Oxizii amfoteri (avand proprietati duble) sunt in majoritatea cazurilor oxizi metalici care au electronegativitate scazuta. Depinzând de conditii externe prezintă proprietăți fie acide, fie oxidice. Se formează acești oxizi care prezintă de obicei următoarele stări de oxidare: ll, lll, lV.

Exemple de oxizi amfoteri: oxid de zinc (ZnO), oxid de crom lll (Cr2O3), oxid de aluminiu (Al2O3), oxid de staniu lll (SnO), oxid de staniu lV (SnO2), oxid de plumb lll (PbO), oxid de plumb lV (PbO2) ), oxid de titan lV (TiO2), oxid de mangan lV (MnO2), oxid de fier lll (Fe2O3), oxid de beriliu (BeO).

Reacții caracteristice oxizilor amfoteri:

1. Acești oxizi pot reacționa cu acizi tari. În acest caz, se formează săruri ale acelorași acizi. Reacțiile de acest tip sunt o manifestare a proprietăților tipului de bază. De exemplu: ZnO (oxid de zinc) + H2SO4 ( acid clorhidric) → ZnSO4 + H2O (apă).

2. Când interacționează cu alcalii puternici, oxizii și hidroxizii amfoteri prezintă proprietăți duale (adică amfoteritate) manifestate în formarea a două săruri.

În topitură, atunci când reacționează cu un alcalin, se formează o sare obișnuită medie, de exemplu:
ZnO (oxid de zinc) + 2NaOH (hidroxid de sodiu) → Na2ZnO2 (sare comună) + H2O (apă).
Al2O3 (oxid de aluminiu) + 2NaOH (hidroxid de sodiu) = 2NaAlO2 + H2O (apă).
2Al(OH)3 (hidroxid de aluminiu) + 3SO3 (oxid de sulf) = Al2(SO4)3 (sulfat de aluminiu) + 3H2O (apă).

În soluție, oxizii amfoteri reacţionează cu alcalii pentru a forma o sare complexă, de exemplu: Al2O3 (oxid de aluminiu) + 2NaOH (hidroxid de sodiu) + 3H2O (apă) + 2Na(Al(OH)4) ( sare complexă tetrahidroxialuminat de sodiu).

3. Fiecare metal al oricărui oxid amfoter are propriul său număr de coordonare. De exemplu: pentru zinc (Zn) - 4, pentru aluminiu (Al) - 4 sau 6, pentru crom (Cr) - 4 (rar) sau 6.

4. Oxidul amfoter nu reacționează cu apa și nu se dizolvă în ea.

Ce reacții demonstrează că un metal este amfoter?

Relativ vorbind, un element amfoter poate prezenta proprietăți atât ale metalelor, cât și ale nemetalelor. Similar trăsătură caracteristică prezente în elementele grupului A: Be (beriliu), Ga (galiu), Ge (germaniu), Sn (staniu), Pb, Sb (antimoniu), Bi (bismut) și unele altele, precum și multe elemente din grupa B - acestea sunt Cr (crom), Mn (mangan), Fe (fier), Zn (zinc), Cd (cadmiu) și altele.

Să demonstrăm astfel: reacții chimice amfoteritatea elementului chimic zinc (Zn):

1. Zn(OH)2 + N2O5 (pentoxid de diazot) = Zn(NO3)2 (nitrat de zinc) + H2O (apă).
ZnO (oxid de zinc) + 2HNO3 = Zn(NO3)2 (nitrat de zinc) + H2O (apă).

b) Zn(OH)2 (hidroxid de zinc) + Na2O (oxid de sodiu) = Na2ZnO2 (dioxocincat de sodiu) + H2O (apă).
ZnO (oxid de zinc) + 2NaOH (hidroxid de sodiu) = Na2ZnO2 (dioxinat de sodiu) + H2O (apă).

În cazul în care un element cu proprietăți duale într-un compus are următoarele stări de oxidare, proprietățile sale duale (amfotere) se manifestă cel mai vizibil în etapa intermediară de oxidare.

Un exemplu este cromul (Cr). Acest element are următoarele stări de oxidare: 3+, 2+, 6+. În cazul lui +3, proprietățile bazice și acide sunt exprimate în aproximativ în aceeași măsură, în timp ce Cr +2 are proprietăți predominant bazice, iar Cr +6 are proprietăți acide. Iată care sunt reacțiile care demonstrează această afirmație:

Cr+2 → CrO (oxid de crom +2), Cr(OH)2 → CrSO4;
Cr+3 → Cr2O3 (oxid de crom +3), Cr(OH)3 (hidroxid de crom) → KCrO2 sau sulfat de crom Cr2(SO4)3;
Cr+6 → CrO3 (oxid de crom +6), H2CrO4 → K2CrO4.

În cele mai multe cazuri, oxizi amfoteri elemente chimice cu starea de oxidare +3 există sub formă meta. Ca exemplu, putem cita: metahidroxidul de aluminiu (formula chimica AlO(OH) si metahidroxidul de fier (formula chimica FeO(OH)).

Cum se prepară oxizii amfoteri?

1. Cea mai convenabilă metodă pentru prepararea lor este precipitarea dintr-o soluție apoasă folosind hidrat de amoniac, adică o bază slabă. De exemplu:
Al(NO3)3 (nitrat de aluminiu) + 3(H2OxNH3) (hidrat apos) = Al(OH)3 (oxid amfoter) + 3NH4NO3 (reacție efectuată la douăzeci de grade Celsius).
Al(NO3)3 (nitrat de aluminiu) + 3(H2OxNH3) (hidrat de amoniu apos) = AlO(OH) (oxid amfoter) + 3NH4NO3 + H2O (reacție efectuată la 80 °C)

Mai mult, într-o reacție de schimb de acest tip, în cazul unui exces de alcalii, nu se vor depune alcalii. Acest lucru se datorează faptului că aluminiul devine anion datorită proprietăților sale duale: Al(OH)3 (hidroxid de aluminiu) + OH− (alcalii în exces) = − (anion hidroxid de aluminiu).

Exemple de reacții de acest tip:
Al(NO3)3 (nitrat de aluminiu) + 4NaOH(hidroxid de sodiu în exces) = 3NaNO3 + Na(Al(OH)4).
ZnSO4 (sulfat de zinc) + 4NaOH (exces de hidroxid de sodiu) = Na2SO4 + Na2(Zn(OH)4).

Sărurile care se formează în acest caz aparțin Ele includ următorii anioni complecși: (Al(OH)4)− și de asemenea (Zn(OH)4)2−. Așa se numesc aceste săruri: Na(Al(OH)4) - tetrahidroxoaluminat de sodiu, Na2(Zn(OH)4) - tetrahidroxozincat de sodiu. Produșii interacțiunii oxizilor de aluminiu sau zinc cu alcalii solidi se numesc diferit: NaAlO2 - dioxoaluminat de sodiu și Na2ZnO2 - dioxoaluminat de sodiu.

Zincul este un element al subgrupului secundar al celui de-al doilea grup, a patra perioadă tabelul periodic elemente chimice D. I. Mendeleev, cu numar atomic 30. Notat prin simbolul Zn (latină: Zincum). Substanța simplă zinc în condiții normale este un metal de tranziție albăstrui fragil alb(se estompează în aer, devenind acoperit cu un strat subțire de oxid de zinc).

În a patra perioadă, zincul este ultimul element d, electronii săi de valență 3d 10 4s 2 . In educatie legături chimice numai electroni din exterior nivel de energie, deoarece configurația d 10 este foarte stabilă. În compuși, zincul are o stare de oxidare de +2.

Zincul este un metal activ din punct de vedere chimic, are proprietăți reducătoare pronunțate și are activitate inferioară metalelor alcalino-pământoase. Spectacole proprietăți amfotere.

Interacțiunea zincului cu nemetale
Când este puternic încălzit în aer, arde cu o flacără albăstruie strălucitoare pentru a forma oxid de zinc:
2Zn + O 2 → 2ZnO.

Când este aprins, reacţionează puternic cu sulful:
Zn + S → ZnS.

Reacţionează cu halogenii când conditii normaleîn prezența vaporilor de apă ca catalizator:
Zn + Cl2 → ZnCl2.

Când vaporii de fosfor acționează asupra zincului, se formează fosfuri:
Zn + 2P → ZnP 2 sau 3Zn + 2P → Zn 3 P 2.

Zincul nu interacționează cu hidrogenul, azotul, borul, siliciul sau carbonul.

Interacțiunea zincului cu apa
Reacționează cu vaporii de apă la căldură roșie pentru a forma oxid de zinc și hidrogen:
Zn + H2O → ZnO + H2.

Interacțiunea zincului cu acizii
În seria de tensiune electrochimică a metalelor, zincul este situat înaintea hidrogenului și îl înlocuiește de acizii neoxidanți:
Zn + 2HCI → ZnCI2 + H2;
Zn + H2S04 → ZnS04 + H2.

Reacționează cu acidul azotic diluat pentru a forma azotat de zinc și azotat de amoniu:
4Zn + 10HNO3 → 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O.

Reacţionează cu sulful concentrat şi acizi azotici cu formarea de sare de zinc și produse de reducere a acidului:
Zn + 2H2S04 → ZnS04 + SO2 + 2H20;
Zn + 4HNO 3 → Zn(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

Interacțiunea zincului cu alcalii
Reacționează cu soluțiile alcaline pentru a forma hidroxocomplecși:
Zn + 2NaOH + 2H2O → Na2 + H2

atunci când este topită, formează zincați:
Zn + 2KOH → K2ZnO2 + H2.

Interacțiunea cu amoniacul
Cu amoniacul gazos la 550–600°C formează nitrură de zinc:
3Zn + 2NH3 → Zn3N2 + 3H2;
se dizolvă într-o soluție apoasă de amoniac, formând hidroxid de zinc tetraaminiu:
Zn + 4NH3 + 2H20 → (OH)2 + H2.

Interacțiunea zincului cu oxizi și săruri
Zincul înlocuiește metalele situate în seria de tensiuni în dreapta acesteia din soluții de săruri și oxizi:
Zn + CuSO4 → Cu + ZnSO4;
Zn + CuO → Cu + ZnO.

Oxid de zinc(II) ZnO – cristale albe, la încălzire capătă o culoare galbenă. Densitate 5,7 g/cm3, temperatura de sublimare 1800°C. La temperaturi peste 1000°C se reduce la zinc metalic prin carbon, monoxid de carbon și hidrogen:
ZnO + C → Zn + CO;
ZnO + CO → Zn + CO2;
ZnO + H2 → Zn + H2O.

Nu interacționează cu apa. Prezintă proprietăți amfotere, reacționează cu soluții de acizi și alcaline:
ZnO + 2HCI → ZnCI2 + H20;
ZnO + 2NaOH + H2O → Na2.

Când este fuzionat cu oxizi metalici, formează zincați:
ZnO + CoO → CoZnO 2 .

Când interacționează cu oxizii nemetalici, formează săruri, unde este un cation:
2ZnO + SiO 2 → Zn 2 SiO 4,
ZnO + B 2 O 3 → Zn(BO 2) 2.

Hidroxid de zinc (II) Zn(OH) 2 – cristalin incolor sau substanță amorfă. Densitate 3,05 g/cm 3, se descompune la temperaturi peste 125°C:
Zn(OH)2 → ZnO + H2O.

Hidroxidul de zinc prezintă proprietăți amfotere și este ușor solubil în acizi și baze:
Zn(OH)2 + H2S04 → ZnS04 + 2H20;
Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2;

de asemenea, se dizolvă ușor într-o soluție apoasă de amoniac pentru a forma hidroxid de zinc tetraaminiu:
Zn(OH)2 + 4NH3 → (OH)2.

Se obține sub formă de precipitat alb atunci când sărurile de zinc reacţionează cu alcalii:
ZnCl2 + 2NaOH → Zn(OH)2 + 2NaCl.

Compuși amfoteri

Chimia este întotdeauna o unitate de contrarii.

Uită-te la tabelul periodic.

Se formează unele elemente (aproape toate metalele care prezintă stări de oxidare +1 și +2). de bază oxizi si hidroxizi. De exemplu, potasiul formează oxidul K 2 O și hidroxidul KOH. Ele prezintă proprietăți de bază, cum ar fi interacțiunea cu acizii.

K2O + HCl → KCl + H2O

Se formează unele elemente (majoritatea nemetalelor și metalelor cu stări de oxidare +5, +6, +7). acid oxizi si hidroxizi. Hidroxizii acizi sunt acizi care conțin oxigen, se numesc hidroxizi deoarece au o grupare hidroxil în structura lor, de exemplu, forme de sulf oxid acid SO3 și hidroxid acid H2SO4 (acid sulfuric):

Astfel de compuși prezintă proprietăți acide, de exemplu, reacţionează cu baze:

H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O

Și există elemente care formează oxizi și hidroxizi care prezintă atât proprietăți acide, cât și bazice. Acest fenomen se numește amfoter . Acești oxizi și hidroxizi sunt cei care ne vor concentra atenția în acest articol. Toți oxizii și hidroxizii amfoteri sunt solide insolubile în apă.

În primul rând, cum putem determina dacă un oxid sau un hidroxid este amfoter? Există o regulă, puțin arbitrară, dar o poți folosi în continuare:

Hidroxizii și oxizii amfoteri sunt formați de metale în stări de oxidare +3 și +4, De exemplu (Al 2 O 3 , Al(OH) 3 , Fe 2 O 3 , Fe(OH) 3)

Și patru excepții:metaleZn , Fi , Pb , Sn formă urmând oxiziși hidroxizi:ZnO , Zn ( OH ) 2 , BeO , Fi ( OH ) 2 , PbO , Pb ( OH ) 2 , SnO , Sn ( OH ) 2 , în care prezintă o stare de oxidare de +2, dar, în ciuda acestui fapt, acești compuși prezintă proprietăți amfotere .

Cei mai comuni oxizi amfoteri (și hidroxizii corespunzători acestora): ZnO, Zn(OH) 2, BeO, Be(OH) 2, PbO, Pb(OH) 2, SnO, Sn(OH) 2, Al 2 O 3, Al (OH)3, Fe2O3, Fe(OH)3, Cr2O3, Cr(OH)3.

Proprietățile compușilor amfoteri nu sunt greu de reținut: interacționează cu acestea acizi și alcaline.

• Când interacționează cu acizii, totul este simplu în aceste reacții, compușii amfoteri se comportă ca cei de bază:

Al2O3 + 6HCI → 2AlCl3 + 3H2O

ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O

BeO + HNO3 → Be(NO3)2 + H2O

Hidroxizii reacționează în același mod:

Fe(OH)3 + 3HCI → FeCl3 + 3H2O

Pb(OH)2 + 2HCI → PbCl2 + 2H2O

• Interacțiunea cu alcalii este puțin mai complicată. În aceste reacții, compușii amfoteri se comportă ca acizii, iar produșii de reacție pot fi diferiți, în funcție de condiții.

Fie reacția are loc în soluție, fie substanțele care reacţionează sunt luate ca solide și topite.

Interacțiunea compușilor bazici cu cei amfoteri în timpul fuziunii.

Să ne uităm la exemplul hidroxidului de zinc. După cum am menționat mai devreme, compușii amfoteri interacționează cu compușii bazici și se comportă ca acizi. Deci, să scriem hidroxidul de zinc Zn (OH) 2 ca acid. Acidul are hidrogen în față, să-l scoatem: H 2 ZnO 2 . Și reacția alcalii cu hidroxidul va avea loc ca și cum ar fi un acid. „Reziduu acid” ZnO 2 2-divalent:

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

Substanța rezultată K 2 ZnO 2 se numește metazincat de potasiu (sau pur și simplu zincat de potasiu). Această substanță este o sare de potasiu și ipoteticul „acid de zinc” H 2 ZnO 2 (nu este în întregime corect să numim astfel de compuși săruri, dar pentru confortul nostru vom uita de asta). Doar scrie hidroxid de zinc astfel: H 2 ZnO 2 - nu este bun. Scriem Zn (OH) 2 ca de obicei, dar ne referim (pentru confortul nostru) că este un „acid”:

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

Cu hidroxizi, care au 2 grupe OH, totul va fi la fel ca și cu zinc:

Be(OH) 2(tv.) + 2NaOH (tv.) (t, fuziune) → 2H 2 O + Na 2 BeO 2 (metaberilat de sodiu sau berilat)

Pb(OH) 2 (sol.) + 2NaOH (sol.) (t, fuziune) → 2H 2 O + Na 2 PbO 2 (metaplumbat de sodiu sau plumbat)

Cu hidroxizi amfoteri cu trei grupe OH (Al (OH) 3, Cr (OH) 3, Fe (OH) 3) este puțin diferit.

Să ne uităm la exemplul de hidroxid de aluminiu: Al (OH) 3, scrieți-l sub formă de acid: H 3 AlO 3, dar nu îl lăsăm în această formă, ci scoatem apa de acolo:

H3AlO3 – H2O → HAlO2 + H2O.

Este acest „acid” (HAlO 2) cu care lucrăm:

HAlO 2 + KOH → H 2 O + KAlO 2 (metaaluminat de potasiu sau pur și simplu aluminat)

Dar hidroxidul de aluminiu nu poate fi scris așa HAlO 2, îl scriem ca de obicei, dar ne referim la „acid” acolo:

Al(OH) 3(solv.) + KOH (solv.) (t, fuziune)→ 2H2O + KAlO2 (metaaluminat de potasiu)

Același lucru este valabil și pentru hidroxidul de crom:

Cr(OH)3 → H3CrO3 → HCrO2

Cr(OH) 3(tv.) + KOH (tv.) (t, fuziune)→ 2H 2 O + KCrO 2 (metacromat de potasiu,

DAR NU CROMAT, cromații sunt săruri ale acidului cromic).

Este același lucru cu hidroxizii care conțin patru grupe OH: deplasăm hidrogenul înainte și eliminăm apa:

Sn(OH) 4 → H 4 SnO 4 → H 2 SnO 3

Pb(OH)4 → H4PbO4 → H2PbO3

Trebuie amintit că plumbul și staniul formează fiecare doi hidroxizi amfoteri: cu o stare de oxidare de +2 (Sn (OH) 2, Pb (OH) 2) și +4 (Sn (OH) 4, Pb (OH) 4 ).

Și acești hidroxizi vor forma diferite „săruri”:

Starea de oxidare
Formula hidroxid	Sn(OH)2	Pb(OH)2	Sn(OH)4	Pb(OH)4
Formula hidroxidului ca acid	H2SnO2	H2PbO2	H2SnO3	H2PbO3
sare (potasiu)	K2SNO2	K2PbO2	K2SNO3	K2PbO3
Numele sării			metastannAT	metablumbAT

Aceleași principii ca și în denumirile „sărurilor” obișnuite, elementul în cea mai mare stare de oxidare este sufixul AT, în intermediar - IT.

Astfel de „săruri” (metacromați, metaaluminați, metaberilați, metazincați etc.) sunt obținute nu numai ca rezultat al interacțiunii alcaline și hidroxizilor amfoteri. Acești compuși se formează întotdeauna atunci când o „lume” puternic bazică și una amfoteră (în timpul fuziunii) intră în contact. Adică, în același mod ca hidroxizii amfoteri, oxizii amfoteri și sărurile metalice care formează oxizi amfoteri (săruri ale acizilor slabi) vor reacționa cu alcalii. Și în loc de un alcalin, puteți lua un oxid de bază puternic și o sare a metalului care formează alcaliul (sare acid slab).

Interacțiuni:

Amintiți-vă, reacțiile de mai jos au loc în timpul fuziunii.

Oxid amfoter cu oxid bazic puternic:

ZnO (solid) + K 2 O (solid) (t, fuziune) → K 2 ZnO 2 (metazincat de potasiu, sau pur și simplu zincat de potasiu)

Oxid amfoter cu alcali:

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

Oxid amfoter cu o sare a unui acid slab și un metal care formează un alcali:

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

Hidroxid amfoter cu oxid bazic puternic:

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

Hidroxid amfoter cu alcali:

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

Hidroxid amfoter cu o sare a unui acid slab și un metal care formează un alcali:

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

Săruri ale unui acid slab și ale unui metal care formează un compus amfoter cu un oxid bazic puternic:

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

Săruri ale unui acid slab și ale unui metal care formează un compus amfoter cu un alcali:

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

Săruri ale unui acid slab și ale unui metal care formează un compus amfoter cu o sare a unui acid slab și un metal care formează un alcalin:

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

Mai jos sunt prezentate informații despre sărurile hidroxizilor amfoteri, cele mai frecvente în examenul de stat unificat sunt marcate cu roșu.

	Hidroxid	Hidroxid ca acid	Reziduu acid		Numele sării
BeO	Fii(OH) 2	H 2 BeO 2	BeO 2 2-	K 2 BeO 2	Metaberilat (berilat)
ZnO	Zn(OH) 2	H 2 ZnO 2	ZnO 2 2-	K 2 ZnO 2	Metazincat (zincat)
Al 2 O 3	Al(OH) 3	Aura 2	AlO 2 —	KAlO 2	Metaaluminat (aluminat)
Fe2O3	Fe(OH) 3	HFeO2	FeO2 -	KFeO2	Metaferrat (DAR NU FERRAT)
	Sn(OH)2	H2SnO2	SnO 2 2-	K2SNO2
	Pb(OH)2	H2PbO2	PbO 2 2-	K2PbO2
SnO2	Sn(OH)4	H2SnO3	SnO 3 2-	K2SNO3	MetastannAT (stanat)
PbO2	Pb(OH)4	H2PbO3	PbO 3 2-	K2PbO3	MetablumAT (plumbat)
Cr2O3	Cr(OH)3	HCrO2	CrO2 -	KCrO2	Metacromat (DAR NU CROMAT)

Interacțiunea compușilor amfoteri cu soluții de ALKALI (aici doar alcaline).

În cadrul examenului de stat unificat, aceasta se numește „dizolvarea hidroxidului de aluminiu (zinc, beriliu etc.) cu alcalii”. Acest lucru se datorează capacității metalelor din compoziția hidroxizilor amfoteri în prezența unui exces de ioni de hidroxid (în mediu alcalin) de a atașa acești ioni de ei înșiși. Se formează o particulă cu un metal (aluminiu, beriliu etc.) în centru, care este înconjurat de ioni de hidroxid. Această particulă devine încărcată negativ (anion) datorită ionilor de hidroxid, iar acest ion va fi numit hidroxoaluminat, hidroxizincat, hidroxoberilat etc. Mai mult, procesul poate decurge în diferite moduri, metalul poate fi înconjurat de un număr diferit de ioni de hidroxid.

Vom lua în considerare două cazuri: când metalul este înconjurat patru ioni de hidroxid, și când este înconjurat șase ioni de hidroxid.

Să notăm cele prescurtate ecuația ionică aceste procese:

Al(OH) 3 + OH — → Al(OH) 4 —

Ionul rezultat se numește ion tetrahidroxoaluminat. Prefixul „tetra-” este adăugat deoarece există patru ioni de hidroxid. Ionul tetrahidroxialuminat are o sarcină -, deoarece aluminiul poartă o sarcină de 3+, iar patru ioni de hidroxid au o sarcină de 4-, totalul este -.

Al(OH) 3 + 3OH - → Al(OH) 6 3-

Ionul format în această reacție se numește ion hexahidroxoaluminat. Prefixul „hexo-” este adăugat deoarece există șase ioni de hidroxid.

Este necesar să adăugați un prefix care indică numărul de ioni de hidroxid. Pentru că dacă scrieți pur și simplu „hidroxialuminat”, nu este clar la ce ion vă referiți: Al (OH) 4 - sau Al (OH) 6 3-.

Când un alcali reacţionează cu un hidroxid amfoter, în soluţie se formează o sare. Al cărui cation este un cation alcalin, iar anionul este un ion complex, a cărui formare am discutat mai devreme. Anionul este paranteza patrata.

Al(OH)3 + KOH → K (tetrahidroxoaluminat de potasiu)

Al (OH) 3 + 3KOH → K 3 (hexahidroxoaluminat de potasiu)

Ce fel de sare (hexa- sau tetra-) scrii ca produs nu contează. Chiar și în răspunsurile la examenul unificat de stat este scris: „... K 3 (formarea lui K este permisă." Principalul lucru este să nu uitați să vă asigurați că toți indicii sunt introduși corect. Țineți evidența taxelor și păstrați rețineți că suma lor ar trebui să fie egală cu zero.

Pe lângă hidroxizii amfoteri, oxizii amfoteri reacţionează cu alcalii. Produsul va fi același. Doar dacă scrii reacția așa:

Al2O3 + NaOH → Na

Al 2 O 3 + NaOH → Na 3

Dar aceste reacții nu vor fi egalate pentru tine. Trebuie să adăugați apă în partea stângă, deoarece interacțiunea are loc în soluție, există suficientă apă acolo și totul se va egaliza:

Al203 + 2NaOH + 3H20 → 2Na

Al2O3 + 6NaOH + 3H2O → 2Na3

Pe lângă oxizii și hidroxizii amfoteri, unii reacţionează în special cu soluţiile alcaline. metale active, care formează compuși amfoteri. Și anume acesta: aluminiu, zinc și beriliu. Pentru a egaliza, este nevoie și de apă în stânga. Și, în plus, principala diferență dintre aceste procese este eliberarea de hidrogen:

2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na + 3H2

2Al + 6NaOH + 6H2O → 2Na3 + 3H2

Tabelul de mai jos prezintă cele mai comune în Exemple de examene de stat unificate Proprietățile compușilor amfoteri:

Substanță amfoterică		Numele sării
Al2O3 Al(OH)3		tetrahidroxialuminat de sodiu	Al(OH) 3 + NaOH → Na Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na 2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2
	Na 3	Hexahidroxialuminat de sodiu	Al(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Al 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3 2Al + 6NaOH + 6H 2 O → 2Na 3 + 3 ore 2
Zn(OH)2	K2	tetrahidroxozincat de sodiu	Zn(OH) 2 + 2NaOH → Na 2 ZnO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 +H 2
	K 4	Hexahidroxozincat de sodiu	Zn(OH) 2 + 4NaOH → Na 4 ZnO + 4NaOH + H 2 O → Na 4 Zn + 4NaOH + 2H 2 O → Na 4 +H 2
Fi(OH)2	Li 2	Tetrahidroxoberilat de litiu	Fii(OH) 2 + 2LiOH → Li 2 BeO + 2LiOH + H 2 O → Li 2 Fi + 2LiOH + 2H 2 O → Li 2 +H 2
	Li 4	Hexahidroxoberilat de litiu	Fii(OH) 2 + 4LiOH → Li 4 BeO + 4LiOH + H 2 O → Li 4 Fi + 4LiOH + 2H 2 O → Li 4 +H 2
Cr2O3 Cr(OH)3		tetrahidroxocromat de sodiu	Cr(OH) 3 + NaOH → Na Cr 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na
	Na 3	Hexahidroxocromat de sodiu	Cr(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Cr 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3
Fe2O3 Fe(OH) 3		tetrahidroxoferat de sodiu	Fe(OH) 3 + NaOH → Na Fe 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na
	N / A 3	Hexahidroxoferat de sodiu	Fe(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Fe 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3

Sărurile obţinute în aceste reacţii reacţionează cu acizii, formând alte două săruri (săruri ale unui anumit acid şi două metale):

2Na 3 + 6 ore 2 ASA DE 4 → 3Na 2 ASA DE 4 + Al 2 (ASA DE 4 ) 3 +12 ore 2 O

Asta e tot! Nimic complicat. Principalul lucru este să nu confundați, amintiți-vă ce se formează în timpul fuziunii și ce este în soluție. Foarte des apar sarcini pe această problemă B părți.

Ambele etape principale ale proceselor pirometalurgice - reducerea cu distilare și condensare a zincului - prezintă un interes atât teoretic, cât și practic.

Procese de recuperare

Aglomeratul de zinc, care conține oxid liber, ferite, silicați și aluminați de zinc, sulfură și sulfat de zinc și, în plus, oxizi și ferite ale altor metale, este supus reducerii.
Procesele de reducere a oxizilor metalici au loc atât în ​​fază solidă (retorte și cuptoare cu ax), cât și în fază lichidă (cuptoare electrice). Agenții reducători pot fi carbon solid, monoxid de carbon, hidrogen și fier metalic. Cea mai mare valoare au monoxid de carbon CO și fier metalic.
Există două teorii pentru reducerea oxizilor metalici cu monoxid de carbon „în două etape” A.A. Baykova și „adsorbție-catalitic” G.I. Chufarova.
Conform primei teorii, mai întâi disocierea oxizilor în metal și oxigen are loc conform reacției 2MeO=2Me+O2, iar apoi combinarea oxigenului eliberat cu agentul reducător conform ecuației O2+2СО=2СО2. În funcție de temperatură, produsul disocierii oxidului poate fi un metal solid, lichid sau gazos. Ambele etape ale recuperării se desfășoară independent și tind spre echilibru. Rezultatul general al reacțiilor depinde de condițiile în care au loc.
Mai mult teoria modernă G.I. Chufarova sugerează trei etape de reducere: adsorbția unui gaz reducător pe suprafața oxidului, procesul propriu-zis de reducere și îndepărtarea produsului gazos de pe suprafața de reacție. ÎN vedere generala această teorie poate fi descrisă prin următoarele ecuații:

Trebuie remarcat faptul că, conform ambelor teorii, reacția totală, care exprimă raportul stoichiometric al substanțelor care interacționează, este aceeași:

Să luăm în considerare comportamentul componentelor individuale în timpul reducerii aglomeratului de zinc.
Compuși de zinc. Aglomeratul poate conţine ZnO, ZnO*Fe2O3, ZnO*SiO2, ZnO*Al2O3, ZnSO4 şi ZnS.
Oxidul de zinc, în funcție de condițiile de tratament termic al încărcăturii și de compoziția acesteia, poate fi redus prin diverși agenți reducători.
În sarcina umedă, ca urmare a descompunerii apei și a eliberării cărbunelui volatil, se formează hidrogenul, metanul și diferitele hidrocarburi, prin reacții, hidrogenul și metanul reduc ZnO

Începutul recuperării este vizibil deja la 450-550°. Aceste reacții nu sunt semnificative și apar doar în perioada inițială de distilare în retorte orizontale.
La temperaturi peste 600°, este posibilă reducerea directă a oxidului de zinc cu carbon solid. 2ZnO+G⇔2Zn+CO2. Intensitatea reacției este limitată de viteza limitată de difuzie a solidelor și, ca urmare, are o importanță practică redusă. Peste 1000°, are loc principala reacție de reducere a oxidului de zinc cu monoxid de carbon ZnO+CO⇔Zn+CO2. Constanta de echilibru a acestei reacții, cu condiția ca un zinc metalic să se obțină numai în stare de vapori, poate fi găsită din ecuație

Din ecuație rezultă că direcția curgerii depinde de raportul dintre concentrațiile de CO și CO2 în faza gazoasă, care este determinat de binecunoscuta curbă Boudoir. În fig. Figura 12 prezintă compoziția posibilă a fazei gazoase în mufa unui cuptor de distilare. Peste 1000°, dioxidul de carbon nu poate exista în prezența carbonului și reacționează cu acesta din urmă conform reacției CO2 + C = 2CO.

Astfel, pentru reducerea cu succes a ZnO cu monoxid de carbon, este necesar să se creeze condiții favorabile pentru apariția a două reacții: ZnO + CO ⇔ Zn + CO2 și CO2 + C ⇔ 2 CO și anume: să aibă o temperatură ridicată de proces (la cel puțin 1000 °), un exces mare de agent reducător în sarcină și permeabilitatea la gaz a încărcăturii suficiente pentru îndepărtarea rapidă a gazelor și vaporilor de zinc.
Când reducerea are loc în topitură la 1300-1400° (electrotermia zincului), mare importanță dobândește interacțiunea oxidului de zinc cu fierul metalic conform reacției ZnO+Fe=Zn+FeO Datorită posibilității acestei reacții, se poate obține grad înalt sublimarea zincului și a zgurii lichide cu conținut scăzut de metal. În același timp, apariția acestei reacții în retortele orizontale este nedorită din cauza posibilei forme de compuși de fier cu punct de topire scăzut (mat și zgură) care distrug pereții mufelor.
Ferita de zinc la temperaturi sub 900° și cu lipsă de carbon este redusă pentru a forma ZnO și Fe3O4 liber structural. În aceste condiții, ferita poate fi descompusă și de oxizii altor metale. La temperaturi ridicate, procesul de reducere are loc rapid cu formarea de zinc metalic, fier metalic sau oxid feros. În practica distilării, reducerea feritei de zinc nu provoacă dificultăți deosebite.
Silicații de zinc sunt, de asemenea, ușor redusi de carbon și fier metalic. La o temperatură de 1100-1200°, zincul este complet redus din silicați.
Aluminații de zinc sau spinelele sunt compuși foarte refractari. Spre deosebire de silicați, aceștia nu sunt redusi în cuptoarele cu retortă.
Sulfatul de zinc, prezent în aglomerat în cantități mici, este redus de carbon și monoxid de carbon la sulfură și se disociază cu eliberarea de dioxid de sulf și apar următoarele reacții:

Formarea sulfurei de zinc în ultima reacție are loc în fază gazoasă.
Sulfura de zinc practic nu este redusă în timpul distilării în retorte și intră în distilare. Într-o baie de cuptor electric, sulfura de zinc poate fi descompusă de fier la 1250-1300° conform reacției ZnS+Fe=Zn+FeS.
Compuși de plumb și cadmiu. În aglomerat, plumbul se găsește sub formă de compuși oxidați: oxid liber, silicați, ferite și parțial sub formă de sulfat. Plumbul din acești compuși este ușor redus la conținut metalic și sublimează într-o oarecare măsură, contaminând zincul lichid. Cantitatea de plumb sublimat depinde de temperatura procesului. În retorte, cea mai mare parte a plumbului rămâne în jantă. În cuptoarele cu arbore și cuptoarele electrice, unde temperatura procesului este mai mare, cea mai mare parte a plumbului este transformată în zinc. Conținutul crescut de plumb din aglomerat are un efect distructiv asupra pereților retortelor. Prin urmare, este necesar să se mărească cantitatea de cărbune din încărcătură pentru a absorbi plumbul topit.
Oxidul de cadmiu este redus la o temperatură mai mică decât oxidul de zinc. Presiunea de vapori a acestui metal este mai mare decât cea a zincului. Într-un proces discontinuu, cadmiul este sublimat la începutul distilării, astfel că primele porțiuni de zinc condensat sunt îmbogățite în cadmiu.
Impuritățile de plumb și cadmiu reduc gradul de zinc finit.
Compuși ai arsenului și antimoniului. Arsenicul și antimoniul, datorită volatilității lor, precum plumbul și cadmiul, contaminează produsele de distilare. Oxizii mai mari As2Os și Sb2O5, arseniații și antimonații sunt reduși de carbon la oxizii volatili mai mici As2O3, Sb2O3 și la starea metalică. Unele dintre ele sunt captate în condensator împreună cu zincul.
Compușii cuprului se reduc cu ușurință prin agenți reducători carbonați, dar rămân în reziduurile de distilare solide sau lichide. Dacă există o anumită cantitate de sulf în încărcătură, cuprul intră în mată. În absența sulfului, cuprul formează fontă cuproasă cu fier, din care cantități semnificative sunt produse în cuptoarele electrice.
Compuși de fier. Comportarea compușilor de fier oxidat în timpul procesului de reducere este determinată de condițiile procesului, temperatura și compoziția fazei gazoase. Retortele și cuptoarele electrice produc mult fier metalic. Într-un cuptor cu ax, oxidul de fier este redus la oxid și se transformă în zgură.
Aurul și argintul nu se sublimă în condiții normale și, în funcție de natura procesului, rămân în bordura sau sunt distribuite între fontă, mată și zgură. Când sărurile de clorură sunt adăugate la încărcătură, o parte din metalele nobile se sublimează și se condensează în produsele de distilare.
Elemente rare și dispersate. Într-un mediu reducător la temperaturi ridicate, cea mai mare parte din taliu, indiu și seleniu se sublimează. Până la jumătate din germaniu și telur intră, de asemenea, în sublimate. O parte semnificativă din galiu rămâne în reziduurile de distilare.
Siliciul, alumina, oxizii și sulfații metalelor alcaline interacționează cu alți compuși ai încărcăturii și formează zgură.

Condensarea zincului

Principala dificultate în implementarea practică a procesului de condensare a vaporilor de zinc este că o parte semnificativă a metalului nu trece în faza lichidă, ci în faza solidă, sub formă de particule de praf separate prin pelicule de oxid. Prin urmare, randamentul de zinc de porc nu depășește 70-75%.
Dependenţa presiunii vaporilor de zinc de temperatură, studiată de K. Mayer, este reprezentată de curba din Fig. 13. Deasupra curbei se află regiunea vaporilor suprasaturați, iar dedesubt - vaporilor nesaturați. Punctul de rouă al vaporilor de zinc fără amestec de alte gaze la o presiune de 1 atm este de 906°. În practică, în gazele cuptoarelor cu mufă, electrice și cu arbore, unde vaporii de zinc sunt diluați cu CO și CO2, presiunea parțială a vaporilor de zinc nu ajunge la 0,5 ati. În gazele de retortă în timpul perioadei inițiale de distilare este de aproximativ 300 mm Hg, iar în gazele superioare ale unui cuptor cu ax este de numai 30-40 mm Hg. Artă. Condensarea zincului din aceste gaze va începe la temperaturi de 820-830, respectiv 650-660°.
Pentru o condensare completă, este necesar ca temperatura gazelor la ieșirea din condensator să fie apropiată de punctul de topire al zincului, la care valoarea de echilibru a presiunii de vapori este minimă. În practică, condensul se termină la 500°. În aceste condiții, pierderea vaporilor de zinc cu gazele emise în atmosferă este de aproximativ 0,4%.

Cu toate acestea, respectarea regimului de temperatură în sine nu garantează primirea întregului zinc sub formă lichidă și o parte din acesta, așa cum sa menționat mai sus, este obținută sub formă de praf. Acest lucru se explică prin diverse motive. S-a observat că condensarea vaporilor de zinc în fază lichidă are loc cu mai mult succes pe o suprafață convexă solide cu o rază mică de curbură și pe suprafețe umede cu zinc lichid Pentru o condensare reușită este de asemenea necesar ca raportul dintre suprafața condensatorului și volumul acestuia să nu depășească o anumită valoare. Datorită faptului că condensul începe în principal pe pereți, este necesar să se asigure o anumită durată de rezidență a gazelor în condensator și să se prevină răcirea prea bruscă a acestora. Cu un volum semnificativ de gaze saturate cu vapori de zinc, este imposibil să se asigure o condensare eficientă fără măsuri speciale. care includ gaze de barbotare printr-o baie de zinc și stropirea lor cu zinc topit și plumb.
De asemenea, este important conditii chimice condensare Cu un conținut ridicat de CO2 în gaze, are loc oxidarea suprafeței picăturilor. Zincul, care le împiedică să se contopească într-o masă compactă.
Astfel, viteza și completitudinea condensării vaporilor de zinc este influențată de: presiunea parțială a vaporilor de zinc, temperatură, viteza de mișcare amestec de gaze(nu mai mult de 5 cm/sec), prezența altor gaze și suspensii mecanice, forma, dimensiunea și materialul condensatorului.

17.12.2019

Seria Far Cry continuă să-și încânte jucătorii cu stabilitate. După atât de mult timp, devine clar ce trebuie să faci în acest joc. Vânătoare, supraviețuire, capturare...

16.12.2019

Când creați un design rezidențial, Atentie speciala ar trebui să fie dat interiorului camerei de zi - va deveni centrul „universului” tău...

15.12.2019

Este imposibil să ne imaginăm construirea unei case fără utilizarea schelelor. Astfel de structuri sunt utilizate și în alte domenii de activitate economică. CU...

14.12.2019

Sudarea a apărut ca metodă de îmbinare permanentă a produselor metalice în urmă cu puțin mai mult de un secol. Cu toate acestea, este imposibil în acest moment supraestimează-i importanța. ÎN...

14.12.2019

Optimizarea spațiului din jur este extrem de importantă atât pentru depozitele mici, cât și pentru cele mari. Acest lucru simplifică foarte mult munca și oferă...