Осадок появляется и снова исчезает
Выбирай состояние. Модель объясняет, почему одна и та же частица реагирует с кислотой и с избытком щёлочи.
Учебная схема: размеры, цвета и расстояния условны. Переключатели показывают объяснённые примеры, оценка здесь не выставляется.
Амфотерность — двойственное поведение
Амфотерный гидроксид способен реагировать и с кислотой, и со щёлочью. Примеры — Al(OH)₃ и Zn(OH)₂. В первом взаимодействии он проявляет основные свойства, во втором — кислотные.
Это не смесь кислоты и основания и не способность реагировать с любым веществом. Речь идёт о свойствах одного соединения в разных условиях. Для сравнения берут отдельные порции осадка и разных реагентов.
| Признак / объект | Что означает | Пояснение |
|---|---|---|
| С кислотой | Al(OH)₃ проявляет основные свойства | Образуются соль Al³⁺ и вода |
| С избытком щёлочи в воде | Проявляет кислотные свойства | Образуется Al(OH)₄⁻ |
| Общее | Алюминий остаётся +3 | Это не перенос электронов |
Амфотерность объединяет кислотные и основные свойства одного вещества. Проявление свойства зависит от партнёра реакции.
Кислота растворяет амфотерный гидроксид
Al(OH)₃ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O. Эта реакция похожа на нейтрализацию обычного основания: образуются соль и вода, а осадок при достаточном количестве кислоты исчезает.
Для Zn(OH)₂ + 2HCl → ZnCl₂ + 2H₂O нужны две молекулы HCl на формульную единицу гидроксида. Разница коэффициентов связана с числом групп OH, а не с размером частиц осадка. Если кислоты недостаточно, часть осадка останется: исчезновение зависит не только от класса реагента, но и от его количества.
Al(OH)₃ + 3HCl
AlCl₃ + 3H₂O
Zn(OH)₂ + 2HCl
ZnCl₂ + 2H₂O
С кислотой амфотерный гидроксид образует соль и воду. Число групп OH определяет расход одноосновной кислоты.
Образец алюминия
Оксидная плёнка на поверхности затрудняет дальнейшее взаимодействие активного металла со средой.
Автор не указан; Chemical Elements — A Virtual Museum / Jumk.de Webprojects · Wikimedia Commons · CC BY 3.0. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Окраска фенолфталеина в щелочной среде
Фенолфталеин делает щелочную среду заметной благодаря малиновой окраске.
Andyman1125 · Wikimedia Commons · CC BY-SA 3.0. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Избыток щёлочи тоже может растворить осадок
При добавлении щёлочи к раствору соли алюминия сначала возникает Al(OH)₃. В избытке щёлочи осадок растворяется с образованием гидроксокомплекса; для водного раствора используют запись Al(OH)₃ + NaOH → Na[Al(OH)₄].
Скобки в формуле обозначают сложный комплексный ион. На этом этапе важнее увидеть последовательность «раствор → осадок → раствор» и понять причину исчезновения осадка. Это новая реакция, а не доказательство, что осадка не было.
Мало NaOH
Из соли осаждается Al(OH)₃.
Достаточно для осаждения
Наблюдается твёрдый гидроксид.
Избыток NaOH
Образуется растворимый гидроксокомплекс.
Избыток щёлочи растворяет некоторые амфотерные гидроксиды. Растворение связано с образованием нового соединения.
Уточнение состава комплекса в водном растворе: University of Colorado Boulder.
Связь оксида, гидроксида и солей
Нагревание Al(OH)₃ даёт Al₂O₃ и воду: 2Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O. При взаимодействии оксида с кислотой получается соль алюминия. Степень окисления Al +3 сохраняется, поэтому эти превращения не относятся к ОВР.
Из раствора AlCl₃ ограниченным количеством щёлочи осаждают Al(OH)₃, а её избытком переводят осадок в растворимый гидроксокомплекс. В водном растворе записывают Al(OH)₄⁻; при сплавлении используются иные формы алюминатов, поэтому условия нельзя опускать.
Al₂O₃ + кислота
Раствор соли Al³⁺
Добавление OH⁻
Осадок Al(OH)₃
Избыток OH⁻
Раствор Al(OH)₄⁻
Нагревание гидроксида
Возврат к Al₂O₃
Нагревание Al(OH)₃ даёт Al₂O₃ и воду: 2Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O. При взаимодействии оксида с кислотой получается соль алюминия.
Шесть выводов
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
Учебный источник и иллюстрации
Основа: предоставленный учебник «Химия, 9 класс», § 50. Материал переработан для объяснения; источник: 9 класс. Химия — § 50. Оксид и гидроксид алюминия. Соли алюминия.pdf. Научные уточнения учитывают различие молекулярного и немолекулярного строения и границы учебных моделей.
Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.
Royal Society of Chemistry: данные о химических элементах