինակ, երբ ցինկի հիդրօքսիդը միաձուլվում է պինդ նատրիումի հիդրօքսիդի հետ, ձևավորվում է Na2ZnO2՝ անիոնային տիպի նատրիումի ցինկատի միջին աղը.

H2ZnO2 + 2NaOH (TV.) = Na2ZnO2 + 2H2O (թթու)

Ալկալիների լուծույթների հետ փոխազդեցության ժամանակ ամֆոտերային հիդրօքսիդները առաջացնում են լուծելի բարդ աղեր։ Օրինակ, երբ ցինկի հիդրօքսիդը փոխազդում է նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթի հետ, ձևավորվում է նատրիումի տետրահիդրոքսոզինկատ.

Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2

2- բարդ անիոն է, որը սովորաբար փակվում է քառակուսի փակագծերում։

Այսպիսով, ցինկի հիդրօքսիդի ամֆոտերիականությունը պայմանավորված է ջրային լուծույթում ցինկի իոնների առկայության հնարավորությամբ ինչպես կատիոնների, այնպես էլ անիոնների բաղադրության մեջ։ Այս իոնների բաղադրությունը կախված է միջավայրի թթվայնությունից։ AT ալկալային միջավայր ZnO22- անիոնները կայուն են, իսկ Zn2+ կատիոնները կայուն են թթվային միջավայրում։

Ամֆոտերային հիդրօքսիդները ջրում չլուծվող նյութեր են, և երբ տաքանում են, դրանք քայքայվում են մետաղի օքսիդի և ջրի.

Zn(OH)2 = ZnO + H2O

2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O

Հիդրօքսիդի և օքսիդի մեջ մետաղի օքսիդացման աստիճանը պետք է լինի նույնը:

Ամֆոտերային հիդրօքսիդները ջրում չլուծվող միացություններ են, ուստի դրանք կարող են ստացվել անցումային մետաղի աղի և ալկալիի լուծույթի միջև փոխանակման ռեակցիայի միջոցով։ Օրինակ, ալյումինի հիդրօքսիդը ձևավորվում է ալյումինի քլորիդի և նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթների փոխազդեցությունից.

AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3↓ + 3NaCl

Երբ այդ լուծույթները քամվում են, առաջանում է ալյումինի հիդրօքսիդի սպիտակ դոնդողանման նստվածք (նկ. 2):

Բայց միևնույն ժամանակ չի կարելի թույլ տալ ալկալիի ավելցուկ, քանի որ ամֆոտերային հիդրօքսիդները լուծվում են ալկալիներում։ Հետեւաբար, ալկալիի փոխարեն ավելի լավ է օգտագործել ամոնիակի ջրային լուծույթ։ Այն թույլ հիմք է, որի մեջ ալյումինի հիդրօքսիդը չի լուծվում։ Երբ ալյումինի քլորիդը փոխազդում է ջրային լուծույթԱմոնիակը ձևավորում է ալյումինի հիդրօքսիդ և ամոնիումի քլորիդ.

AlCl3+ 3NH3. H2O = Al(OH)3↓ + 3NH4Cl

Բրինձ. 2. Ալյումինի հիդրօքսիդի տեղումներ

Ամֆոտերային հիդրօքսիդները առաջանում են անցումով քիմիական տարրերև ցուցադրում են երկակի հատկություններ, այսինքն՝ դրանք և՛ թթու են, և՛ հիմք: Մենք ձեռք ենք բերում և հաստատում ալյումինի հիդրօքսիդի ամֆոտերային բնույթը։

Փորձանոթում ստանում ենք ալյումինի հիդրօքսիդի նստվածք։ Դա անելու համար ալյումինի սուլֆատի լուծույթին ավելացվում է ոչ մեծ թվովալկալային լուծույթ (նատրիումի հիդրօքսիդ) մինչև նստվածքի առաջացումը (նկ. 1): Խնդրում ենք նկատի ունենալ. այս փուլում ալկալիները չպետք է գերազանցեն: Ստացված նստվածքը սպիտակ գույնալյումինի հիդրօքսիդ է.

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

Հաջորդ փորձի համար ստացված նստվածքը կբաժանենք երկու մասի։ Ապացուցելու համար, որ ալյումինի հիդրօքսիդը ցուցաբերում է թթվի հատկություններ, անհրաժեշտ է նրա ռեակցիան իրականացնել ալկալիի հետ։ Ընդհակառակը, ալյումինի հիդրօքսիդի հիմնական հատկություններն ապացուցելու համար խառնեք այն թթվի հետ։ Ալյումինի հիդրօքսիդի նստվածքով մեկ փորձանոթում ավելացնում ենք ալկալի-նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթ (այս անգամ վերցվում է ալկալիի ավելցուկ): Նստվածքը լուծվում է։ Ռեակցիայի արդյունքում առաջանում է բարդ աղ՝ նատրիումի հիդրոքսոալյումինատ.

Al(OH)3 + NaOH = Na

Երկրորդ փորձանոթի մեջ նստվածքով լցնել աղաթթվի լուծույթը: Նստվածքը նույնպես լուծվում է։ Սա նշանակում է, որ ալյումինի հիդրօքսիդը փոխազդում է ոչ միայն ալկալիների, այլ նաև թթվի հետ, այսինքն՝ ամֆոտերային հատկություններ է ցուցաբերում։ Այս դեպքում փոխանակման ռեակցիան շարունակվում է, առաջանում են ալյումինի քլորիդ և ջուր.

Փորձ թիվ 3. Նատրիումի տետրահիդրոքսոալյումինատի լուծույթի փոխազդեցությունը աղաթթուև ածխաթթու գազ

Նատրիումի հիդրոքսոալյումինատի լուծույթին կաթիլ-կաթիլ կավելացնենք աղաթթվի նոսր լուծույթ: Մենք դիտում ենք ալյումինի հիդրօքսիդի տեղումները և դրա հետագա տարրալուծումը.

Na + HCl = Al(OH) 3¯ + NaCl + H2O

Al(OH)3+ 3HCl = AlCl3 + 3H2O

Նատրիումի տետրահիդրոքսոալյումինատը անկայուն է և քայքայվում է թթվային միջավայրում։ Եկեք տեսնենք, թե թույլ ածխաթթուն ոչնչացնում է համալիրը:

Ածխածնի երկօքսիդը կանցկացնենք նատրիումի տետրահիդրոքսոալյումինատի լուծույթով։ Ածխածնի երկօքսիդն իր հերթին ստացվում է մարմարի և աղաթթվի ռեակցիայի արդյունքում։ Որոշ ժամանակ անց առաջանում է ջրում չլուծվող ալյումինի հիդրօքսիդի կասեցում, որը չի անհետանում ածխաթթու գազի հետագա անցումով։

Na + CO2= Al(OH)3¯ + NaHCO3

Այսինքն՝ ավելցուկային ածխաթթու գազը չի լուծում ալյումինի հիդրօքսիդը։

Աղբյուրներ

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

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

ներկայացման աղբյուր - http://ppt4web.ru/khimija/amfoternye-oksidy-i-gidroksidy.html

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

ամֆոտերիկ կոչվում են այդպիսի հիդրօքսիդներ, որոնք, կախված պայմաններից, դրսևորում են կամ հիմքերի կամ թթուների հատկություններ:

Ամֆոտերային հիդրօքսիդները ներառում են.

Ve (OH) 2, Zn (OH) 2, A1 (OH) 3, Cr (OH) 3, Sn (OH) 2, Pb (OH) 2

և որոշ ուրիշներ:

Ամֆոտերային հիդրօքսիդները արձագանքում են:

ա) թթուներով

Օրինակ:

A1 (OH) 3 + ZNS1 \u003d A1C1 3 + ZN 2 O,

Zn (OH) 2 + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + 2H 2 O;

բ) թթվային օքսիդներով,

2A1 (OH) 3 + 3SiO 2 A1 2 (SiO 3) 3 + ZH 2 O:

Այս ռեակցիաներում ամֆոտերային հիդրօքսիդները դրսևորում են հիմքերի հատկություններ .

մեջ) հիմքերով,

երբ պինդ մարմինները հալվում են, առաջանում են աղեր:

Օրինակ:

A1 (OH) 3 + NaOH հեռուստացույց: NaA1O 2 + 2H 2 O,

Zn(OH) 2 + 2KOH հեռուստացույց. K 2 ZnO 2 + 2H 2 O:

Այս ռեակցիաներում ամֆոտերային հիդրօքսիդները ցուցաբերում են թթուների հատկություններ։

Ալկալիների ջրային լուծույթների հետ ռեակցիաներում առաջանում են համապատասխան բարդ միացություններ։

Օրինակ:

A1 (OH) 3 + NaOH լուծույթ \u003d Na [A1 (OH) 4],

նատրիումի tetrahydroxoaluminate

Zn (OH) 2 + 2KOH լուծույթ \u003d K 2

կալիումի տետրահիդրոքսոզինկատ

է) հիմնական օքսիդներով:

2Cr(OH) 3 + K 2 O 2KCrO 2 + 3H 2 O:

Այս ռեակցիայի ժամանակ ամֆոտերային հիդրօքսիդը ցուցաբերում է թթվային հատկություններ։ Ռեակցիան ընթանում է ռեակտիվների միաձուլմամբ։

Հիմքերի ստացման մեթոդներ

1. Հիմքերի պատրաստման ընդհանուր մեթոդը լուծույթի փոխանակման ռեակցիան էաղ ալկալային լուծույթով. Փոխազդեցության ժամանակ ձևավորվում է նոր հիմք և նոր աղ:

Օրինակ:

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

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

Այս մեթոդով կարելի է ձեռք բերել ինչպես չլուծվող, այնպես էլ լուծվող հիմքեր։

2. Ալկալիներ կարելի է ձեռք բերել ալկալիների և հողալկալիական մետաղների ջրի հետ փոխազդելու միջոցով:.

Օրինակ:

2Na + 2H 2 O \u003d 2NaOH + H 2,

Ca + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + H 2:

3. Ալկալիներ կարելի է ստանալ նաև ալկալիների և հողալկալիական մետաղների օքսիդների ջրի հետ փոխազդեցությամբ։

Օրինակ:

Na 2 O + H 2 O \u003d 2NaOH,

CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2.

4.Տեխնիկայի մեջ ստացվում է ալկալիաղի լուծույթների էլեկտրոլիզ(օրինակ, քլորիդներ):

Օրինակ:

2NaС1 + 2Н 2 О
2NaOH + H 2 + C1 2.

Հիմքերի կիրառման ոլորտները

Նատրիումի և կալիումի հիդրօքսիդները (NaOH և KOH) օգտագործվում են նավթամթերքների մաքրման համար, օճառի, ռայոնի, թղթի արտադրության համար, օգտագործվում են տեքստիլ և կաշվե արդյունաբերության մեջ և այլն: Ալկալիները մակերեսների քիմիական յուղազերծման լուծույթների մի մասն են: գունավոր և որոշ գունավոր մետաղներից պաշտպանիչ և դեկորատիվ ծածկույթներ կիրառելուց առաջ:

Կալիումի, կալցիումի, բարիումի հիդրօքսիդները օգտագործվում են նավթարդյունաբերության մեջ արգելակված հորատման հեղուկների պատրաստման համար, որոնք հնարավոր են դարձնում անկայուն հորատումը. ժայռեր. Ալկալիների լուծույթների ներարկումը ձևավորման մեջ նպաստում է արտադրողական գոյացությունների նավթի վերականգնման ավելացմանը:

Երկաթի (III), կալցիումի և նատրիումի հիդրօքսիդները օգտագործվում են որպես ռեագենտներ՝ ջրածնի սուլֆիդից գազի մաքրման համար։

Hydrated lime Ca(OH) 2-ը օգտագործվում է որպես մետաղի կոռոզիայի արգելակիչ ծովի ջրի ազդեցության տակ, ինչպես նաև ռեագենտ ջրի կարծրությունը հեռացնելու և մազութը մաքրելու համար, որն օգտագործվում է քսայուղերի պատրաստման մեջ:

Ալյումինի և երկաթի (III) հիդրօքսիդներն օգտագործվում են որպես ջրի մաքրման, ինչպես նաև հորատման հեղուկների պատրաստման համար ֆլոկուլանտներ։

Հիմնադրամներ - Սա քիմիական միացություն, ունակ է կովալենտային կապ ստեղծել պրոտոնի (Բրոնստեդ հիմք) կամ մեկ այլ քիմիական միացության դատարկ ուղեծրի հետ (Լյուիսի հիմք)

Հիմքերի քիմիական հատկությունները

Հիմքերի ստացման մեթոդներ

1 . ջրային աղի լուծույթների էլեկտրոլիզակտիվ մետաղներ.

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

Մետաղների աղերի էլեկտրոլիզի ժամանակ, կանգնելով մի շարք լարումների մինչև ալյումինի, ջուրը կաթոդում կրճատվում է գազային ջրածնի և հիդրօքսիդի իոնների արտազատմամբ։ Աղի տարանջատման ժամանակ առաջացած մետաղական կատիոնները առաջացած հիդրօքսիդի իոններով հիմքեր են կազմում։

2 . Մետաղների փոխազդեցությունը ջրի հետ. 2Na+2H2O=2NaOH+H22Na+2H2O=2NaOH+H2 Այս մեթոդը գործնական կիրառություն չի գտնում ո՛չ լաբորատորիայում, ո՛չ արդյունաբերության մեջ։

3 . օքսիդների փոխազդեցությունը ջրի հետ. CaO+H2O=Ca(OH)2CaO+H2O=Ca(OH)2

4 . փոխանակման ռեակցիաներ(կարելի է ձեռք բերել ինչպես լուծելի, այնպես էլ անլուծելի հիմքեր)՝ Ba(OH)2+K2SO4=2KOH+BaSO4↓Ba(OH)2+K2SO4=2KOH+BaSO4↓CuCl2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaNO3.

Ամֆոտերային միացություններ - Սանյութեր, որոնք, կախված ռեակցիայի պայմաններից, ցուցաբերում են թթվային կամ հիմնային հատկություններ։

Ամֆոտերային հիդրօքսիդներ - ջրի մեջ չլուծվող նյութեր, որոնք տաքացնելիս քայքայվում են մետաղի օքսիդի և ջրի.

Zn(OH) 2 = ZnO + H 2 O

2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O

2Al(OH) 3 \u003d Al 2 O 3 + 3H 2 O

Ամֆոտերային հիդրօքսիդի օրինակ է ցինկի հիդրօքսիդը: Այս հիդրօքսիդի բանաձևն իր հիմնական ձևով Zn(OH) 2 է: Բայց դուք կարող եք գրել ցինկի հիդրօքսիդի բանաձեւը թթվային տեսքով՝ առաջին տեղում դնելով ջրածնի ատոմները, ինչպես անօրգանական թթուների բանաձեւերում՝ H 2 ZnO 2 (նկ. 1): Այնուհետև ZnO 2 2-ը կլինի 2- լիցք ունեցող թթվային մնացորդ:

Ամֆոտերային հիդրօքսիդի առանձնահատկությունն այն է, որ այն քիչ է տարբերվում O-H և Zn-O կապերի ուժով: Այստեղից էլ՝ հատկությունների երկակիությունը։ Թթուների հետ ռեակցիաներում, որոնք պատրաստ են ջրածնի կատիոններ նվիրաբերել, ցինկի հիդրօքսիդի համար օգտակար է կոտրել Zn-O կապը՝ նվիրաբերելով OH խումբ և հանդես գալով որպես հիմք: Նման ռեակցիաների արդյունքում առաջանում են աղեր, որոնցում ցինկը կատիոն է, ուստի դրանք կոչվում են կատիոնային տիպի աղեր.

Zn(OH) 2 + 2HCl = ZnCl 2 + 2H 2 O

Ամֆոտերային օքսիդներ - աղ առաջացնող օքսիդներ, որոնք, կախված պայմաններից, ցուցաբերում են հիմնային կամ թթվային հատկություններ (այսինքն՝ դրսևորելով ամֆոտերիկություն): Ձևավորվում է անցումային մետաղներով։ Ամֆոտերային օքսիդներում մետաղները սովորաբար ցուցադրում են օքսիդացման վիճակներ III-ից IV, բացառությամբ ZnO, BeO, SnO, PbO:

Ամֆոտերային օքսիդներ ունեն երկակի բնույթ. նրանք կարող են փոխազդել թթուների և հիմքերի (ալկալիների) հետ.

Ալ 2 Օ 3 + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 Օ

Ալ 2 Օ 3 + 2NaOH + 3H 2 O = 2 Na:

Տիպիկ ամֆոտերային օքսիդներ :Հ 2 Օ, ԲեՈ, Ալ 2 Օ 3 , Քր 2 Օ 3 , Ֆե 2 Օ 3 և այլն:

9. Քիմիական թերմոդինամիկա. Համակարգի հասկացություններ, էնտրոպիա, էնթալպիա, քիմիական ռեակցիայի ջերմային ազդեցություն, Հեսսի օրենքը և դրա հետևանքները։ Ռեակցիայի էնդոթերմ և էկզոթերմ, թերմոդինամիկայի 1-ին և 2-րդ օրենքներ, Քիմիական ռեակցիայի արագություն (ազդող գործոններ), Վանտ Հոֆի կանոն, Վանտ Հոֆի հավասարում։

Քիմիական թերմոդինամիկա - գիտություն, որն ուսումնասիրում է համակարգերի և օրենքների կայունության պայմանները:

Թերմոդինամիկա - մակրոհամակարգերի գիտություն.

Թերմոդինամիկական համակարգ - շրջակա աշխարհի մակրոսկոպիկ մաս, որտեղ տեղի են ունենում տարբեր ֆիզիկական և քիմիական գործընթացներ:

ցրված համակարգ կոչվում է տարասեռ համակարգ, որտեղ մի փուլի փոքր մասնիկները հավասարաչափ բաշխված են մյուս փուլի ծավալով։

Էնտրոպիա (Հունարեն entropia-ից) - շրջադարձ, փոխակերպում: Էնտրոպիայի հայեցակարգն առաջին անգամ ներդրվել է թերմոդինամիկայի մեջ՝ որոշելու էներգիայի անդառնալի ցրման չափը։ Էնտրոպիան լայնորեն կիրառվում է գիտության այլ բնագավառներում. վիճակագրական ֆիզիկայում՝ որպես ցանկացած մակրոսկոպիկ վիճակի իրականացման հավանականության չափիչ; տեղեկատվության տեսության մեջ՝ ցանկացած փորձի (թեստի) անորոշության չափում, որը կարող է ունենալ տարբեր արդյունքներ: Էնտրոպիայի այս բոլոր մեկնաբանությունները խորը ներքին կապ ունեն։

Էնթալպիա (ջերմային ֆունկցիա, ջերմային պարունակություն) - թերմոդինամիկական ներուժ, որը բնութագրում է համակարգի վիճակը թերմոդինամիկական հավասարակշռության մեջ, երբ ճնշումը, էնտրոպիան և մասնիկների քանակը ընտրվում են որպես անկախ փոփոխականներ:

Պարզ ասած, էթալպիան այն էներգիան է, որը հասանելի է որոշակի մշտական ​​ճնշման տակ ջերմության վերածվելու համար:

Ջերմային ազդեցությունները սովորաբար նշվում են ջերմաքիմիական հավասարումների մեջ քիմիական ռեակցիաներ, օգտագործելով ΔН համակարգի էթալպիայի (ջերմային պարունակության) արժեքները:

Եթե ​​ΔH< 0, то теплота выделяется, т.е. реакция является экзотермической.

Էնդոթերմիկ ռեակցիաների համար ΔH > 0:

Քիմիական ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը ռեակտիվների տվյալ քանակի համար արտազատվող կամ կլանված ջերմությունն է:

Ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը կախված է նյութերի վիճակից։

Դիտարկենք ջրածնի և թթվածնի ռեակցիայի ջերմաքիմիական հավասարումը.

Այս գրառումը նշանակում է, որ երբ 2 մոլ ջրածինը փոխազդում է 1 մոլ թթվածնի հետ, գազային վիճակում առաջանում է 2 մոլ ջուր։ Այս դեպքում արտանետվում է 483,6 (կՋ) ջերմություն։

Հեսսի օրենքը - Իզոբարային-իզոթերմային կամ իզոխորիկ-իզոթերմային պայմաններում իրականացվող քիմիական ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը կախված է միայն սկզբնական նյութերի և ռեակցիայի արտադրանքի տեսակից և վիճակից և կախված չէ դրա առաջացման ուղուց:

Հեսսի օրենքի հետևանքները.

Հակադարձ ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը հավասար է հակառակ նշանով ուղիղ ռեակցիայի ջերմային ազդեցությանը, այսինքն. ռեակցիաների համար

պատասխանելով նրանց ջերմային էֆեկտներկապված հավասարությամբ

2. Եթե մի շարք հաջորդական քիմիական ռեակցիաների արդյունքում համակարգը գալիս է մի վիճակի, որն ամբողջությամբ համընկնում է սկզբնականին (շրջանաձև պրոցես), ապա այդ ռեակցիաների ջերմային ազդեցությունների գումարը հավասար է զրոյի, այսինքն. մի շարք ռեակցիաների համար

դրանց ջերմային ազդեցությունների գումարը

Ձևավորման էթալպիան հասկացվում է որպես 1 մոլ նյութի առաջացման ռեակցիայի ջերմային ազդեցություն: պարզ նյութեր. Սովորաբար օգտագործվում են ձևավորման ստանդարտ էնթալպիաներ։ Նշվում են կամ (հաճախ ինդեքսներից մեկը բաց է թողնվում; f - անգլերեն ձևավորումից):

Թերմոդինամիկայի առաջին օրենքը - Համակարգի ներքին էներգիայի փոփոխությունը մի վիճակից մյուսին անցնելու ժամանակ հավասար է աշխատանքի գումարին. արտաքին ուժերև համակարգին փոխանցվող ջերմության քանակը

Համաձայն թերմոդինամիկայի առաջին օրենքի՝ աշխատանքը կարող է կատարվել միայն ջերմության կամ էներգիայի այլ ձևի միջոցով։ Հետևաբար, աշխատանքը և ջերմության քանակը չափվում են նույն միավորներով՝ ջոուլներով (ինչպես նաև էներգիայով):

որտեղ ΔU-ն ներքին էներգիայի փոփոխությունն է, A-ն արտաքին ուժերի աշխատանքն է, Q-ը՝ համակարգին փոխանցվող ջերմության քանակությունը։

Թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքը - Հնարավոր չէ ոչ մի գործընթաց, որի միակ արդյունքը կլիներ ջերմության փոխանցումը ավելի սառը մարմնից ավելի տաք մարմնին

Վան Հոֆի կանոնը նշում է, որ ջերմաստիճանի յուրաքանչյուր 10° բարձրացման դեպքում քիմիական ռեակցիայի արագությունը մեծանում է 2-4 անգամ։

Այս կանոնը նկարագրող հավասարումը հետևյալն է. (\displaystyle ~V_(2)=V_(1)\cdot \gamma ^(\frac (T_(2)-T_(1))(10)))

որտեղ V 2-ը ռեակցիայի արագությունն է t 2 ջերմաստիճանում, իսկ V 1-ը ռեակցիայի արագությունն է t 1 ջերմաստիճանում;

ɣ-ը ռեակցիայի արագության ջերմաստիճանի գործակիցն է: (եթե այն հավասար է, օրինակ, 2-ի, ապա ռեակցիայի արագությունը կավելանա 2 անգամ, երբ ջերմաստիճանը բարձրանա 10 աստիճանով):

Էնդոթերմիկ ռեակցիաներ - քիմիական ռեակցիաներ, որոնք ուղեկցվում են ջերմության կլանմամբ. Էնդոթերմիկ ռեակցիաների դեպքում էթալպիայի և ներքին էներգիայի փոփոխությունը դրական է (\displaystyle \Delta H>0)(\displaystyle \Delta U>0), ուստի ռեակցիայի արտադրանքները պարունակում են ավելի շատ էներգիա, քան սկզբնական բաղադրիչները։

Էնդոթերմիկ ռեակցիաները ներառում են.

օքսիդներից մետաղների վերացման ռեակցիաներ,

էլեկտրոլիզ (էլեկտրական էներգիան կլանում է),

էլեկտրոլիտիկ դիսոցացիա (օրինակ՝ ջրում աղերի լուծարում),

իոնացում,

ջրի պայթյուն - փոքր քանակությամբ ջրին մատակարարվող մեծ քանակությամբ ջերմություն ծախսվում է ակնթարթային տաքացման և հեղուկը գերտաքացվող գոլորշու փուլային անցման վրա, մինչդեռ ներքին էներգիան մեծանում է և դրսևորվում է գոլորշու երկու էներգիայի տեսքով՝ ներմոլեկուլային ջերմային: և միջմոլեկուլային ներուժը:

ֆոտոսինթեզ.

էկզոտերմիկ ռեակցիա - քիմիական ռեակցիա, որն ուղեկցվում է ջերմության արտանետմամբ. Էնդոթերմիկ ռեակցիայի հակառակը:

Թեմա՝ Միացությունների հիմնական դասերը, դրանց հատկությունները և բնորոշ ռեակցիաները

Դաս. Ամֆոտերային հիդրօքսիդներ

Հունարենից «ամֆոտերոս» բառը թարգմանվում է որպես «մեկը և մյուսը»: Ամֆոտերականությունը նյութի թթու-հիմնային հատկությունների երկակիությունն է։ Հիդրօքսիդները կոչվում են ամֆոտեր, որոնք, կախված պայմաններից, կարող են դրսևորել ինչպես թթվային, այնպես էլ հիմնային հատկություններ։

Ամֆոտերային հիդրօքսիդի օրինակ է ցինկի հիդրօքսիդը: Այս հիդրօքսիդի բանաձևն իր հիմնական ձևով Zn(OH) 2 է: Բայց դուք կարող եք գրել ցինկի հիդրօքսիդի բանաձեւը թթվային տեսքով՝ առաջին տեղում դնելով ջրածնի ատոմները, ինչպես անօրգանական թթուների բանաձեւերում՝ H 2 ZnO 2 (նկ. 1): Այնուհետև ZnO 2 2-ը կլինի 2- լիցք ունեցող թթվային մնացորդ:

Բրինձ. 1. Ցինկի հիդրօքսիդի բանաձեւեր

Ամֆոտերային հիդրօքսիդի առանձնահատկությունն այն է, որ այն քիչ է տարբերվում O-H և Zn-O կապերի ուժով: Այստեղից էլ՝ հատկությունների երկակիությունը։ Թթուների հետ ռեակցիաներում, որոնք պատրաստ են ջրածնի կատիոններ նվիրաբերել, ցինկի հիդրօքսիդի համար օգտակար է կոտրել Zn-O կապը՝ նվիրաբերելով OH խումբ և հանդես գալով որպես հիմք: Նման ռեակցիաների արդյունքում առաջանում են աղեր, որոնցում ցինկը կատիոն է, ուստի դրանք կոչվում են կատիոնային տիպի աղեր.

Zn(OH) 2 + 2HCl = ZnCl 2 + 2H 2 O

(հիմք)

Ալկալիների հետ ռեակցիաներում ցինկի հիդրօքսիդը հանդես է գալիս որպես թթու՝ հրաժարվելով ջրածնից։ Այս դեպքում առաջանում են անիոնային տիպի աղեր (ցինկը թթվային մնացորդի մաս է՝ ցինկատ անիոն)։ Օրինակ, երբ ցինկի հիդրօքսիդը միաձուլվում է պինդ նատրիումի հիդրօքսիդի հետ, ձևավորվում է Na 2 ZnO 2 - նատրիումի ցինկատի անիոնային տիպի միջին աղը.

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

(թթու)

Ալկալիների լուծույթների հետ փոխազդեցության ժամանակ ամֆոտերային հիդրօքսիդները առաջացնում են լուծելի բարդ աղեր։ Օրինակ, երբ ցինկի հիդրօքսիդը փոխազդում է նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթի հետ, ձևավորվում է նատրիումի տետրահիդրոքսոզինկատ.

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

2- բարդ անիոն է, որը սովորաբար փակվում է քառակուսի փակագծերում։

Այսպիսով, ցինկի հիդրօքսիդի ամֆոտերիականությունը պայմանավորված է ջրային լուծույթում ցինկի իոնների առկայության հնարավորությամբ ինչպես կատիոնների, այնպես էլ անիոնների բաղադրության մեջ։ Այս իոնների բաղադրությունը կախված է միջավայրի թթվայնությունից։ ZnO 2 2- անիոնները կայուն են ալկալային միջավայրում, իսկ Zn 2+ կատիոնները կայուն են թթվային միջավայրում։

Ամֆոտերային հիդրօքսիդները ջրում չլուծվող նյութեր են, և երբ տաքանում են, դրանք քայքայվում են մետաղի օքսիդի և ջրի.

Zn(OH) 2 = ZnO + H 2 O

2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O

2Al(OH) 3 \u003d Al 2 O 3 + 3H 2 O

Հիդրօքսիդի և օքսիդի մեջ մետաղի օքսիդացման աստիճանը պետք է լինի նույնը:

Ամֆոտերային հիդրօքսիդները ջրում չլուծվող միացություններ են, ուստի դրանք կարող են ստացվել անցումային մետաղի աղի և ալկալիի լուծույթի միջև փոխանակման ռեակցիայի միջոցով։ Օրինակ, ալյումինի հիդրօքսիդը ձևավորվում է ալյումինի քլորիդի և նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթների փոխազդեցությունից.

AlCl 3 + 3NaOH = Al(OH) 3 ↓ + 3NaCl

Երբ այդ լուծույթները քամվում են, առաջանում է ալյումինի հիդրօքսիդի սպիտակ դոնդողանման նստվածք (նկ. 2):

Բայց միևնույն ժամանակ չի կարելի թույլ տալ ալկալիի ավելցուկ, քանի որ ամֆոտերային հիդրօքսիդները լուծվում են ալկալիներում։ Հետեւաբար, ալկալիի փոխարեն ավելի լավ է օգտագործել ամոնիակի ջրային լուծույթ։ Այն թույլ հիմք է, որի մեջ ալյումինի հիդրօքսիդը չի լուծվում։ Երբ ալյումինի քլորիդը փոխազդում է ամոնիակի ջրային լուծույթի հետ, առաջանում են ալյումինի հիդրօքսիդ և ամոնիումի քլորիդ.

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

Բրինձ. 2. Ալյումինի հիդրօքսիդի տեղումներ

Մատենագիտություն

1. Novoshinsky I. I., Novoshinskaya N. S. Քիմիա. Դասագիրք 10-րդ դասարանի ընդհանուր. ինստ. պրոֆիլի մակարդակ: - Մ .: ՍՊԸ «ԹԻԴ» Ռուսերեն բառ- RS», 2008. (§54)
2. Կուզնեցովա Ն. Ե., Լիտվինովա Տ. Ն., Լևկին Ա. Ն. Քիմիա. Դասարան 11. Դասագիրք ընդհանրապես ուսանողների համար: ինստ. ( պրոֆիլի մակարդակ 2 ժամում Մաս 2. Մ.: Վենտանա-Գրաֆ, 2008թ. (էջ 110-111)
3. Ռադեցկի Ա.Մ. Քիմիա. Դիդակտիկ նյութ. 10-11 դասարաններ. - Մ.: Կրթություն, 2011:
4. Խոմչենկո Ի. Դ. Քիմիայի խնդիրների և վարժությունների ժողովածու համար ավագ դպրոց. - Մ.: ՌԻԱ «Նոր ալիք»: Հրատարակիչ Ումերենկով, 2008 թ.