Амфотерни оксиди и хидроксиди: физични и химични свойства, препарат, употреба

Съществуват три основни категории неорганични химични съединения: оксиди, хидроксиди и соли. Първите са разделени на две групи: несол (това включва въглероден оксид азотен оксид, азотен оксид и т.н.) и солеобразуващи, които от своя страна са основни, кисели и амфотерни. Хидроксидите се разделят на киселини, основи и амфотерни. Солите са основни, кисели, средни и двойни. Амфотерните оксиди и хидроксиди ще бъдат описани по-подробно по-долу.

Какво е амфотерно?

Това е способността на неорганичното химично вещество да проявява както киселинни, така и основни свойства, в зависимост от условията на реакцията. Вещества, които притежават такъв вид, могат да включват оксиди и хидроксиди. Сред първите могат да се нарекат оксид и диоксид от калай, берилий, манган, цинк, желязо (II), (III). Амфотерните хидроксиди са представени от следните вещества: хидроксид на берилий, алуминий, желязо (II), метахидроксид на желязо, алуминий, дихидроксид-титанов оксид. Най-често срещаните и често използвани от горепосочените съединения са железен оксид и алуминий, както и хидроксиди на тези метали.

Химични свойства на амфотерните оксиди

Амфотерните оксиди едновременно имат както свойствата на киселинните, така и на базичните съединения. Като кисели, те могат да взаимодействат с алкали. При този тип реакции се образуват сол и вода. Те също влизат в химична реакция с основни оксиди. Показвайки основните си свойства, те си взаимодействат с киселини, водещи до образуването на сол и вода, както и с киселинни оксиди така че можете да получите сол.

Примери за реакционни уравнения, включващи амфотерни оксиди

AI ₂ O ₃ + 2KOH = 2KAOO ₂ + H ₂ O - тази реакция показва киселинните свойства на амфотерните оксиди. 2АІ ₂ О ₃ + 6НСІ = 4АІСІ ₃ + 3Н ₂ О; AI ₂ O ₃ + 3CO ₂ = AI ₂ (CO ₃ ) ₃ - тези уравнения са пример за основните химични свойства на такива оксиди.

Химични свойства на амфотерните хидроксиди

Те са в състояние да си взаимодействат силни киселини така с алкали, а някои от тях реагират и със слаби киселини. Всички те, когато са изложени на високи температури, се разграждат в оксид и вода. По време на реакцията на амфотерния хидроксид с киселина се образуват сол и вода. Всички такива хидроксиди са неразтворими във вода и следователно могат да реагират само с разтвори на определени съединения, но не и със сухи вещества.

Физични свойства на амфотерните оксиди, методи за тяхното приготвяне и използване

Ферум оксид (II) е може би най-честият амфотерен оксид. Има много начини да го получите. Широко се използва в промишлеността. Други амфотерни оксиди се използват и в много индустрии: от металургията до хранителната промишленост.

Външен вид, производство и използване на феримов (II) оксид

Това е черно твърдо вещество. му кристална решетка подобно на солта. В природата тя може да бъде намерена под формата на минерал вюстит.
Това химично съединение се получава по четири различни начина. Първият е намаляването на железния оксид (III), използвайки въглероден оксид. В същото време, чрез смесване на същото количество от тези две вещества, можете да получите две части от железен оксид (II) и една част от въглеродния диоксид. Вторият метод за получаване е взаимодействието на желязо с неговите оксиди, например, ферум (III) оксид, и не се образуват странични продукти. Въпреки това, за такава реакция, е необходимо да се създадат условия под формата на висока температура - 900-1000 градуса по Целзий. Третият метод е реакцията между желязо и кислород, в този случай се образува само железен оксид (II). За осъществяването на този процес също ще е необходимо нагряване на изходните материали. Четвъртият метод на производство е железен оксалат. Тази реакция изисква висока температура, както и вакуум. В резултат на това се образуват ферум (II) оксид, въглероден диоксид и въглероден оксид в съотношение 1: 1: 1. От гореизложеното можем да заключим, че най-простите и неизискващи специални условия е първият метод за получаване на това вещество. Прилагане на железен оксид (II) за топене на желязо, то също е един от компонентите на някои багрила, се използва в процеса на почерняване стомана.

Железен оксид (III)

Това е не по-рядко срещан амфотерен оксид, отколкото е описано по-горе. При нормални условия, това е твърдо вещество с червено-кафяв цвят. В природата, тя може да се появи под формата на минерал хематит, който се използва в производството на бижута. В промишлеността това вещество е широко използвано: използва се за боядисване на някои строителни материали, като тухли, тротоарни плочи и т.н., при производството на бои, включително печат и емайли. Разглежданото вещество служи също като оцветител за храна, наречен E172. В химическата промишленост той се използва в производството на амоняк като катализатор.

Алуминиев оксид

Амфотерните оксиди включват също така алуминиев оксид в техния списък. Това вещество при нормални условия има твърдо състояние. Цветът на този оксид е бял. В природата неговата част може да се открие под формата на двуалуминиев триоксид, както и сапфир и рубин. Използва се главно в химическата промишленост като катализатор. Но се използва и при производството на керамика.

Цинков оксид

Това химично съединение е също амфотерно. Това твърдо вещество, което няма цвят, не се разтваря във вода. Получава се главно чрез разлагане на различни цинкови съединения. Например, неговата нитрат. Това произвежда цинков оксид, азотен диоксид и кислород. Също така е възможно това вещество да се екстрахира чрез разлагане на цинков карбонат. В тази реакция, в допълнение към желаното съединение, се освобождава и въглероден диоксид. Възможно е също разлагане на цинков хидроксид до неговия оксид и вода. За да се изпълнят и трите гореспоменати процеса, е необходимо излагане на висока температура. Прилагайте цинков оксид в различни индустрии, например в химичното вещество (като катализатор) за производството на стъкло, в медицината за лечение на кожни дефекти.

Берилиев оксид

Получава се главно чрез термично разлагане на хидроксида на този елемент. Водата също се произвежда. Има вид на твърдо, безцветно вещество. Този оксид намира приложение в различни индустрии като топлоустойчив материал.

Калаен оксид

Той има тъмен цвят, има твърдо състояние при нормални условия. Тя може да бъде получена, подобно на много други амфотерни оксиди, чрез разлагане на неговия хидроксид. Резултатът е разглеждано вещество и вода. Това също изисква излагане на висока температура. Това съединение се използва в химическата промишленост като редуциращ агент в окислително-редукционни реакции, по-рядко използван като катализатор.

Свойства, подготовка и използване на амфотерни хидроксиди

Амфотерните хидроксиди се използват не по-малко от оксидите. Поради разнообразното си химическо поведение те се използват главно за производство на всички видове съединения. Освен това, при производството на батерии се използва железен хидроксид (безцветно твърдо вещество); алуминиев хидроксид - за пречистване на вода; берилиев хидроксид - за получаване на оксид.