Anong mga sangkap ang ginagamit upang makakuha ng amphoteric hydroxides. Amphoteric hydroxides at oxides

Mga dahilan - Ito ay isang kemikal na tambalan na maaaring bumuo ng isang covalent bond na may isang proton (Brønsted base) o may isang bakanteng orbital ng isa pang kemikal na compound (Lewis base)

Mga kemikal na katangian ng mga base

Mga pamamaraan para sa pagkuha ng mga base

1 . electrolysis ng may tubig na mga solusyon sa asin aktibong metal:

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

Sa panahon ng electrolysis ng mga metal salt sa serye ng boltahe hanggang sa aluminyo, ang tubig ay nababawasan sa katod sa paglabas ng hydrogen gas at hydroxide ions. Ang mga metal na cation ay nabuo sa panahon ng paghihiwalay ng mga base ng asin sa mga nagresultang hydroxide ions.

2 . pakikipag-ugnayan ng mga metal sa tubig: 2Na+2H2O=2NaOH+H22Na+2H2O=2NaOH+H2 Ang paraang ito ay walang praktikal na aplikasyon sa laboratoryo man o sa industriya

3 . pakikipag-ugnayan ng mga oxide sa tubig: CaO+H2O=Ca(OH)2CaO+H2O=Ca(OH)2

4 . palitan ng reaksyon(maaaring makuha ang parehong natutunaw at hindi matutunaw na base): Ba(OH)2+K2SO4=2KOH+BaSO4↓Ba(OH)2+K2SO4=2KOH+BaSO4↓ CuCl2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaNO3

Mga amphoteric compound - Ito mga sangkap na, depende sa mga kondisyon ng reaksyon, ay nagpapakita ng acidic o mga pangunahing katangian.

Amphoteric hydroxides – mga sangkap na hindi matutunaw sa tubig, at kapag pinainit ay nabubulok sila sa metal oxide at tubig:

Zn(OH) 2 = ZnO + H 2 O

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

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

Ang isang halimbawa ng isang amphoteric hydroxide ay zinc hydroxide. Ang formula ng hydroxide na ito sa pangunahing anyo nito ay Zn(OH) 2. Ngunit maaari mong isulat ang formula ng zinc hydroxide sa acid form, paglalagay ng hydrogen atoms sa unang lugar, tulad ng sa mga formula ng inorganic acid: H 2 ZnO 2 (Fig. 1). Pagkatapos ang ZnO 2 2- ay magiging acidic residue na may singil na 2-.

Ang isang tampok ng amphoteric hydroxide ay ang pagkakaiba nito ng kaunti sa lakas Mga koneksyon sa O-N at Zn-O. Kaya ang duality ng mga ari-arian. Sa mga reaksyon sa mga acid na handang mag-abuloy ng mga hydrogen cation, kapaki-pakinabang para sa zinc hydroxide na masira ang Zn-O bond, mag-donate ng OH group at kumikilos bilang base. Bilang isang resulta ng naturang mga reaksyon, ang mga asin ay nabuo kung saan ang zinc ay isang cation, samakatuwid sila ay tinatawag na cationic salts:

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

Mga amphoteric oxide - mga oxide na bumubuo ng asin na, depende sa mga kondisyon, ay nagpapakita ng alinman sa basic o acidic na mga katangian (iyon ay, nagpapakita ng amphotericity). Binubuo ng mga metal na transisyon. Ang mga metal sa amphoteric oxide ay karaniwang nagpapakita ng mga estado ng oksihenasyon mula III hanggang IV, maliban sa ZnO, BeO, SnO, PbO.

Mga amphoteric oxide may dalawahang katangian: maaari silang makipag-ugnayan sa mga acid at base (alkalis):

Sinabi ni Al 2 O 3 + 6HCl = 2AlCl 3 + 3 H 2 O,

Sinabi ni Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O = 2Na.

Karaniwang amphoteric oxides : H 2 O, BeO, Al 2 O 3 , Cr 2 O 3 , Fe 2 O 3 at iba pa.

9. Chemical thermodynamics. Mga konsepto ng isang sistema, entropy, enthalpy, thermal effect ng isang kemikal na reaksyon, batas ni Hess at ang kaakibat nito. Endotherm at exotherm ng mga reaksyon, 1st at 2nd laws ng thermodynamics, Rate ng chemical reaction (mga salik na nakakaimpluwensya), Van't Hoff's rule, Van't Hoff's equation.

Kemikal na thermodynamics – isang agham na nag-aaral ng mga kondisyon ng katatagan ng mga sistema at batas.

Thermodynamics - agham ng macrosystems.

Thermodynamic system - isang macroscopic na bahagi ng nakapaligid na mundo kung saan nangyayari ang iba't ibang prosesong pisikal at kemikal.

Dispersed system ay tinatawag na heterogenous system kung saan ang maliliit na particle ng isang phase ay pantay na ipinamamahagi sa volume ng isa pang phase.

Entropy (Mula sa Greek entropia) - turn, transformation. Ang konsepto ng entropy ay unang ipinakilala sa thermodynamics upang matukoy ang sukatan ng hindi maibabalik na pagwawaldas ng enerhiya. Ang entropy ay malawakang ginagamit sa iba pang larangan ng agham: sa istatistikal na pisika bilang sukatan ng posibilidad ng paglitaw ng anumang macroscopic na estado; sa teorya ng impormasyon, isang sukatan ng kawalan ng katiyakan ng anumang karanasan (pagsubok), na maaaring magkaroon ng iba't ibang resulta. Ang lahat ng mga interpretasyong ito ng entropy ay may malalim na panloob na koneksyon.

Entalpy (thermal function, heat content) - thermodynamic potential na nagpapakilala sa estado ng system sa thermodynamic equilibrium kapag pumipili ng pressure, entropy at ang bilang ng mga particle bilang mga independent variable.

Sa madaling salita, ang enthalpy ay ang enerhiya na magagamit upang ma-convert sa init sa isang tiyak na pare-pareho ang presyon.

Nakaugalian na ipahiwatig ang mga thermal effect sa mga thermochemical equation ng mga reaksiyong kemikal gamit ang mga halaga ng enthalpy (nilalaman ng init) ng system ΔH.

Kung ΔН< 0, то теплота выделяется, т.е. реакция является экзотермической.

Para sa mga endothermic na reaksyon ΔH > 0.

Thermal effect kemikal na reaksyon ay ang init na inilabas o hinihigop para sa ibinigay na dami ng mga tumutugon na sangkap.

Ang thermal effect ng isang reaksyon ay depende sa estado ng mga sangkap.

Isaalang-alang ang thermochemical equation para sa reaksyon ng hydrogen na may oxygen:

Ang entry na ito ay nangangahulugan na kapag ang 2 moles ng hydrogen ay tumutugon sa 1 mole ng oxygen, 2 moles ng tubig ay nabuo sa gas na estado. Sa kasong ito, 483.6 (kJ) ng init ang pinakawalan.

Batas ni Hess - Ang thermal effect ng isang kemikal na reaksyon na isinasagawa sa ilalim ng isobaric-isothermal o isochoric-isothermal na mga kondisyon ay nakasalalay lamang sa uri at estado ng mga panimulang materyales at mga produkto ng reaksyon at hindi nakasalalay sa landas ng paglitaw nito.

Corollaries mula sa batas ni Hess:

Ang thermal effect ng reverse reaction ay katumbas ng thermal effect ng forward reaction na may kabaligtaran na sign, i.e. para sa mga reaksyon

pagsagot sa kanila thermal effect nakatali sa pagkakapantay-pantay

2. Kung, bilang isang resulta ng isang serye ng mga sunud-sunod na reaksyon ng kemikal, ang sistema ay dumating sa isang estado na ganap na tumutugma sa paunang isa (pabilog na proseso), kung gayon ang kabuuan ng mga thermal effect ng mga reaksyong ito ay zero, i.e. para sa isang bilang ng mga reaksyon

ang kabuuan ng kanilang mga thermal effect

Ang enthalpy ng pagbuo ay nauunawaan bilang ang thermal effect ng reaksyon ng pagbuo ng 1 mole ng isang substance mula sa mga simpleng sangkap. Karaniwang ginagamit ang mga karaniwang enthalpies ng pagbuo. Ang mga ito ay itinalaga o (kadalasan ang isa sa mga indeks ay tinanggal; f - mula sa English formation).

Unang batas ng thermodynamics - Ang pagbabago sa panloob na enerhiya ng isang sistema sa panahon ng paglipat nito mula sa isang estado patungo sa isa pa ay katumbas ng kabuuan ng gawain ng mga panlabas na puwersa at ang dami ng init na inilipat sa system

Ayon sa unang batas ng thermodynamics, ang trabaho ay maaari lamang gawin sa pamamagitan ng init o iba pang anyo ng enerhiya. Dahil dito, ang trabaho at ang dami ng init ay sinusukat sa parehong mga yunit - joules (pati na rin ang enerhiya).

kung saan ang ΔU ay ang pagbabago sa panloob na enerhiya, ang A ay ang gawain ng mga panlabas na puwersa, ang Q ay ang dami ng init na inilipat sa sistema.

Pangalawang batas ng thermodynamics - Ang isang proseso ay imposible, ang tanging resulta nito ay ang paglipat ng init mula sa isang mas malamig na katawan patungo sa isang mas mainit

Ang panuntunan ni Van't Hoff nagsasaad na sa bawat 10° na pagtaas ng temperatura, ang bilis ng isang kemikal na reaksyon ay tumataas ng 2-4 na beses.

Ang equation na naglalarawan sa panuntunang ito ay:(\displaystyle ~V_(2)=V_(1)\cdot \gamma ^(\frac (T_(2)-T_(1))(10)))

kung saan ang V 2 ay ang bilis ng reaksyon sa temperatura t 2, at ang V 1 ay ang bilis ng reaksyon sa temperatura t 1;

Ang ɣ ay ang koepisyent ng temperatura ng rate ng reaksyon. (kung ito ay katumbas ng 2, halimbawa, ang rate ng reaksyon ay tataas ng 2 beses kapag ang temperatura ay tumaas ng 10 degrees).

Mga reaksyong endothermic - mga reaksiyong kemikal na sinamahan ng pagsipsip ng init. Para sa mga endothermic na reaksyon, ang pagbabago sa enthalpy at panloob na enerhiya ay may mga positibong halaga (\displaystyle \Delta H>0)(\displaystyle \Delta U>0), kaya ang mga produkto ng reaksyon ay naglalaman ng mas maraming enerhiya kaysa sa mga panimulang bahagi.

Ang mga endothermic na reaksyon ay kinabibilangan ng:

pagbabawas ng mga reaksyon ng mga metal mula sa mga oxide,

electrolysis (nasisipsip ang elektrikal na enerhiya),

electrolytic dissociation (halimbawa, paglusaw ng mga asing-gamot sa tubig),

ionization,

pagsabog ng tubig - ibinibigay sa kaunting tubig malaking bilang ng Ang init ay ginugol sa madalian na pag-init at phase transition ng likido sa sobrang init na singaw, habang ang panloob na enerhiya ay tumataas at nagpapakita mismo sa anyo ng dalawang enerhiya ng singaw - intramolecular thermal at intermolecular na potensyal.

potosintesis.

Exothermic na reaksyon - isang kemikal na reaksyon na sinamahan ng paglabas ng init. Ang kabaligtaran ng isang endothermic na reaksyon.

May mga hydroxides na tumutugon sa parehong mga acid at base, depende sa mga kondisyon. Ang mga compound na ito na nagpapakita ng dalawahang kalikasan ay tinatawag na amphoteric hydroxides. Ang mga ito ay nabuo sa pamamagitan ng isang metal cation at isang hydroxide ion, tulad ng lahat ng mga base. Tanging ang mga hydroxides na naglalaman ng mga sumusunod na metal ay may kakayahang kumilos bilang mga acid at base: Be, Zn, Al, Pb, Sn, Ga, Cd, Fe, Cr(III), atbp. Gaya ng makikita mula sa Periodic Table D AT. Mendeleev, hydroxides na may dalawahang kalikasan ay bumubuo ng mga metal, na pinakamalapit sa mga di-metal. Ito ay pinaniniwalaan na ang mga naturang elemento ay mga transisyonal na anyo, at ang paghahati sa mga metal at di-metal ay medyo arbitrary.

Ang amphoteric hydroxides ay solid, pulbos, pinong mala-kristal na mga sangkap na kadalasang mayroon kulay puti, huwag matunaw sa tubig at magsagawa ng kasalukuyang mahina (mahina electrolytes). Gayunpaman, ang ilan sa mga base na ito ay maaaring matunaw sa mga acid at alkalis. Ang dissociation ng "dual compounds" sa mga may tubig na solusyon ay nangyayari ayon sa uri ng mga acid at base. Ito ay dahil sa katotohanan na ang puwersa ng paghawak sa pagitan ng mga atomo ng metal at oxygen (Me—O) at sa pagitan ng mga atomo ng oxygen at hydrogen (O—H) ay halos pantay, i.e. Me - O - H. Samakatuwid, ang mga bono na ito ay masisira nang sabay-sabay, at ang mga sangkap na ito ay maghihiwalay sa mga H+ cation at OH- anion.

Ang amphoteric hydroxide - Be(OH) 2 - ay makakatulong na kumpirmahin ang dalawahang katangian ng mga compound na ito. Isaalang-alang natin ang pakikipag-ugnayan ng beryllium hydroxide sa isang acid at isang base.

1. Be(OH) 2 + 2HCl -BeCl 2 +2H 2 O.

2. Be(OH) 2 + 2KOH - K 2 - potassium tetrahydroxoberyllate.

Sa unang kaso, ang isang reaksyon ng neutralisasyon ay nagaganap, ang resulta nito ay ang pagbuo ng asin at tubig. Sa pangalawang kaso, ang magiging produkto ng reaksyon.Ang reaksyon ng neutralisasyon ay tipikal para sa lahat ng hydroxides nang walang pagbubukod, ngunit ang pakikipag-ugnayan sa kanilang sariling uri ay tipikal lamang para sa mga amphoteric. Ang nasabing dalawahang katangian ay ipapakita rin ng iba pang amphoteric compound - mga oxide at ang mga metal mismo kung saan sila nabuo.

Ang iba pang mga kemikal na katangian ng naturang hydroxides ay magiging katangian ng lahat ng mga base:

1. Thermal decomposition, mga produkto ng reaksyon - ang katumbas na oxide at tubig: Be(OH) 2 -BeO+H 2 O.

Kailangan mo ring tandaan na may mga sangkap kung saan ang amphoteric hydroxides ay hindi nakikipag-ugnayan, i.e. hindi gumagana, ito:

1. di-metal;
2. mga metal;
3. hindi matutunaw na mga base;
4. amphoteric hydroxides.
5. katamtamang mga asing-gamot.

Ang mga compound na ito ay nakuha sa pamamagitan ng pag-ulan ng kaukulang mga solusyon sa asin na may alkali:

BeCl 2 + 2KOH - Be(OH) 2 + 2KCl.

Ang mga asin ng ilang mga elemento sa panahon ng reaksyong ito ay bumubuo ng isang hydrate, ang mga katangian na halos ganap na tumutugma sa mga hydroxides na may dalawahang kalikasan. Ang mga base mismo na may dalawahang katangian ay kasama sa komposisyon ng mga mineral, sa anyo kung saan sila ay matatagpuan sa kalikasan (bauxite, goethite, atbp.).

Kaya, ang amphoteric hydroxides ay yaong, depende sa likas na katangian ng sangkap na tumutugon sa kanila, ay maaaring kumilos bilang mga base o acid. Kadalasan ay tumutugma sila sa mga amphoteric oxide na naglalaman ng kaukulang metal (ZnO-Zn(OH) 2; BeO - Be(OH) 2), atbp.).

Amphotericity (duality ng mga katangian) ng hydroxides at oxides ng maraming mga elemento ay ipinahayag sa pagbuo ng dalawang uri ng mga asing-gamot. Halimbawa, para sa aluminum hydroxide at oxide:

a) 2Al(OH)3 + 3SO3 = Al2(SO4)3 + 3H2O

Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O

b) 2Al(OH)3 + Na2O = 2NaAlO2 + 3H2O (sa matunaw)

Al2O3 + 2NaOH(s) = 2NaAlO2 + H2O (sa matunaw)

Sa mga reaksyon (a), ang Al(OH)3 at Al2O3 ay nagpapakita ng mga katangian ng mga pangunahing hydroxides at oxide, iyon ay, tulad ng alkalis, tumutugon sila sa mga acid at acidic oxide, na bumubuo ng isang asin kung saan ang aluminyo ay ang Al3+ cation.

Sa kabaligtaran, sa mga reaksyon (b) Al(OH)3 at Al2O3 ay gumaganap ng function ng acidic hydroxides at oxides, na bumubuo ng asin kung saan ang aluminum atom AlIII ay bahagi ng anion (acid residue) AlO2−.

Ang elementong aluminyo mismo ay nagpapakita ng mga katangian ng isang metal at isang non-metal sa mga compound na ito. Samakatuwid, ang aluminyo ay isang amphoteric na elemento.

Mga elemento ng A-group - Be, Ga, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi at iba pa, pati na rin ang karamihan sa mga elemento ng B-group - Cr, Mn, Fe, Zn, Cd at iba pa ay mayroon ding mga katulad na katangian.

Halimbawa, ang amphoteric na kalikasan ng zinc ay napatunayan ng mga sumusunod na reaksyon:

a) Zn(OH)2 + N2O5 = Zn(NO3)2 + H2O

ZnO + 2HNO3 = Zn(NO3)2 + H2O

b) Zn(OH)2 + Na2O = Na2ZnO2 + H2O

ZnO + 2NaOH(s) = Na2ZnO2 + H2O

Kung ang isang amphoteric na elemento ay may ilang mga estado ng oksihenasyon sa mga compound nito, kung gayon amphoteric na katangian ay pinaka-binibigkas para sa intermediate na estado ng oksihenasyon.

Halimbawa, ang chromium ay may tatlong kilalang estado ng oksihenasyon: +II, +III at +VI. Sa kaso ng CrIII, ang acidic at pangunahing mga katangian ay ipinahayag ng humigit-kumulang pantay, habang sa CrII mayroong isang pamamayani ng mga pangunahing katangian, at sa CrVI - mga acidic na katangian:

CrII → CrO, Cr(OH)2 → CrSO4

CrIII → Cr2O3, Cr(OH)3 → Cr2(SO4)3 o KCrO2

CrVI → CrO3, H2CrO4 → K2CrO4

Kadalasan, ang mga amphoteric hydroxides ng mga elemento sa +III na estado ng oksihenasyon ay mayroon ding meta form, halimbawa:

AlO(OH) - aluminyo metahydroxide

Ang FeO(OH) ay iron metahydroxide (ang ortho form na "Fe(OH)3" ay hindi umiiral).

Ang mga amphoteric hydroxides ay halos hindi matutunaw sa tubig; ang pinaka-maginhawang paraan upang makuha ang mga ito ay ang pag-ulan mula sa isang may tubig na solusyon gamit ang isang mahinang base - ammonia hydrate:

Al(NO3)3 + 3(NH3 H2O) = Al(OH)3↓ + 3NH4NO3 (20 °C)

Al(NO3)3 + 3(NH3 H2O) = AlO(OH)↓ + 3NH4NO3 + H2O (80 °C)

Kung ang labis na alkalis ay ginagamit sa isang exchange reaction ng ganitong uri, ang aluminyo hydroxide ay hindi mamuo, dahil ang aluminyo, dahil sa amphoteric na kalikasan nito, ay nagiging anion:

Al(OH)3(s) + OH− = −

Mga halimbawa ng molecular equation para sa mga reaksyon ng ganitong uri:

Al(NO3)3 + 4NaOH(labis) = Na + 3NaNO3

ZnSO4 + 4NaOH(labis) = Na2 + Na2SO4

Ang mga nagresultang asin ay inuri bilang mga kumplikadong compound (mga kumplikadong asin): kasama sa mga ito ang mga kumplikadong anion − at 2−. Ang mga pangalan ng mga asin na ito ay:

Na - sodium tetrahydroxyaluminate

Na2 - sodium tetrahydroxozincate

Ang mga produkto ng reaksyon ng aluminyo o zinc oxide na may solid alkali ay tinatawag na iba:

NaAlO2 - sodium dioxoaluminate(III)

Na2ZnO2 - sodium dioxocincate(II)

Ang acidification ng mga solusyon ng kumplikadong mga asing-gamot ng ganitong uri ay humahantong sa pagkasira ng mga kumplikadong anion:

− → Al(OH)3 → Al3+

Halimbawa: 2Na + CO2 = 2Al(OH)3↓ + NaHCO3

Para sa maraming amphoteric na elemento, ang eksaktong mga formula ng hydroxides ay hindi alam, dahil ang mga hydrated oxide, halimbawa MnO2 nH2O, Sb2O5 nH2O, ay namuo mula sa isang may tubig na solusyon sa halip na mga hydroxides.

Ang mga amphoteric na elemento sa libreng anyo ay nakikipag-ugnayan sa parehong mga tipikal na acid at alkalis:

2Al + 3H2SO4(dil.) = Al2(SO4)3 + H2

2Al + 6H2O + 4NaOH(conc.) = 2Na + 3H2

Sa parehong mga reaksyon, ang mga asin ay nabuo, at ang elementong pinag-uusapan ay bahagi ng cation sa isang kaso, at bahagi ng anion sa pangalawa.

Aluminum halides sa ilalim ng normal na kondisyon - walang kulay na mala-kristal

mga sangkap. Sa mga aluminyo halides, ang AlF3 ay lubhang naiiba sa mga katangian

mula sa kanilang mga katapat. Ito ay refractory, bahagyang natutunaw sa tubig, chemically

hindi aktibo. Ang pangunahing paraan para sa paggawa ng AlF3 ay batay sa pagkilos ng anhydrous HF

sa Al2O3 o Al:

Al2O3 + 6HF = 2AlF3 + 3H2O

Ang mga compound ng aluminyo na may chlorine, bromine at yodo ay fusible, napaka

reaktibo at lubos na natutunaw hindi lamang sa tubig, kundi pati na rin sa marami

mga organikong solvent. Pakikipag-ugnayan aluminyo halides may tubig

sinamahan ng isang makabuluhang pagpapalabas ng init. Ang lahat ng mga ito ay nasa may tubig na solusyon

mataas ang hydrolyzed, ngunit hindi tulad ng karaniwang acid halides

non-metal, ang kanilang hydrolysis ay hindi kumpleto at nababaligtad. Ang pagiging kapansin-pansing pabagu-bago ng isip na

sa ilalim ng normal na mga kondisyon, umuusok ang AlCl3, AlBr3 at AlI3 sa basa-basa na hangin

(dahil sa hydrolysis). Maaari silang makuha sa pamamagitan ng direktang pakikipag-ugnayan

mga simpleng sangkap.

Mga kumplikadong halides(halogenometalates) ay naglalaman ng mga kumplikadong anion, kung saan ang mga halogen atom ay mga ligand, halimbawa. Potassium hexachloroplatinate(IV) K2, sodium heptafluorotantalate(V) Na, lithium hexafluoroarsenate(V) Li. max. thermal Ang fluoro-, oxofluoro- at chlorometalates ay lumalaban. Sa likas na katangian ng mga bono, ang mga ionic compound ay malapit sa mga kumplikadong halides. may mga kasyon na NF4+, N2F3+, C1F2+, XeF+, atbp.

Maraming halides ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagkakaugnay at polimerisasyon sa mga phase ng likido at gas na may pagbuo ng mga bridging bond. max. Ang Group I at II metal halides, AlC13, Sb at transition metal pentafluoride, at MOF4 oxofluoride ay madaling kapitan nito. Halides na may metal-metal bond ay kilala, halimbawa. Hg2Cl2.

Malaki ang pagkakaiba ng mga fluoride sa kanilang mga katangian mula sa iba pang mga halides. Gayunpaman, sa mga simpleng halide ang mga pagkakaibang ito ay hindi gaanong binibigkas kaysa sa mga halogens mismo, at sa mga kumplikadong halide ay hindi gaanong binibigkas kaysa sa mga simple.

Maraming mga covalent halides (lalo na ang mga fluoride) ay may malakas na mga asidong Lewis, halimbawa. AsF5, SbF5, BF3, A1C13. Ang mga fluoride ay bahagi ng mga superacid. Ang mas mataas na halides ay binabawasan ng mga metal at H2, halimbawa:

Ang mga metal halide ng mga pangkat V-VIII, maliban sa Cr at Mn, ay binabawasan ng H2 sa mga metal, halimbawa: WF6 + 3H2 -> W + 6HF

Maraming covalent at ionic metal halides ang nakikipag-ugnayan sa isa't isa upang bumuo ng mga kumplikadong halide, halimbawa: KC1 + TaC15 -> K[TaC16]

Ang mas magaan na mga halogen ay maaaring mapalitan ang mas mabibigat na halide. Ang oxygen ay maaaring mag-oxidize ng mga halides, na naglalabas ng C12, Br2 at I2. Isa sa mga katangiang reaksyon ng covalent halides ay mutual. may tubig (hydrolysis) o ang singaw nito kapag pinainit. (pyrohydrolysis), na humahantong sa pagbuo ng mga oxide, oxy- o

oxohalides, hydroxides at hydrogen halides. Ang mga eksepsiyon ay ang CF4, CC14 at SF6, na lumalaban sa singaw ng tubig sa mataas na temperatura.

Ang mga halides ay nakuha nang direkta mula sa mga elemento, pakikipag-ugnayan. hydrogen halides o hydrogen halides na may mga elemento, oxide, hydroxides o salts, pati na rin ang mga exchange solution.

Ang mga halides ay malawakang ginagamit sa teknolohiya bilang panimulang materyales para sa produksyon ng mga halogens, alkaline at alkali-earth. mga metal, bilang mga bahagi ng baso, atbp. inorganic. materyales; sila ay nasa pagitan. mga produkto sa paggawa ng mga bihirang at ilang mga non-ferrous na metal, U, Si, Ge, atbp.

Sa kalikasan, ang mga halide ay bumubuo ng magkakahiwalay na klase ng mga mineral, na kinabibilangan ng mga fluoride (halimbawa, ang mga mineral na fluorite, cryolite) at chlorides (sylvite, carnallite). Ang bromine at iodine ay kasama sa komposisyon ng ilang mga mineral sa anyo ng mga isomorphic impurities. Ang mga makabuluhang dami ng halides ay nakapaloob sa tubig ng mga dagat at karagatan, sa asin at underground brines. Ilang halides, hal. Ang NaCl, K.C1, CaC12 ay bahagi ng mga buhay na organismo.

Cryolite(mula sa sinaunang Greek κρύος - frost + λίθος - stone) - isang bihirang mineral mula sa klase ng natural na fluoride, sodium hexafluoroaluminate Na3. Nag-kristal sa monoclinic system; bihira ang mga cuboid crystal at twin plates. Karaniwang bumubuo ng walang kulay, puti o kulay abong mala-kristal na mga kumpol na may malasalamin na kinang, kadalasang naglalaman ng quartz, siderite, pyrite, galena, chalcopyrite, columbite, cassiterite. Ang pangkulay na may mga impurities ng mga organikong sangkap ay posible.

Ang mga pamamaraan ay binuo na ngayon pagkuha ng artipisyal na cryolite. Ito ay artipisyal na nakuha sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng aluminum fluoride na may sodium fluoride, pati na rin ang pagkilos ng hydrofluoric acid sa aluminum hydroxide sa pagkakaroon ng soda. Ito ay ginagamit sa proseso ng electrolytic produksyon ng aluminyo, sa produksyon ng hydrofluoric acid, salamin at enamels.

Tawas. Ang tawas ay ang pangalan ng pangkat para sa mga dobleng asin ng komposisyong ME(SO4)2. 12H2O, kung saan ang M ay potassium K, rubidium Rb, cesium Cs, ammonium NH4, at E ay aluminum Al, chromium Cr, iron Fe at iba pang elemento sa estado ng oksihenasyon (+III), na nagbibigay ng triply charged na mga kasyon sa panahon ng paghihiwalay ng mga asin. .

Ang alum ay lubos na natutunaw sa tubig; ang mga may tubig na solusyon nito ay may astringent, maasim na lasa at isang acidic na reaksyon dahil sa hydrolysis, halimbawa:

3+ + H2O<<здесь знак обратимости >> 2+ + H3O+

Kapag pinainit, ang alum ay unang natutunaw sa tubig na nilalaman nito, at pagkatapos ay ang tubig na ito ay mawawala, na bumubuo ng mga anhydrous salts. Ang karagdagang pag-init ay nagpapalit ng alum sa isang halo ng mga metal oxide. Maaaring makuha ang aluminyo-potassium alum sa pamamagitan ng pagbabago sa proseso ng produksyon ng purified aluminum sulfate. Una, ang kaolin ay niluto gamit ang sulfuric acid. Matapos makumpleto ang neutralisasyon ng sulfuric acid, ang sodium sulfate ay idinagdag sa reaktor upang makakuha ng sodium alum. Ang huli, dahil sa kanilang mataas na solubility, ay nasa solusyon. Pagkatapos ng diluting ang solusyon sa isang density ng 1.33 g/cm3, ito ay pinaghihiwalay mula sa silica precipitate, cooled at halo-halong may isang puspos na solusyon ng potassium chloride. Sa kasong ito, ang aluminum-potassium alum, na hindi gaanong natutunaw sa mababang temperatura, ay namuo. Matapos ang paghihiwalay ng mga kristal ng aluminyo-potassium alum, ang mga natutunaw na dumi ay nananatili sa solusyon ng ina - mga compound ng bakal at sodium chloride 89.

Sa panahon ng hydrolysis Ang mga hydrated aluminum ions ay nawawalan ng mga proton, na bumubuo ng sunud-sunod na hydro-oxo complex. Kapag ang huling neutral complex ay nawalan ng tubig, ang hindi matutunaw na hydroxide A1(OH)3 ay nabuo.

Mga kumplikadong ion Ang [A1(H20)5OH]2+ at [A1(H20)4(OH)2]+ ay nananatili sa solusyon, habang ang A1(OH)3 hydroxide ay namuo kaagad pagkatapos nitong mabuo. Ang pag-ulan ay nangyayari sa mga halaga ng pH> 3. Ganap na bago ang pagbuo ng aluminum hydroxide hydrolysis ay nangyayari sa ilalim ng kondisyon ng neutralisasyon ng mga nagresultang proton, halimbawa sa alkali.

Malalim na hydrolysis Ang mga aluminum sulfate salt ay malawakang ginagamit para sa paglilinis ng inumin at basurang tubig. Ang hydronium na inilabas sa panahon ng hydrolysis ay tumutugon sa mga bikarbonate H30+ + HC03 = CO2 + 2H20 na karaniwang nasa tubig. Sa kasong ito, ang mga huling produkto ng hydrolysis ay colloidal aluminum hydroxide at carbon dioxide.

Kapag nag-coagulate ang aluminum hydroxide sol, isang malaking gelatinous sediment ang nakukuha, na kumukuha ng mga suspendido na particle at bacteria at dinadala ang mga ito sa ilalim ng settling tank. Ang pagkonsumo ng aluminum sulfate na kinakailangan para sa paglilinis ng tubig ay depende sa komposisyon at dami ng mga kontaminant sa tubig. Mga dosis ng aluminum sulfate para sa paglilinis natural na tubig at para sa pre-treatment ng wastewater ay umaabot sila sa 3 hanggang 15 mg/l ayon sa A1203, at para sa physical at chemical treatment ng urban wastewater umabot sila sa 30-50 mg/l ayon sa A1203. Ang pagkonsumo ng aluminyo sulpate ay dapat matiyak ang pagbuo ng sapat malaking masa mga natuklap, na kinakailangan upang alisin ang mga kontaminante sa tubig. Ang halaga ng pH ng solusyon ay dapat na bawasan sa 6.5-7.6, na tumutugma sa pinakamababang solubility ng aluminum hydroxide sa tubig. Sa mas mataas o mas mababang mga halaga ng pH, ang ilang aluminyo ay nananatili sa tubig sa isang dissolved na estado. Sa mga tubig na may mababang alkalinity, kapag ang nilalaman ng bikarbonate ay hindi sapat upang neutralisahin ang inilabas na acid, ang proseso ng hydrolysis ay hindi makumpleto dahil sa isang malakas na pagbaba sa pH. Upang madagdagan ang alkalinity, kumpletuhin ang proseso ng hydrolysis at bawasan ang nilalaman ng natunaw na aluminyo sa tubig, ang dayap at soda ay ipinakilala sa tubig nang sabay-sabay sa coagulant.

Kung ang mga proton na naipon sa panahon ng hydrolysis ay hindi neutralisado, ang proseso ng hydrolysis ay bumagal, na humahantong sa simula ng hydrolytic equilibrium, na maaaring mailalarawan sa antas at pare-pareho ng hydrolysis. Hydrolysis ang mga solusyon ng aluminum sulfate, na siyang reaksyon ng pagpapalit ng sulfate ions sa Al2(804)3 ng mga OH ions na nabuo dahil sa dissociation ng tubig, ay maaaring katawanin sa pangkalahatang pananaw equation

2A13+ + (3 - -|-) EOG + aOH" + ad^ACONTSBOZH --^EOG + ad,

kung saan ang a ay ang antas at pangunahing katangian ng pagpapalit.

Ang equation na ito ay nagpapakita na ang konsentrasyon ng mga OH- ion sa solusyon, ibig sabihin, ang antas ng dissociation ng tubig, ay may mapagpasyang impluwensya sa paglipat sa kanan. Tulad ng nalalaman, para sa mga asin na may mahinang base at isang malakas na acid, ang antas ng hydrolysis k ay nauugnay sa hydrolysis constant A-, ang konsentrasyon ng asin (c, mol"l), ang ionic na produkto ng tubig kw at ang dissociation constant. ng base kw sa pamamagitan ng sumusunod na relasyon:

/g = UkTs = UkiLs.

Kung ang A-, ay bahagyang nagbabago sa temperatura, kung gayon ang ksh ay tumataas nang malaki, na nagiging sanhi ng isang makabuluhang pagtaas sa antas ng hydrolysis na may pagtaas ng temperatura.

N. I. Eremin, batay sa pang-eksperimentong data na nakuha, ay nagmula ng mga equation para sa pagtitiwala sa antas ng hydrolysis ng isang solusyon sa temperatura at konsentrasyon

para sa aluminum sulfate:

1ек = - 2.23 + 0.05с + 0.0036т7 + 18 УЦс, para sa ammonium alum:

18 L = -1.19 +0.29s+ 0.0016G + 18ugSh para sa potassium alum:

\yok= - 1.17 + 0.29s + 0.00167 + 18 UP,

para sa sodium alum:

18k = - 1.18 + 0.29s + 0.0016t7 + \е UPs.

Tulad ng makikita mula sa mga equation na ito, ang epekto ng konsentrasyon sa antas ng hydrolysis ay mas makabuluhan para sa alum kaysa para sa aluminum sulfate.

Bor. Pagkuha ng boron. Mga katangian ng kemikal. Diagonal na pagkakapareho ng boron sa silikon. Boron hydride. Diboran. Mga tampok ng bono ng kemikal sa molekula ng diborane. Boron halides. Mga compound ng oxygen ng boron. Boron oxide at boric acid. Borax. Paghahanda ng boric acid. Mga baso ng borosilicate. Bornoethyl eter.

Bor- elemento ng ikalabintatlong pangkat (ayon sa hindi napapanahong pag-uuri - ang pangunahing subgroup ng ikatlong pangkat), ang pangalawang panahon periodic table mga elemento ng kemikal na may atomic number 5. Tinutukoy ng simbolong B (lat. Borum). Sa malayang estado, ang boron ay isang walang kulay, kulay abo o pula na mala-kristal o madilim na amorphous na substansiya. Mahigit sa 10 allotropic modification ng boron ang kilala, ang pagbuo at mutual transition na kung saan ay tinutukoy ng temperatura kung saan nakuha ang boron.

Resibo. Ang pinakadalisay na boron ay nakukuha sa pamamagitan ng pyrolysis ng borohydride. Ang boron na ito ay ginagamit para sa paggawa ng mga materyales na semiconductor at mga pinong kemikal na synthesis.

Pamamaraan ng metallothermy (kadalasang pagbabawas sa magnesium o sodium):

Thermal decomposition ng boron bromide vapor sa isang mainit (1000-1200 °C) tungsten wire sa pagkakaroon ng hydrogen (paraan ng Van Arkel):

Mga katangiang pisikal. Isang napakatigas na sangkap (pangalawa lamang sa brilyante, boron nitride (borazon), boron carbide, boron-carbon-silicon alloy, scandium-titanium carbide). Nagtataglay ng mga katangian ng fragility at semiconductor (malawak na puwang

semiconductor). Ang Boron ay may pinakamataas na lakas ng tensile sa 5.7 GPa

Sa kalikasan, ang boron ay matatagpuan sa anyo ng dalawang isotopes 10B (20%) at 11B (80%)[.

Ang 10B ay may napakataas na absorption cross section para sa mga thermal neutron, kaya ang 10B sa boric acid ay ginagamit sa mga nuclear reactor upang makontrol ang reaktibiti.

Mga katangian ng kemikal. Ang mga boron ions ay nagbibigay kulay sa apoy na berde.

Sa maraming pisikal at kemikal na katangian, ang nonmetal boron ay kahawig ng silikon.

Sa kemikal, ang boron ay medyo hindi gumagalaw at temperatura ng silid nakikipag-ugnayan lamang sa fluorine:

Kapag pinainit, ang boron ay tumutugon sa iba pang mga halogens upang bumuo ng trihalides, na may nitrogen ay bumubuo ng boron nitride BN, na may posporus - phosphide BP, na may carbon - carbides ng iba't ibang komposisyon (B4C, B12C3, B13C2). Kapag pinainit sa isang oxygen na kapaligiran o sa hangin, ang boron ay nasusunog na may malaking paglabas ng init, na bumubuo ng oxide B2O3:

Ang Boron ay hindi direktang nakikipag-ugnayan sa hydrogen, bagaman ito ay lubos na kilala malaking numero borohydride (boranes) ng iba't ibang komposisyon na nakuha sa pamamagitan ng paggamot sa mga boride ng alkali o alkaline earth metal na may acid:

Kapag pinainit nang malakas, ang boron ay nagpapakita ng mga katangian ng pagpapanumbalik. Ito ay may kakayahang, halimbawa, na bawasan ang silikon o posporus mula sa kanilang mga oxide:

Ang pag-aari na ito ng boron ay maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng napakataas na lakas ng mga bono ng kemikal sa boron oxide B2O3.

Sa kawalan ng mga ahente ng oxidizing, ang boron ay lumalaban sa mga solusyon sa alkali. Sa mainit na nitric at sulfuric acid at sa aqua regia, ang boron ay natutunaw upang bumuo ng boric acid

Ang boron oxide ay isang tipikal na acidic oxide. Tumutugon ito sa tubig upang bumuo ng boric acid:

Kapag ang boric acid ay nakikipag-ugnayan sa alkalis, ang mga asin ay nabuo hindi sa boric acid mismo - borates (naglalaman ng BO33− anion), ngunit tetraborates, halimbawa:

Bor- semiconductor, diagonal na pagkakapareho sa silikon:

1) Parehong matigas ang ulo, solid, semiconductor. B – gray-black, Si – gray.

I1(B)=8.298 eV; I1(Si)=8.151 eV. Parehong hindi may posibilidad na bumuo ng mga cation.

2) Parehong chemically inert (bagaman ang boron ay natutunaw sa mainit na oxidizing acids. Parehong natutunaw sa alkalis.

2B + KOH + 2H2O ® 2KBO2 + 3H2

Si + 2KOH + H2O®K2SiO3+ 2H2

3) Sa mataas na temperatura, tumutugon sila sa mga metal, na bumubuo ng mga boride at silicides - Ca3B2; Mg2Si - refractory, electrically conductive compound.

Mga compound ng oxygen ng boron. Ang B2O3 ay isang acidic oxide (SiO2 din) - pareho ay polymeric, malasalamin, B2O3 lamang ang bumubuo ng mga flat network, at ang SiO2 ay bumubuo ng mga three-dimensional na istruktura. Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga ito ay ang boron oxide ay madaling mag-hydrate, habang ang buhangin (SiO2) ay kilala na hindi.

H3BO3 - orthoboric acid.

H3BO3«HBO2+H2Ometaboric acid (100оС)

4HBO2 «H2B4O7 + H2Otetraboric acid (140оС) - mahina, parehong Kd

H2B4O7 «2B2O3 + H2O ay halos pareho - walang acid salts

Ang orthoboric acid ay mahina, kung minsan ang paghihiwalay nito ay nakasulat

B(OH)3 + H2O « B(OH)4 + H+

Bumubuo ng mga ester na may mga alkohol: H3BO3+3CH3OH®B(OCH3)3+3H2O

Ari-arian. Ang Boron ay kilala sa amorphous (kayumanggi) at mala-kristal (itim) na mga anyo, mp. 2300°C, bp. 3700°C, p = 2.34 g/cm3. Ang kristal na sala-sala ng boron ay napakalakas, na makikita sa mataas na tigas, mababang entropy, at mataas na punto ng pagkatunaw. Boron semiconductor. Ang non-metallicity ng boron ay tumutugma sa posisyon nito sa periodic table - sa pagitan ng beryllium at carbon at pahilis sa tabi ng silikon. Samakatuwid, ang boron ay nagpapakita ng pagkakatulad hindi lamang sa aluminyo, kundi pati na rin sa silikon. Mula sa posisyon nito ay sumusunod din na ang mga compound ng boron na may nitrogen ay dapat na katulad sa elektronikong istraktura at mga katangian sa carbon.

2ВН3(g) - В2Н6(g);

delta G= - 126 kJ

3NaBH4+4BF3 ->2B2H6 + 3NaBF4

6H2 (g) + 2ВС13 (g) ->В2Н6 (g) + 6НCl (g)

Diboran Ang B2H6 ay isang masiglang ahente ng pagbabawas; ito ay kusang nag-aapoy sa hangin

В2Н6+3О2 =>В2О3+ЗН2О

Tumutugon sa tubig upang palabasin ang hydrogen;

В2Н6+6Н2О =>. 2H3VO3+6H2

Sa eter medium, ang B2H6 ay tumutugon sa lithium hydride, na bumubuo borohidrid

B2H6+2LiH => 2LiBH4

Mas madalas kaysa sa Li, ginagamit nila ang Na, na nakuha ng reaksyon -

4NaH + B(OCH3)3 => Na + 3NaOCH3

B2O3 + ZS => 2B + ZSO

2B2O3+P4O10 => 4BPO4

H3BO3+H2O => [B(OH)4] + H

Kapag neutralizing H3BO3, hindi orthoborates , na naglalaman ng (BO3)3- ion, at ang resulta ay tetraborates, metaborates o salts ng iba pang polyboric acids:

4H3BO3 + 2NaOH => Na2BO4 + 7H2O H3BO3 + NaOH => NaBO2 + 2H2O

Boron oxide B2O3 - boric anhydride, walang kulay, sa halip refractory glassy o crystalline substance na may mapait na lasa, dielectric.

Ang glassy boron oxide ay may layered na istraktura (ang distansya sa pagitan ng mga layer ay 0.185 nm); sa mga layer, ang mga boron atom ay matatagpuan sa loob equilateral triangles BO3 (d BO=0.145 nm). Ang pagbabagong ito ay natutunaw sa hanay ng temperatura na 325-450 °C at may mataas na tigas. Nakukuha ito sa pamamagitan ng pagpainit ng boron sa hangin sa 700 °C o sa pamamagitan ng pag-dehydrate ng orthoboric acid. Ang crystalline B2O3, na nakuha sa pamamagitan ng maingat na pag-aalis ng tubig mula sa metaboric acid HBO2, ay umiiral sa dalawang pagbabago - na may hexagonal crystal lattice, na nagiging monoclinic lattice sa 400 °C at 2200 MPa.

Sa industriya Ang borax ay nakuha mula sa natural na borates sa pamamagitan ng pagsasama sa soda . Kapag ang mga natural na mineral ng boron ay ginagamot ng sulfuric acid, boric acid . Mula sa boric acid H3BO3, ang oxide B2O3 ay nakuha sa pamamagitan ng calcination, at pagkatapos ito o borax ay nabawasan na may mga aktibong metal (magnesium o sodium) sa libreng boron:

B2O3 + 3Mg = 3MgO + 2B,

2Na2B4O7 + 3Na = B + 7NaBO2.

Sa kasong ito, ito ay bumubuo sa anyo ng isang kulay-abo na pulbos. walang hugis boron. Ang high-purity crystalline boron ay maaaring makuha sa pamamagitan ng recrystallization, ngunit sa industriya ito ay mas madalas na nakuha sa pamamagitan ng electrolysis ng molten fluoroborates o thermal decomposition ng boron bromide vapor BBr3 sa tantalum wire na pinainit hanggang 1000-1500 °C sa presensya ng hydrogen:

2BBr3 + 3H2 = 2B + 6HBr

Posible ring gumamit ng pag-crack ng borohydride:

B4H10 = 4B + 5H2.

Boric acid(orthoboric acid) ay isang mahinang acid na may kemikal na formula na H3BO3. Isang walang kulay, walang amoy, mala-kristal na sangkap sa anyo ng mga natuklap, mayroon itong isang layered triclinic lattice kung saan ang mga molekula ng acid ay konektado sa pamamagitan ng hydrogen bond sa mga flat layer, ang mga layer ay konektado sa bawat isa sa pamamagitan ng intermolecular bond (d = 0.318 nm).

Metaboric acid(HBO2) ay nangyayari rin bilang walang kulay na mga kristal. Ito ay umiiral sa tatlong pagbabago - ang pinaka-matatag na γ-HBO2 na may kubiko na sala-sala, β-HBO2 na may monoclinic na sala-sala at α-HBO2 na may isang orthorhombic sala-sala.

Kapag pinainit orthoboric acid nawawalan ng tubig at unang nagiging metaboric acid, pagkatapos ay sa tetraboric acid H2B4O7. Sa karagdagang pag-init ito ay nade-dehydrate sa boric anhydride.

Ang boric acid ay nagpapakita ng napakahina na mga katangian ng acid. Ito ay medyo natutunaw sa tubig. Ang mga acidic na katangian nito ay hindi dahil sa abstraction ng H+ proton, ngunit sa pagdaragdag ng isang hydroxyl anion:

Ka = 5.8·10−10 mol/l; pKa = 9.24.

Madali itong inilipat mula sa mga solusyon ng mga asin nito ng karamihan sa iba pang mga acid. Ang mga asing-gamot nito, na tinatawag na borates, ay karaniwang ginawa mula sa iba't ibang polyboric acid, kadalasang tetraboric H2B4O7, na isang mas malakas na acid kaysa sa orthoboric acid. Ang B(OH)3 ay nagpapakita ng napakahinang mga palatandaan ng amphotericity, na bumubuo ng mababang-stable na boron hydrogen sulfate B(HSO4)3.

Kapag ang orthoboric acid ay na-neutralize sa alkalis sa mga may tubig na solusyon, ang mga orthoborates na naglalaman ng (BO3)3− ion ay hindi mabubuo, dahil halos ganap na na-hydrolyzed ang orthoborates dahil sa masyadong mababang formation constant [B(OH)4]−. Ang mga tetraborates, metaborates o salts ng iba pang polyboric acid ay nabuo sa solusyon:

Sa labis na alkali, maaari silang ma-convert sa mga metaborates:

Ang mga meta- at tetraborates ay hydrolyzed, ngunit sa isang mas mababang lawak (mga reaksyon na kabaligtaran sa mga ibinigay).

Sa acidified aqueous solution ng borates, ang mga sumusunod na equilibria ay itinatag:

Ang pinakakaraniwang asin ng boric acid ay sodium tetraborate decahydrate Na2B4O7 10H2O (teknikal na pangalang borax).

Kapag pinainit, ang boric acid ay natutunaw ang mga metal oxide, na bumubuo ng mga asing-gamot.

Sa mga alkohol sa pagkakaroon ng puro sulfuric acid ito ay bumubuo ng mga ester:

Pagbuo ng boron methyl ether B(OCH3)3 ay isang qualitative reaction sa H3BO3 at boric acid salts; kapag nag-apoy, ang boron methyl ether ay nasusunog na may magandang maliwanag na berdeng apoy.

Borosilicate glass- baso ng regular na komposisyon, kung saan ang mga alkaline na sangkap sa feedstock ay pinalitan ng boron oxide (B2O3). Nakakamit nito ang mas mataas na paglaban sa kemikal at isang mababang koepisyent ng thermal expansion - hanggang 3.3·10−6 sa 20 °C para sa pinakamahusay na mga sample. Sa borosilicate glass ito ay napakaliit; ito ay mas maliit lamang sa quartz glass (halos 10 beses). Pinipigilan nito ang salamin mula sa pag-crack sa panahon ng biglaang pagbabago ng temperatura. Ipinapaliwanag nito ang paggamit nito bilang materyal na panlaban sa sunog at sa ibang mga kaso kung saan kinakailangan ang thermal resistance.

Paggamit Sa pang-araw-araw na buhay, para sa paggawa ng cookware para sa bukas na apoy, teapots. Ito ay ginagamit bilang isang materyal para sa laboratoryo glassware, pati na rin para sa industriya ng kemikal at iba pang mga industriya, halimbawa, bilang isang heat exchanger material para sa thermal power plants. Ginagamit din para sa paggawa ng murang mga slide ng gitara. Ang borosilicate glass ay maaari ding gamitin upang gumawa ng mga pipette para sa ICSI, blastomere biopsy, na isinasagawa para sa preimplantation genetic diagnosis gamit ang biopsy cell bilang genetic material. Mayroong 3 pagpipilian sa pipette na may mga panloob na diameter mula 4 µm hanggang 7.5 µm. Ang haba ng pipette ay mula 60 hanggang 75 mm at may bevel angle na 30°. Ang mga pipette ay inilaan para sa solong paggamit.

pangkalahatang katangian mga elemento ng subgroup ng IVA. Ang istraktura ng mga atomo. Mga estado ng oksihenasyon. Prevalence at anyo ng paglitaw sa kalikasan. Mga pagbabago sa allotropic ng carbon. Mga katangiang pisikal at kemikal. Mga uri ng itim na grapayt: coke, uling, uling.

Pangkalahatang katangian ng mga elemento ng pangkat IVA Ang mga elemento ng pangunahing subgroup ng pangkat IV ay kinabibilangan ng C, Si, Ge, Sn, Pv. Electronic formula panlabas na antas ng valence nS2np2, iyon ay, mayroon silang 4 na valence electron at ito ay mga elemento ng p, samakatuwid sila ay nasa pangunahing subgroup ng pangkat IV. ││││ │↓│ np nS Sa ground state ng isang atom, dalawang electron ang ipinares at dalawa ang walang pair. Ang pinakalabas na electron shell ng carbon ay may 2 electron, silicon ay 8, at Ge, Sn, Pv ay may 18 electron bawat isa. Samakatuwid, ang Ge, Sn, Pv ay pinagsama sa germanium subgroup (ito ay kumpletong electronic analogues). Sa subgroup na ito ng mga p-elemento, tulad ng sa ibang mga subgroup ng mga p-elemento, ang mga katangian ng mga atomo ng mga elemento ay nagbabago sa pana-panahon.

Kaya, mula sa itaas hanggang sa ibaba sa subgroup, ang atomic radius ay tumataas, kaya ang enerhiya ng ionization ay bumababa, kaya ang kakayahang mag-donate ng mga electron ay tumataas, at ang pagkahilig upang madagdagan ang panlabas na shell ng elektron sa octet ay bumaba nang husto, kaya mula C hanggang Pb ang ang pagbabawas ng mga katangian at mga katangian ng metal ay tumataas, at ang mga di-metal na katangian ay bumababa. Ang carbon at silicon ay tipikal na hindi metal; Ang Ge ay nagpapakita na ng mga katangiang metal at hitsura ito ay katulad ng metal, bagaman ito ay isang semiconductor. Ang lata ay mayroon nang mga katangiang metal na nangingibabaw, habang ang tingga ay isang tipikal na metal. Ang pagkakaroon ng 4 na valence electron, ang mga atomo sa kanilang mga compound ay maaaring magpakita ng mga estado ng oksihenasyon mula sa minimum (-4) hanggang sa maximum (+4), at sila ay nailalarawan sa pamamagitan ng kahit na S.O.: -4, 0, +2, +4; S.O. = -4 ay tipikal para sa C at Si na may mga metal. Ang likas na katangian ng koneksyon sa iba pang mga elemento. Ang carbon ay bumubuo lamang ng mga covalent bond, ang silikon ay nakararami ring bumubuo ng mga covalent bond. Para sa lata at tingga, lalo na sa S.O. = +2, ang ionic na katangian ng bono ay mas tipikal (halimbawa, Рв(NO3)2). Ang covalency ay tinutukoy ng valence structure ng isang atom. Ang carbon atom ay may 4 na valence orbital at ang pinakamataas na covalency ay 4. Para sa iba pang mga elemento, ang covalence ay maaaring higit sa apat, dahil mayroong isang valence d-sublevel (halimbawa, H2). Hybridization. Ang uri ng hybridization ay tinutukoy ng uri at bilang ng mga valence orbital. Ang carbon ay mayroon lamang S- at p-valence orbitals, kaya maaaring mayroong Sp (carbyne, CO2, CS2), Sp2 (graphite, benzene, COCl2), Sp3 hybridization (CH4, diamond, CCl4). Para sa silikon, ang pinaka-katangian ng Sp3 ay hybridization (SiO2, SiCl4), ngunit mayroon itong valence d-sublevel, kaya mayroon ding Sp3d2 hybridization, halimbawa, H2. Ang Pangkat IV ng PSE ay ang gitna ng talahanayan ni D.I. Mendeleev. Ang isang matalim na pagbabago sa mga katangian mula sa hindi metal patungo sa mga metal ay malinaw na nakikita dito. Isaalang-alang natin nang hiwalay ang carbon, pagkatapos ay silikon, pagkatapos ay mga elemento ng germanium subgroup.

Atom(mula sa Greek atomos - hindi mahahati) - isang solong-nuklear, hindi mahahati na particle ng isang elemento ng kemikal, isang carrier ng mga katangian ng isang sangkap. Ang mga sangkap ay binubuo ng mga atomo. Ang atom mismo ay binubuo ng isang positively charged nucleus at isang negatively charged electron cloud. Sa pangkalahatan, ang atom ay neutral sa kuryente. Ang laki ng isang atom ay ganap na tinutukoy ng laki ng electron cloud nito, dahil ang laki ng nucleus ay bale-wala kumpara sa laki ng electron cloud. Ang nucleus ay binubuo ng Z na positibong sisingilin na mga proton (ang singil ng isang proton ay tumutugma sa +1 sa mga arbitraryong yunit) at N neutron, na hindi nagdadala ng singil (ang mga proton at neutron ay tinatawag na mga nucleon). Kaya, ang singil ng nucleus ay tinutukoy lamang ng bilang ng mga proton at katumbas ng ordinal na bilang ng elemento sa periodic table. Ang positibong singil ng nucleus ay binabayaran ng mga negatibong sisingilin na mga electron (electron charge -1 sa mga arbitrary na yunit), na bumubuo ng isang electron cloud. Ang bilang ng mga electron ay katumbas ng bilang ng mga proton. Ang masa ng mga proton at neutron ay pantay (1 at 1 amu, ayon sa pagkakabanggit). Ang masa ng isang atom ay tinutukoy ng masa ng nucleus nito, dahil ang masa ng isang elektron ay humigit-kumulang 1850 beses na mas mababa kaysa sa masa ng isang proton at neutron at bihirang isinasaalang-alang sa mga kalkulasyon. Ang bilang ng mga neutron ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng pagkakaiba sa pagitan ng masa ng isang atom at ang bilang ng mga proton (N=A-Z). Ang isang uri ng atom ng elementong kemikal na may nucleus na binubuo ng mahigpit na tinukoy na bilang ng mga proton (Z) at neutron (N) ay tinatawag na nuclide.

Dahil halos ang buong masa ay puro sa nucleus ng isang atom, ngunit ang mga sukat nito ay bale-wala kumpara sa kabuuang dami ng atom, ang nucleus ay karaniwang tinatanggap bilang isang materyal na punto sa pamamahinga sa gitna ng atom, at ang atom mismo. ay itinuturing na isang sistema ng mga electron. Sa isang kemikal na reaksyon, ang nucleus ng isang atom ay hindi apektado (maliban sa mga nuklear na reaksyon), tulad ng mga panloob na antas ng elektroniko, ngunit ang mga electron lamang ng panlabas na shell ng elektron ang kasangkot. Para sa kadahilanang ito, kinakailangang malaman ang mga katangian ng elektron at ang mga patakaran para sa pagbuo ng mga shell ng elektron ng mga atomo.

Katayuan ng oksihenasyon(numero ng oksihenasyon, pormal na singil) - isang pantulong na kumbensyonal na halaga para sa pagtatala ng mga proseso ng oksihenasyon, pagbabawas at redox na mga reaksyon. Ito ay nagpapahiwatig ng estado ng oksihenasyon ng isang indibidwal na atom ng isang molekula at ito ay isang maginhawang paraan lamang ng accounting para sa paglipat ng elektron: hindi ito ang tunay na singil ng isang atom sa molekula (tingnan ang #Conventions).

Ang mga ideya tungkol sa antas ng oksihenasyon ng mga elemento ay bumubuo ng batayan at ginagamit sa pag-uuri ng mga kemikal na sangkap, paglalarawan ng kanilang mga katangian, pagsasama-sama ng mga formula ng mga compound at ang kanilang mga internasyonal na pangalan (nomenclature). Ngunit ito ay lalong malawak na ginagamit sa pag-aaral ng redox reactions.

Ang konsepto ng estado ng oksihenasyon ay kadalasang ginagamit sa inorganic na kimika sa halip na ang konsepto ng valence.

Ang estado ng oksihenasyon ng isang atom ay numerical value ang elektrikal na singil na itinalaga sa isang atom sa ilalim ng pagpapalagay na ang mga pares ng nagbubuklod na electron ay ganap na kumikiling sa mas maraming electronegative na mga atomo (iyon ay, sa ilalim ng pagpapalagay na ang tambalan ay binubuo lamang ng mga ion).

Ang numero ng oksihenasyon ay tumutugma sa bilang ng mga electron na dapat idagdag sa isang positibong ion upang mabawasan ito sa isang neutral na atom, o ibawas mula sa isang negatibong ion upang ma-oxidize ito sa isang neutral na atom:

Al3+ + 3e− → Al

S2− → S + 2e− (S2− − 2e− → S)

Carbon- sangkap na may pinakamaraming [hindi tinukoy na pinagmulan 1528 araw] isang malaking bilang allotropic modifications (higit sa 8 ang natuklasan na).

Mga pagbabago sa allotropic ng carbon sa kanilang mga pag-aari ay naiiba ang mga ito sa bawat isa, mula sa malambot hanggang sa matigas, opaque hanggang sa transparent, nakasasakit hanggang sa pampadulas, mura hanggang sa mahal. Kabilang sa mga allotropes na ito ang mga amorphous carbon allotropes (coal, soot), nanofoam, crystalline allotropes - nanotube, brilyante, fullerenes, graphite, lonsdaleite at ceraphite.

Pag-uuri ng mga carbon allotropes ayon sa likas na katangian ng kemikal na bono sa pagitan ng mga atomo:

brilyante (kubo)

Lonsdaleite (heksagonal na brilyante)

Fullerenes (C20+)

Nanotube

Mga Nanofiber

Astralens

Malasalamin na carbon

Napakalaki nanotubes

Pinaghalong sp3/sp2 form:

Amorphous na carbon

Mga carbon nanobud

Carbon nanofoam

Iba pang mga hugis: C1 - C2 - C3 - C8

Carbon(simbulo ng kemikal - C, lat. Carboneum) - elemento ng kemikal ng ika-labing-apat na pangkat (ayon sa hindi napapanahong pag-uuri - ang pangunahing subgroup ng ikaapat

pangkat), ika-2 yugto ng periodic table ng mga elemento ng kemikal. serial number 6, atomic mass - 12.0107.

Mga katangiang pisikal.

Ang carbon ay umiiral sa maraming allotropic modification na may napaka-magkakaibang pisikal na katangian. Ang iba't ibang mga pagbabago ay dahil sa kakayahan ng carbon na bumuo ng mga kemikal na bono ng iba't ibang uri.

Mga amphoteric compound

Ang kimika ay palaging isang pagkakaisa ng magkasalungat.

Tingnan ang periodic table.

Nabubuo ang ilang elemento (halos lahat ng metal na nagpapakita ng mga estado ng oksihenasyon na +1 at +2). basic mga oxide at hydroxides. Halimbawa, ang potassium ay bumubuo ng oxide K 2 O, at ang hydroxide KOH. Nagpapakita sila ng mga pangunahing katangian, tulad ng pakikipag-ugnayan sa mga acid.

K2O + HCl → KCl + H2O

Nabuo ang ilang elemento (karamihan sa mga nonmetals at metal na may oxidation states na +5, +6, +7). acidic mga oxide at hydroxides. Ang acid hydroxides ay mga acid na naglalaman ng oxygen, tinawag silang hydroxides dahil mayroon silang hydroxyl group sa kanilang istraktura, halimbawa, ang sulfur ay bumubuo ng acid oxide SO 3 at acid hydroxide H 2 SO 4 (sulfuric acid):

Ang ganitong mga compound ay nagpapakita ng mga acidic na katangian, halimbawa sila ay tumutugon sa mga base:

H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O

At may mga elemento na bumubuo ng mga oxide at hydroxides na nagpapakita ng parehong acidic at pangunahing mga katangian. Ang kababalaghang ito ay tinatawag amphoteric . Ang mga oxide at hydroxides na ito ang magtutuon ng ating pansin sa artikulong ito. Ang lahat ng amphoteric oxide at hydroxides ay mga solidong hindi matutunaw sa tubig.

Una, paano natin matutukoy kung amphoteric ang isang oxide o hydroxide? Mayroong isang panuntunan, medyo arbitrary, ngunit maaari mo pa ring gamitin ito:

Ang mga amphoteric hydroxides at oxide ay nabuo ng mga metal sa mga estado ng oksihenasyon +3 at +4, Halimbawa (Sinabi ni Al 2 O 3 , Sinabi ni Al(OH) 3 , Fe 2 O 3 , Fe(OH) 3)

At apat na pagbubukod:mga metalZn , Maging , Pb , Si Sn bumuo ng mga sumusunod na oxides at hydroxides:ZnO , Zn ( OH ) 2 , BeO , Maging ( OH ) 2 , PbO , Pb ( OH ) 2 , SnO , Si Sn ( OH ) 2 , kung saan nagpapakita sila ng estado ng oksihenasyon na +2, ngunit sa kabila nito, ang mga compound na ito ay nagpapakita amphoteric na katangian .

Ang pinakakaraniwang amphoteric oxides (at ang kanilang kaukulang hydroxides): ZnO, Zn(OH) 2, BeO, Be(OH) 2, PbO, Pb(OH) 2, SnO, Sn(OH) 2, Al 2 O 3, Al (OH) 3, Fe 2 O 3, Fe(OH) 3, Cr 2 O 3, Cr(OH) 3.

Ang mga katangian ng amphoteric compound ay hindi mahirap tandaan: nakikipag-ugnayan sila mga acid at alkalis.

• Kapag nakikipag-ugnayan sa mga acid, ang lahat ay simple; sa mga reaksyong ito, ang mga amphoteric compound ay kumikilos tulad ng mga pangunahing:

Al 2 O 3 + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 O

ZnO + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + H 2 O

BeO + HNO 3 → Be(NO 3 ) 2 + H 2 O

Ang mga hydroxides ay tumutugon sa parehong paraan:

Fe(OH) 3 + 3HCl → FeCl 3 + 3H 2 O

Pb(OH) 2 + 2HCl → PbCl 2 + 2H 2 O

• Ang pakikipag-ugnayan sa alkalis ay medyo mas kumplikado. Sa mga reaksyong ito, ang mga amphoteric compound ay kumikilos tulad ng mga acid, at ang mga produkto ng reaksyon ay maaaring iba, depende sa mga kondisyon.

Alinman ang reaksyon ay nangyayari sa solusyon, o ang mga tumutugon na sangkap ay kinuha bilang mga solido at pinagsama.

Pakikipag-ugnayan ng mga pangunahing compound na may mga amphoteric sa panahon ng pagsasanib.

Tingnan natin ang halimbawa ng zinc hydroxide. Tulad ng nabanggit kanina, ang mga amphoteric compound ay nakikipag-ugnayan sa mga pangunahing compound at kumikilos tulad ng mga acid. Kaya't isulat natin ang zinc hydroxide Zn (OH) 2 bilang isang acid. Ang acid ay may hydrogen sa harap, ilabas natin ito: H 2 ZnO 2 . At ang reaksyon ng alkali sa hydroxide ay magpapatuloy na parang ito ay isang acid. "Acid residue" ZnO 2 2-divalent:

2K OH(TV) + H 2 ZnO 2(solid) (t, fusion)→ K 2 ZnO 2 + 2 H 2 O

Ang nagresultang sangkap na K 2 ZnO 2 ay tinatawag na potassium metazincate (o simpleng potassium zincate). Ang sangkap na ito ay isang asin ng potasa at ang hypothetical na "zinc acid" H 2 ZnO 2 (hindi ganap na tama na tawagan ang mga naturang compound na asin, ngunit para sa ating sariling kaginhawahan ay malilimutan natin iyon). Isulat lamang ang zinc hydroxide tulad nito: H 2 ZnO 2 - hindi maganda. Sinusulat namin ang Zn (OH) 2 gaya ng dati, ngunit ang ibig naming sabihin (para sa aming sariling kaginhawahan) na ito ay isang "acid":

2KOH (solid) + Zn (OH) 2(solid) (t, fusion) → K 2 ZnO 2 + 2H 2 O

Sa hydroxides, na mayroong 2 pangkat ng OH, ang lahat ay magiging katulad ng sa zinc:

Be(OH) 2(tv.) + 2NaOH (tv.) (t, fusion) → 2H 2 O + Na 2 BeO 2 (sodium metaberyllate, o beryllate)

Pb(OH) 2 (sol.) + 2NaOH (sol.) (t, fusion) → 2H 2 O + Na 2 PbO 2 (sodium metaplumbate, o plumbate)

Sa amphoteric hydroxides na may tatlong pangkat ng OH (Al (OH) 3, Cr (OH) 3, Fe (OH) 3) ito ay medyo naiiba.

Tingnan natin ang halimbawa ng aluminum hydroxide: Al (OH) 3, isulat ito sa anyo ng isang acid: H 3 AlO 3, ngunit hindi namin ito iniiwan sa form na ito, ngunit alisin ang tubig doon:

H 3 AlO 3 – H 2 O → HAlO 2 + H 2 O.

Ito ang "acid" (HAlO 2) na pinagtatrabahuhan namin:

HAlO 2 + KOH → H 2 O + KAlO 2 (potassium metaaluminate, o simpleng aluminate)

Ngunit ang aluminyo hydroxide ay hindi maaaring isulat tulad nito HAlO 2, isinusulat namin ito gaya ng dati, ngunit ang ibig sabihin namin ay "acid" doon:

Al(OH) 3(solv.) + KOH (solv.) (t, fusion)→ 2H 2 O + KAlO 2 (potassium metaaluminate)

Ang parehong napupunta para sa chromium hydroxide:

Cr(OH) 3 → H 3 CrO 3 → HCrO 2

Cr(OH) 3(tv.) + KOH (tv.) (t, fusion)→ 2H 2 O + KCrO 2 (potassium metachromate,

PERO HINDI CHROMATE, ang chromates ay mga salts ng chromic acid).

Ito ay pareho sa mga hydroxides na naglalaman ng apat na pangkat ng OH: inilipat namin ang hydrogen pasulong at inaalis ang tubig:

Sn(OH) 4 → H 4 SnO 4 → H 2 SnO 3

Pb(OH) 4 → H 4 PbO 4 → H 2 PbO 3

Dapat tandaan na ang tingga at lata bawat isa ay bumubuo ng dalawang amphoteric hydroxides: na may estado ng oksihenasyon na +2 (Sn (OH) 2, Pb (OH) 2), at +4 (Sn (OH) 4, Pb (OH) 4 ).

At ang mga hydroxide na ito ay bubuo ng iba't ibang "mga asin":

Ang parehong mga prinsipyo tulad ng sa mga pangalan ng ordinaryong "mga asin", ang elemento sa pinakamataas na estado ng oksihenasyon ay ang suffix AT, sa intermediate - IT.

Ang ganitong mga "asin" (metachromates, metaaluminates, metaberyllates, metazincates, atbp.) Ay nakukuha hindi lamang bilang resulta ng pakikipag-ugnayan ng alkalis at amphoteric hydroxides. Ang mga compound na ito ay palaging nabubuo kapag ang isang malakas na pangunahing "mundo" at isang amphoteric (sa panahon ng pagsasanib) ay nagkadikit. Iyon ay, sa parehong paraan tulad ng amphoteric hydroxides, amphoteric oxides at metal salts na bumubuo ng amphoteric oxides (mga asin ng mahinang acids) ay tutugon sa alkalis. At sa halip na isang alkali, maaari kang kumuha ng isang malakas na pangunahing oksido at isang asin ng metal na bumubuo ng alkali (isang asin ng isang mahinang acid).

Mga Pakikipag-ugnayan:

Tandaan, ang mga reaksyon sa ibaba ay nangyayari sa panahon ng pagsasanib.

Amphoteric oxide na may malakas na basic oxide:

ZnO (solid) + K 2 O (solid) (t, fusion) → K 2 ZnO 2 (potassium metazincate, o simpleng potassium zincate)

Amphoteric oxide na may alkali:

ZnO (solid) + 2KOH (solid) (t, fusion) → K 2 ZnO 2 + H 2 O

Amphoteric oxide na may asin ng mahinang acid at metal na bumubuo ng alkali:

ZnO (sol.) + K 2 CO 3 (sol.) (t, fusion) → K 2 ZnO 2 + CO 2

Amphoteric hydroxide na may malakas na basic oxide:

Zn(OH) 2 (solid) + K 2 O (solid) (t, fusion) → K 2 ZnO 2 + H 2 O

Amphoteric hydroxide na may alkali:

Zn (OH) 2 (solid) + 2KOH (solid) (t, fusion) → K 2 ZnO 2 + 2H 2 O

Amphoteric hydroxide na may asin ng mahinang acid at metal na bumubuo ng alkali:

Zn (OH) 2(solid) + K 2 CO 3(solid) (t, fusion) → K 2 ZnO 2 + CO 2 + H 2 O

Mga asin ng isang mahinang acid at isang metal na bumubuo ng isang amphoteric compound na may isang malakas na pangunahing oksido:

ZnCO 3 (solid) + K 2 O (solid) (t, fusion) → K 2 ZnO 2 + CO 2

Mga asin ng mahinang acid at metal na bumubuo ng amphoteric compound na may alkali:

ZnCO 3 (solid) + 2KOH (solid) (t, fusion) → K 2 ZnO 2 + CO 2 + H 2 O

Mga asin ng isang mahinang acid at isang metal na bumubuo ng isang amphoteric compound na may isang asin ng isang mahinang acid at isang metal na bumubuo ng isang alkali:

ZnCO 3(tv.) + K 2 CO 3(tv.) (t, fusion)→ K 2 ZnO 2 + 2CO 2

Nasa ibaba ang impormasyon sa mga asin ng amphoteric hydroxides; ang pinakakaraniwan sa Pinag-isang Estado na Pagsusuri ay minarkahan ng pula.

Pakikipag-ugnayan ng mga amphoteric compound na may mga solusyon ng ALKALI (dito lamang alkali).

Sa Unified State Examination ito ay tinatawag na "dissolution of aluminum hydroxide (zinc, beryllium, etc.) with alkali." Ito ay dahil sa kakayahan ng mga metal sa komposisyon ng amphoteric hydroxides sa pagkakaroon ng labis na mga hydroxide ions (sa isang alkaline medium) upang ikabit ang mga ions na ito sa kanilang mga sarili. Ang isang butil ay nabuo gamit ang isang metal (aluminyo, beryllium, atbp.) Sa gitna, na napapalibutan ng mga hydroxide ions. Ang particle na ito ay nagiging negatibong sisingilin (anion) dahil sa mga hydroxide ions, at ang ion na ito ay tatawaging hydroxoaluminate, hydroxozincate, hydroxoberyllate, atbp. Bukod dito, ang proseso ay maaaring magpatuloy sa iba't ibang paraan, ang metal ay maaaring mapalibutan magkaibang numero mga ion ng hydroxide.

Isasaalang-alang namin ang dalawang kaso: kapag ang metal ay napapalibutan apat na hydroxide ions, at kapag napapalibutan ito anim na hydroxide ions.

Isulat natin ang pinaikling ionic equation mga prosesong ito:

Al(OH) 3 + OH — → Al(OH) 4 —

Ang nagresultang ion ay tinatawag na Tetrahydroxoaluminate ion. Ang prefix na "tetra-" ay idinagdag dahil mayroong apat na hydroxide ions. Ang tetrahydroxyaluminate ion ay may singil -, dahil ang aluminyo ay may singil na 3+, at ang apat na hydroxide ions ay may singil na 4-, ang kabuuan ay -.

Al(OH) 3 + 3OH - → Al(OH) 6 3-

Ang ion na nabuo sa reaksyong ito ay tinatawag na hexahydroxoaluminate ion. Ang prefix na "hexo-" ay idinagdag dahil mayroong anim na hydroxide ions.

Kinakailangang magdagdag ng prefix na nagpapahiwatig ng bilang ng mga hydroxide ions. Dahil kung isusulat mo lang ang "hydroxyaluminate", hindi malinaw kung aling ion ang ibig mong sabihin: Al (OH) 4 - o Al (OH) 6 3-.

Kapag ang isang alkali ay tumutugon sa isang amphoteric hydroxide, isang asin ang nabuo sa solusyon. Ang cation na kung saan ay isang alkali cation, at ang anion ay isang kumplikadong ion, ang pagbuo kung saan napag-usapan natin kanina. Ang anion ay square bracket.

Al(OH)3 + KOH → K (potassium tetrahydroxoaluminate)

Al (OH) 3 + 3KOH → K 3 (potassium hexahydroxoaluminate)

Anong uri ng asin (hexa- o tetra-) ang isusulat mo bilang isang produkto ay hindi mahalaga. Kahit na sa mga sagot sa Unified State Examination ay nakasulat: "... K 3 (ang pagbuo ng K ay pinahihintulutan." Ang pangunahing bagay ay huwag kalimutan upang matiyak na ang lahat ng mga indeks ay naipasok nang tama. Subaybayan ang mga singil, at panatilihin sa isip na ang kanilang kabuuan ay dapat na katumbas ng zero.

Bilang karagdagan sa amphoteric hydroxides, ang mga amphoteric oxide ay tumutugon sa alkalis. Magiging pareho ang produkto. Kung isusulat mo lamang ang reaksyon tulad nito:

Al 2 O 3 + NaOH → Na

Al 2 O 3 + NaOH → Na 3

Ngunit ang mga reaksyong ito ay hindi mapapantayan para sa iyo. Kailangan mong magdagdag ng tubig sa kaliwang bahagi, dahil ang pakikipag-ugnayan ay nangyayari sa solusyon, mayroong sapat na tubig doon, at lahat ay magkakapantay:

Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na

Al 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3

Bilang karagdagan sa mga amphoteric oxide at hydroxides, ang ilang partikular na aktibong metal na bumubuo ng mga amphoteric compound ay nakikipag-ugnayan sa mga solusyon sa alkali. Ito ay: aluminyo, sink at beryllium. Para mapantayan, kailangan din ng tubig sa kaliwa. At, bilang karagdagan, ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga prosesong ito ay ang pagpapakawala ng hydrogen:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2

2Al + 6NaOH + 6H 2 O → 2Na 3 + 3H 2

Ipinapakita ng talahanayan sa ibaba ang pinakakaraniwan sa Mga halimbawa ng Pinag-isang State Exam Mga katangian ng amphoteric compound:

Ang mga asin na nakuha sa mga pakikipag-ugnayang ito ay tumutugon sa mga acid, na bumubuo ng dalawang iba pang mga asin (mga asin ng isang ibinigay na acid at dalawang metal):

2Na 3 + 6H 2 KAYA 4 → 3Na 2 KAYA 4 + Al 2 (KAYA 4 ) 3 +12H 2 O

Iyon lang! Walang kumplikado. Ang pangunahing bagay ay hindi malito, tandaan kung ano ang nabuo sa panahon ng pagsasanib at kung ano ang nasa solusyon. Kadalasan, ang mga takdang-aralin sa isyung ito ay nahaharap B mga bahagi.

SA wikang Griyego ang salitang "amphoteros" ay isinalin bilang "pareho". Ang amphotericity ay ang duality ng acid-base properties ng isang substance. Ang mga amphoteric hydroxides ay yaong, depende sa mga kondisyon, ay maaaring magpakita ng parehong acidic at pangunahing mga katangian.

Ang isang halimbawa ng isang amphoteric hydroxide ay zinc hydroxide. Ang formula ng hydroxide na ito sa pangunahing anyo nito ay Zn(OH)2. Ngunit maaari mong isulat ang formula ng zinc hydroxide sa acid form, paglalagay ng hydrogen atoms sa unang lugar, tulad ng sa mga formula ng inorganic acid: H2ZnO2 (Fig. 1). Pagkatapos ang ZnO22- ay magiging acidic residue na may singil na 2-.

kanin. 1. Mga formula ng zinc hydroxide

Ang isang tampok ng amphoteric hydroxide ay ang pagkakaiba nito ng kaunti sa lakas ng mga bono ng O-H at Zn-O. Kaya ang duality ng mga ari-arian. Sa mga reaksyon sa mga acid na handang mag-abuloy ng mga hydrogen cation, kapaki-pakinabang para sa zinc hydroxide na masira ang Zn-O bond, mag-donate ng OH group at kumikilos bilang base. Bilang isang resulta ng naturang mga reaksyon, ang mga asin ay nabuo kung saan ang zinc ay isang cation, samakatuwid sila ay tinatawag na cationic salts:

Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O (base)

Sa mga reaksyon sa alkalis, ang zinc hydroxide ay kumikilos bilang isang acid, na nagbibigay ng hydrogen. Sa kasong ito, ang mga asin ng anionic na uri ay nabuo (ang zinc ay bahagi ng acidic residue - ang zincate anion). Halimbawa, kapag ang zinc hydroxide ay pinagsama sa solid sodium hydroxide, nabuo ang Na2ZnO2, isang anionic medium na salt ng sodium zincate:

H2ZnO2 + 2NaOH(TV) = Na2ZnO2 + 2H2O (acid)

Kapag nakikipag-ugnayan sa mga solusyon sa alkali, ang amphoteric hydroxides ay bumubuo ng mga natutunaw na kumplikadong asing-gamot. Halimbawa, kapag ang zinc hydroxide ay tumutugon sa isang solusyon ng sodium hydroxide, ang sodium tetrahydroxozincate ay nabuo:

Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2

2- ay isang kumplikadong anion, na kadalasang nakapaloob sa mga square bracket.

Kaya, ang amphotericity ng zinc hydroxide ay dahil sa posibilidad ng pagkakaroon ng mga zinc ions sa isang may tubig na solusyon bilang bahagi ng parehong mga cation at anion. Ang komposisyon ng mga ion na ito ay nakasalalay sa kaasiman ng daluyan. Ang mga ZnO22- anion ay matatag sa isang alkaline na kapaligiran, at ang mga Zn2+ cation ay matatag sa isang acidic na kapaligiran.

Ang mga amphoteric hydroxides ay mga sangkap na hindi matutunaw sa tubig, at kapag pinainit ay nabubulok sila sa metal oxide at tubig:

Zn(OH)2 = ZnO + H2O

2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O

Ang antas ng oksihenasyon ng metal sa hydroxide at oxide ay dapat na pareho.

Ang mga amphoteric hydroxides ay mga compound na hindi matutunaw sa tubig, kaya maaari silang makuha sa pamamagitan ng isang exchange reaction sa pagitan ng isang solusyon ng isang transition metal salt at isang alkali. Halimbawa, ang aluminum hydroxide ay nabuo sa pamamagitan ng reaksyon ng mga solusyon ng aluminum chloride at sodium hydroxide:

AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3↓ + 3NaCl

Kapag ang mga solusyon na ito ay pinatuyo, isang puting halaya-tulad ng precipitate ng aluminum hydroxide ay nabuo (Larawan 2).

Ngunit sa parehong oras, ang labis na alkali ay hindi maaaring pahintulutan, dahil ang amphoteric hydroxides ay natutunaw sa alkalis. Samakatuwid, sa halip na alkali, mas mahusay na gumamit ng isang may tubig na solusyon ng ammonia. Ito ay isang mahinang base kung saan ang aluminum hydroxide ay hindi natutunaw. Kapag ang aluminyo klorido ay tumutugon sa isang may tubig na solusyon ng ammonia, ang aluminyo hydroxide at ammonium chloride ay nabuo:

AlCl3+ 3NH3. H2O = Al(OH)3↓ + 3NH4Cl

kanin. 2. Pagbuo ng aluminum hydroxide precipitate

Ang mga amphoteric hydroxides ay nabuo sa pamamagitan ng paglipat mga elemento ng kemikal at nagpapakita ng dalawahang katangian, ibig sabihin, pareho silang acid at base. Kunin at kumpirmahin natin ang amphoteric na kalikasan ng aluminum hydroxide.

Kumuha tayo ng precipitate ng aluminum hydroxide sa isang test tube. Upang gawin ito, magdagdag ng isang maliit na halaga ng alkali solution (sodium hydroxide) sa aluminum sulfate solution hanggang lumitaw ang isang precipitate (Fig. 1). Mangyaring tandaan: sa yugtong ito ang alkali ay hindi dapat labis. Ang nagresultang precipitate puti ay aluminum hydroxide:

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

Para sa susunod na eksperimento, hatiin ang nagresultang precipitate sa dalawang bahagi. Upang patunayan na ang aluminyo haydroksayd ay nagpapakita ng mga katangian ng isang acid, kinakailangan na i-react ito sa isang alkali. Sa kabaligtaran, upang patunayan ang mga pangunahing katangian ng aluminum hydroxide, ihalo natin ito sa acid. Sa isang test tube na may precipitate ng aluminum hydroxide, magdagdag ng solusyon ng alkali - sodium hydroxide (sa oras na ito ay kumuha ng labis na alkali). Natutunaw ang precipitate. Bilang resulta ng reaksyon, nabuo ang isang kumplikadong asin - sodium hydroxyaluminate:

Al(OH)3 + NaOH = Na

Ibuhos ang isang solusyon ng hydrochloric acid sa pangalawang test tube na may sediment. Natutunaw din ang precipitate. Nangangahulugan ito na ang aluminyo hydroxide ay tumutugon hindi lamang sa alkali, kundi pati na rin sa acid, i.e. nagpapakita ito ng mga katangian ng amphoteric. Sa kasong ito, nangyayari ang isang reaksyon ng palitan, nabuo ang aluminyo klorido at tubig:

Eksperimento Blg. 3. Pakikipag-ugnayan ng sodium tetrahydroxoaluminate solution sa hydrochloric acid at carbon dioxide

Magdaragdag kami ng isang dilute na solusyon ng hydrochloric acid na patak nang patak sa solusyon ng sodium hydroxoaluminate. Napansin namin ang pag-ulan ng aluminyo hydroxide at ang kasunod na pagkatunaw nito:

Na + HCl = Al(OH)3¯ + NaCl + H2O

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

Ang sodium tetrahydroxyaluminate ay hindi matatag at nawasak sa isang acidic na kapaligiran. Tingnan natin kung ang mahinang carbonic acid ay sumisira sa complex.

Magpapasa tayo ng carbon dioxide sa pamamagitan ng solusyon ng sodium tetrahydroxyaluminate. Ang carbon dioxide, naman, ay nakukuha mula sa reaksyon sa pagitan ng marmol at hydrochloric acid. Pagkaraan ng ilang oras, nabuo ang isang suspensyon ng hindi malulutas na tubig na aluminyo hydroxide, na hindi nawawala sa karagdagang pagpasa ng carbon dioxide.

Na + CO2= Al(OH)3¯ + NaHCO3

Iyon ay, ang labis na carbon dioxide ay hindi natutunaw ang aluminum hydroxide.

Mga pinagmumulan

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

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

pinagmulan ng pagtatanghal - http://ppt4web.ru/khimija/amfoternye-oksidy-i-gidroksidy.html

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