Дізнаєтеся, зрозумієте, використаєте
Які гідроксиди виявляють і основні, і кислотні властивості?
Амфотерні гідроксиди виявляють і основні, і кислотні властивості.
Який склад мають продукти реакцій цих гідроксидів з лугами?
Продуктами реакцій амфотерних гідроксидів з лугами є дві різні солі.
Експериментуймо
Експериментуємо в хімічному кабінеті / лабораторії
ДОСЛІДЖУЄМО ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ АМФОТЕРНОГО ГІДРОКСИДУ
Обладнання: штатив із пробірками, скляна паличка.
Реактиви: розчини натрій гідроксиду (NaOH), цинк сульфату (ZnSO4), нітратної кислоти (HNO3).
Хід роботи
1. Наливаємо в пробірку 2 мл розчину цинк сульфату і додаємо порціями (по кілька крапель) розчин натрій гідроксиду до появи нерозчинного у воді цинк гідроксиду.
Рівняння реакції: ZnSO4 + 2NaOH = Zn(OH)2↓ + Na2SO4.
2. Отриману суміш перемішуємо скляною паличкою і половину її переливаємо в порожню пробірку.
3. До однієї порції суміші з осадом цинк гідроксиду додаємо по кілька крапель розчину нітратної кислоти, щоразу перемішуючи суміш до повного перетворення гідроксиду на розчинну сіль, а до другої порції суміші — розчин натрій гідроксиду, перемішуючи, до зникнення осаду.
Записуємо рівняння реакцій цинк гідроксиду з кислотою і лугом у розчині.
Якщо цинк гідроксид, реагує з кислотою, то він поводить себе як основа, утворюючи сіль і воду:
Zn(OH)2 + 2HNO3 = Zn(NO3)2 + 2H2O
Якщо цинк гідроксид, реагує з лугом, то він поводить себе як кислота H2ZnO2, утворюючи сіль і воду:
Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4]
натрій тетрагідроксоцинкат
Скласти формулу сполуки Na2Zn(OH)4 можна, замінюючи у формулі цинкату Na2ZnO2 кожний атом Оксигену (двовалентний елемент) на дві ОН–групи (одновалентні).
Експериментуймо
Учень, щоб одержати цинк гідроксид, почав змішувати розчини реагентів в іншій послідовності — до розчину натрій гідроксиду додав кілька крапель розчину цинк сульфату. Осад цинк гідроксиду не утворився. Поясніть чому.
При такій послідовності змішування розчинів, утворений амфотерний гідроксид Zn(OH)2 буде вступати в реакцію з надлишковим натрій гідроксидом, тому утворений осад буде розчинятися.
2NaOH + ZnSO4 = Zn(OH)2↓+ Na2SO4
Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4] — натрій тетрагіроксоцинкат — розчинна сіль.
Виконаймо вправу
Складіть рівняння реакції термічного розкладу плюмбум (ІІ) гідроксиду.
Pb(OH)2 = PbO + H2O
Виконаймо вправу
Складіть рівняння реакції цинк оксиду з кальцій гідроксидом у разі нагрівання.
ZnO + Сa(OH)2 = CaZnO2 + H2O
Думаймо
Сформулюйте цікаве запитання за темою параграфа і поставте його своїм однокласникам / однокласницям. Порівняйте свою і їхні відповіді та оцініть їх. Поясніть, чому ваша оцінка саме така.
Чому всі амфотерні гідроксиди не взаємодіють з водою?
Усі амфотерні гідроксиди є нерозчинними у воді, тому не взаємодіють з водою.
ВАШІ ДОСЯГНЕННЯ І ВІДКРИТТЯ
Вправа 110
За якими хімічними властивостями амфотерний гідроксид відрізняється від основи та кислоти?
Амфотерний гідроксид, реагуючи з кислотою, виявляє основні властивості, а реагуючи з основою (лугом) — кислотні.
Вправа 111
Складіть рівняння реакцій плюмбум (ІІ) гідроксиду:
а) з ортофосфатною кислотою;
3Pb(OH)2 + 2H3PO4 = Pb3(PO4)2 + 6H2O
б) з розчином барій гідроксиду.
Pb(OH)2 + Ba(OH)2 = Ba[Pb(OH)4]
Вправа 112
Запропонуйте спосіб розпізнавання білих порошків гідроксидів Магнію і Цинку.
Беручи до уваги те, що цинк гідроксид, на відміну від магній гідроксиду, є амфотерний, тому сполуки можна розпізнати за допомогою лугу, наприклад, NaOH.
У пробірці з гідроксидом Цинку будемо спостерігаємо розчинення білого осаду.
Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4] — розчинна сіль.
Вправа 113
Складіть рівняння реакції термічного розкладу алюміній гідроксиду.
4Al(OH)3 = 2Al2O3 + 6H2O
Вправа 114
Молярна маса амфотерного гідроксиду становить 116 г/моль. Напишіть формулу цієї сполуки.
Розв'язання
Амфотерні гідроксиди мають від двох до шести гідроксильних груп ОН.
Mr(OH)=Ar(O)+Ar(H)=16+1=17.
Якщо гідроксильних груп є дві, то відносна атомна маса невідомого металічного елементу дорівнює 116–2•17=82. Такого металічного елемента не існує.
Якщо гідроксильних груп є три, то відносна атомна маса невідомого металічного елемента дорівнює 116–3•17=65. Такий металічний елемент існує, але сполука має дві гідроксильні групи, тому не підходить.
Якщо гідроксильних груп є чотири, то відносна атомна маса невідомого металічного елемента дорівнює 116–4•17=48. Таку відносну атомну масу має хімічний елемент Титан, отже, формула амфотерної сполуки Ті(OH)4.
Відповідь: Ті(OH)4.
Вправа 115
Після нагрівання станум (ІІ) гідроксиду маса твердої речовини зменшилася на 9 %. Чи повністю розклався гідроксид?
Розв'язання
1. Записуємо рівняння реакції розкладу станум (II) гідроксиду: Sn(OH)2 = SnO + H2O
Під час нагрівання випаровується вода, тому маса сухого залишку зменшується за рахунок водяної пари.
2. Обчислимо молярні маси станум (II) оксиду і води.
Mr(Sn(OH)2) = Ar(Sn) + 2Ar(O) + 2•Ar(H) = 119 + 2•16 + 2•1 = 153, тому M(Sn(OH)2) = 153 /моль
Mr(H2O) = 2Ar(H) + Ar(O) = 2•1 + 16 = 18, тому M(H2O) = 18 г/моль
3. Обчислимо масову частку води у станум (II) гідроксиді:
w(H2O) = M(H2O)/M(Sn(OH)2) = 18 : 153 = 0,118, або 11,8%. Становить залишок.
9% < 11,8%, тобто cухого залишку залишилося менше, ніж повинно бути, тому реакція здійснилася не повністю і в суміші залишився нерозкладений гідроксид.
Відповідь: не повністю розклався гідроксид.
Вправа 116
Медичний засіб «цинкова мазь» містить цинк оксид. Масова частка цієї речовини в препараті становить 10 % (решта — вазелін або спеціальний парафін). Обчисліть масу цинк гідроксиду, необхідну для одержання цинк оксиду, щоб виготовити цинкову мазь масою 200 г.
Дано: m(суміші)=200 г, w(ZnO)=10%.
Знайти: m(ZnOH)–?
Розв'язання
1–й спосіб
1. Обчислюємо масу цинк оксиду в суміші мазі:
m(ZnO)=w(ZnO)•m(суміші): 100%=10% • 200 г: 100% = 20 (г)
2. Складаємо хімічне рівняння:
x г 20 г
Zn(OH)2 = ZnO + H2O
99 г 81 г
Над формулами сполук Zn(OH)2 і ZnO записуємо невідому масу гідроксиду (х г) і знайдену масу оксиду (20 г), а під формулами – маси кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярні маси речовин й, відповідно, масу 1 моль цинк гідроксиду і 1 моль цинк оксиду, бо розклався 1 моль цинк гідроксиду Zn(OH)2 з утворенням 1 моль цинк оксиду ZnO.
Mr(Zn(OH)2)=Ar(Zn)+2Ar(O)+2Ar(H)=65+2•16+2•1=99, тому
M(Zn(OH)2)=99 г/моль, маса 1 моль=99 г.
Mr(ZnO)=Ar(Zn)+Ar(O)=65+16=81, тому M(ZnO)=81 г/моль, маса 1 моль=81 г
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її:
за рівнянням реакції з 99 г Zn(OH)2 утворюється 81 г ZnO,
за умовою задачі з х г Zn(OH)2 ― 20 г ZnO
х г / 99 г = 20 г / 81 г, звідси х г • 81 г = 99 г • 20 г, тому
х = 99 г • 20 г : 81 г = 24,4 г
2–ий спосіб
1. Обчислюємо масу цинк оксиду в суміші мазі:
m(ZnO)=w(ZnO)•m(суміші): 100%=10% • 200 г: 100% = 20 (г)
2. Обчислюємо кількість речовини цинк оксиду масою 20 г.
Mr(ZnO)=Ar(Zn)+Ar(O)=65+16=81, тому M(ZnO)=81 г/моль
n(ZnO)=m(ZnO) : M(ZnO)=20 г : 81 г/моль=0,247 моль
3. Записуємо рівняння реакції: Zn(OH)2 = ZnO + H2O
За рівнянням реакціїї n(Zn(OH)2):n(ZnO)=1:1, звідси n(Zn(OH)2)=n(ZnO)=0,247 моль
4. Обчислюємо масу цинк гідроксиду кількістю речовини 0,247 моль.
Mr(Zn(OH)2)=Ar(Zn)+2Ar(O)+2Ar(H)=65+2•16+2•1=99, тому M(Zn(OH)2)=99 г/моль.
m(Zn(OH)2)=n(Zn(OH)2)•M(Zn(OH)2)=0,247 моль • 99 г/моль=24,4 г
Відповідь: m(Zn(OH)2)=24,4 г.
Вправа 117
Випишіть ключові слова і словосполучення з тексту параграфа для укладання двомовного словничка.
Амфотерні сполуки — amphoteric compounds, амфотерні гідроксиди — amphoteric hydroxides, амфотерні оксиди — amphoteric oxides.
Вправа 118
Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.
| Навчальні досягнення (що я знаю та вмію) | Самооцінка |
| Знаю, які сполуки називаються амфотерними. | ... |
| Знаю, хімічні властивості амфотерних гідроксидів. | ... |
| Умію навести приклади амфотерних гідроксидів. | ... |
| Умію складати рівняння реакцій амфотерних сполук з основами і кислотами. | ... |
| Умію записати рівняння розкладу амфотерних гідроксидів. | ... |