Лекција 4.2 садржи следеће групе задатака:

Изабери решење задатка:

Задатак 1 (бесплатан)

Кратко решење

\[ \begin{array}{|c|c|c|c|} \hline \text{Базни} & \text{Кисели} & \text{Амфотерни} & \text{Неутрални} \\ \hline \text{натријум-оксид, Na}_2\text{O} & \text{сумпор(VI)-оксид, SO}_3 & \text{алуминијум-оксид, Al}_2\text{O}_3 & \text{азот(I)-оксид, N}_2\text{O} \\ \text{баријум-оксид, BaO} & \text{хром(VI)-оксид, CrO}_3 & \text{цинк-оксид, ZnO} & \text{азот(II)-оксид, NO} \\ \text{калијум-оксид, K}_2\text{O} & & & \\ \hline \end{array} \]

Детаљно решење

Корак 1: Одређујемо формуле датих оксида

Из назива оксида и оксидационог броја елемента записујемо формуле: \[ \text{натријум-оксид: } \text{Na}_2\text{O} \] \[ \text{алуминијум-оксид: } \text{Al}_2\text{O}_3 \] \[ \text{азот(I)-оксид: } \text{N}_2\text{O} \] \[ \text{сумпор(VI)-оксид: } \text{SO}_3 \] \[ \text{азот(II)-оксид: } \text{NO} \] \[ \text{цинк-оксид: } \text{ZnO} \] \[ \text{хром(VI)-оксид: } \text{CrO}_3 \] \[ \text{баријум-оксид: } \text{BaO} \] \[ \text{калијум-оксид: } \text{K}_2\text{O} \]

Корак 2: Разврставамо оксиде према киселинско-базним својствима

Базни оксиди граде изразити метали (алкални и земноалкални метали): \( \text{Na}_2\text{O}, \text{K}_2\text{O}, \text{BaO} \). Амфотерни оксиди граде метали на граници са неметалима (\( \text{Be}, \text{Al}, \text{Zn}, \text{Sn}, \text{Pb}, \text{Cr} \)): \( \text{Al}_2\text{O}_3, \text{ZnO} \). Кисели оксиди граде неметали или метали у високом оксидационом стању (\( \ge +5 \)): \( \text{SO}_3 \) (сумпор је неметал), \( \text{CrO}_3 \) (хром је у оксидационом стању \( +6 \)). Неутрални оксиди су оксиди неметала који не реагују ни са киселинама ни са базама: \( \text{N}_2\text{O}, \text{NO} \).

Корак 3: Цртамо табелу

\[ \begin{array}{|c|c|c|c|} \hline \text{Базни оксиди} & \text{Кисели оксиди} & \text{Амфотерни оксиди} & \text{Неутрални оксиди} \\ \hline \text{Na}_2\text{O} & \text{SO}_3 & \text{Al}_2\text{O}_3 & \text{N}_2\text{O} \\ \text{BaO} & \text{CrO}_3 & \text{ZnO} & \text{NO} \\ \text{K}_2\text{O} & & & \\ \hline \end{array} \]

Кратак запис решења:

\[ \begin{array}{|c|c|c|c|} \hline \text{Базни} & \text{Кисели} & \text{Амфотерни} & \text{Неутрални} \\ \hline \text{Na}_2\text{O, BaO, K}_2\text{O} & \text{SO}_3\text{, CrO}_3 & \text{Al}_2\text{O}_3\text{, ZnO} & \text{N}_2\text{O, NO} \\ \hline \end{array} \]

Најважније из лекције

Амфотерност: Својство једињења да реагују и са киселинама и са базама дајући соли.
Кључни метали: \(\text{Be}\), \(\text{Zn}\), \(\text{Al}\), \(\text{Sn}\), \(\text{Pb}\), \(\text{Cr}\).
Раскидање веза:
  • Са киселинама: раскида се \(\text{M}-\text{O}\) веза \(\rightarrow\) базно понашање (\(\text{Zn(OH)}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{ZnSO}_4 + 2\text{H}_2\text{O}\)).
  • Са базама: раскида се \(\text{O}-\text{H}\) веза \(\rightarrow\) кисело понашање (\(\text{H}_2\text{ZnO}_2 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2\text{ZnO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}\)).
Облици: \(\text{Al(OH)}_3 \leftrightarrow \text{HAlO}_2\), \(\text{Zn(OH)}_2 \leftrightarrow \text{H}_2\text{ZnO}_2\), \(\text{Be(OH)}_2 \leftrightarrow \text{H}_2\text{BeO}_2\). У води су амфотерни хидроксиди практично нерастворљиви талози.
Амфотерна једињења су супстанце које могу реаговати и са киселинама и са базама, при чему се у оба случаја граде соли.
Амфотерна својства испољавају елементи који се налазе на граници између метала и неметала у Периодном систему (метали и металоиди), као и њихови оксиди и хидроксиди.
Амфотерни метали: берилијум (\(\text{Be}\)), цинк (\(\text{Zn}\)), алуминијум (\(\text{Al}\)), калај (\(\text{Sn}\)), олово (\(\text{Pb}\)) и хром (\(\text{Cr}\)).
Опште реакције амфотерних супстанци са киселинама и базама:
  • \(\text{метал} + \text{киселина} \longrightarrow \text{со} + \text{H}_2\)
  • \(\text{метал} + \text{база} \longrightarrow \text{со} + \text{H}_2\)
  • \(\text{оксид / хидроксид} + \text{киселина} \longrightarrow \text{со} + \text{H}_2\text{O}\)
  • \(\text{оксид / хидроксид} + \text{база} \longrightarrow \text{со} + \text{H}_2\text{O}\)
Који од наведених метала показују амфотерна својства: \(\text{Na}\), \(\text{Zn}\), \(\text{Ca}\), \(\text{Al}\), \(\text{K}\)?
Амфотерна својства од наведених метала показују \(\text{Zn}\) (цинк) и \(\text{Al}\) (алуминијум), док су \(\text{Na}\), \(\text{Ca}\) и \(\text{K}\) изразити метали који граде искључиво базна једињења.
Код амфотерних хидроксида се, у зависности од тога да ли реагују са киселином или базом, раскидају различите хемијске везе унутар молекула:
Шематски приказ молекула амфотерног хидроксида H–O–M–O–H. Молекул је приказан као линеарни ланац пет атома распоређених хоризонтално. Атоми су означени слева надесно као: H (први), O (други), M (централни, трећи), O (четврти) и H (пети). Сви атоми су међусобно повезани једноструким ковалентним везама, приказаним правим линијама.
Означена су два места раскидања веза:
1.  Раскидање везе M–O: Односи се на везу између левог атома кисеоника (други атом) и централног атома метала (трећи атом). Ово раскидање је визуелно истакнуто малом стрелицом која показује ка споља из везе и означава њен прекид. Изнад ове везе постављен је текст: 'M–O (метал–кисеоник) раскидање везе при реакцији са киселинама где хидроксид делује као база'.
2.  Раскидање везе O–H: Односи се на везу између десног атома кисеоника (четврти атом) и десног атома водоника (пети атом). Ово раскидање је такође визуелно истакнуто малом стрелицом која показује ка споља из везе и означава њен прекид. Испод ове везе постављен је текст: 'O–H (кисеоник–водоник) раскидање везе при реакцији са јаким базама где хидроксид делује као киселина'.
  • Базна својства (реакција са киселинама): раскида се веза између атома метала и кисеоника (\(\text{M}-\text{O}\)). Хидроксид се записује у основном облику: \[ \text{Zn(OH)}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 \longrightarrow \underset{\text{цинк-сулфат}}{\text{ZnSO}_4} + 2\text{H}_2\text{O} \]
  • Кисела својства (реакција са базама): раскида се веза између атома кисеоника и водоника (\(\text{O}-\text{H}\)). Хидроксид се записује у киселинском облику: \[ \text{H}_2\text{ZnO}_2 + 2\text{NaOH} \longrightarrow \underset{\text{натријум-цинкат}}{\text{Na}_2\text{ZnO}_2} + 2\text{H}_2\text{O} \]
Соли попут натријум-цинката настају жарењем реакционе смеше на високој температури. У воденим растворима амфотерни хидроксиди са вишком јаке базе граде комплексне соли.
Због карактеристика хемијских веза, амфотерни хидроксиди се практично не растварају у води и из водених раствора се издвајају у виду талога.
Напишите једначину реакције цинк-хидроксида са хлороводоничном киселином (\(\text{HCl}\)).
У реакцији са киселином цинк-хидроксид испољава базна својства: \[ \text{Zn(OH)}_2 + 2\text{HCl} \longrightarrow \text{ZnCl}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \]
При писању реакција са јаким базама формуле амфотерних хидроксида се преводе у киселински облик.
Алуминијум-хидроксид у киселинском облику може бити:
  • Орто-облик: \(\text{Al(OH)}_3 \equiv \text{H}_3\text{AlO}_3\) (ортоалуминијумова киселина)
  • Мета-облик (губитком молекула воде): \(\text{H}_3\text{AlO}_3 - \text{H}_2\text{O} \equiv \text{HAlO}_2\) (метаалуминијумова киселина)
Реакцијом са \(\text{NaOH}\) мета-облик гради натријум-алуминат: \[ \text{HAlO}_2 + \text{NaOH} \longrightarrow \text{NaAlO}_2 + \text{H}_2\text{O} \]
Амфотерни хидроксид Основни облик Киселински облик
Берилијум-хидроксид \(\text{Be(OH)}_2\) \(\text{H}_2\text{BeO}_2\)
Алуминијум-хидроксид \(\text{Al(OH)}_3\) \(\text{HAlO}_2\)
Цинк-хидроксид \(\text{Zn(OH)}_2\) \(\text{H}_2\text{ZnO}_2\)
Калај(II)-хидроксид \(\text{Sn(OH)}_2\) \(\text{H}_2\text{SnO}_2\)
Олово(II)-хидроксид \(\text{Pb(OH)}_2\) \(\text{H}_2\text{PbO}_2\)
Хром(III)-хидроксид \(\text{Cr(OH)}_3\) \(\text{HCrO}_2\)
Поједини амфотерни хидроксиди нису стабилни при обичним условима, па је број познатих амфотерних оксида већи од броја одговарајућих хидроксида (нпр. \(\text{MnO}_2\) постоји, док \(\text{Mn(OH)}_4\) не постоји).
Како гласи киселински облик калај(II)-хидроксида и како се зове со коју гради са калијум-хидроксидом?
Киселински облик је \(\text{H}_2\text{SnO}_2\), а со која настаје реакцијом са \(\text{KOH}\) је калијум-станит (\(\text{K}_2\text{SnO}_2\)).

Задаци за вежбање

Лаки ниво: Дефинишите шта су амфотерни хидроксиди и наведите три метала чији хидроксиди показују амфотерна својства.
Амфотерни хидроксиди су хидроксиди који могу реаговати и са киселинама и са базама градећи соли и воду.
Три примера метала: берилијум (\(\text{Be}\)), цинк (\(\text{Zn}\)) и алуминијум (\(\text{Al}\)) (такође \(\text{Sn}\), \(\text{Pb}\), \(\text{Cr}\)).
Средњи ниво: Напишите формуле киселинских облика следећих амфотерних хидроксида:
  1. \(\text{Be(OH)}_2\)
  2. \(\text{Pb(OH)}_2\)
  3. \(\text{Cr(OH)}_3\) (мета-облик)
  1. \(\text{H}_2\text{BeO}_2\)
  2. \(\text{H}_2\text{PbO}_2\)
  3. \(\text{HCrO}_2\)
Тешки ниво: Илуструјте амфотерност берилијум-хидроксида (\(\text{Be(OH)}_2\)) писањем једначина реакција са:
  1. азотном киселином (\(\text{HNO}_3\))
  2. калијум-хидроксидом (\(\text{KOH}\)) при жарењу
  1. Као база (основни облик): \[ \text{Be(OH)}_2 + 2\text{HNO}_3 \longrightarrow \text{Be(NO}_3)_2 + 2\text{H}_2\text{O} \] (настаје со берилијум-нитрат и вода)
  2. Као киселина (киселински облик \(\text{H}_2\text{BeO}_2\)): \[ \text{H}_2\text{BeO}_2 + 2\text{KOH} \longrightarrow \text{K}_2\text{BeO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \] (настаје со калијум-берилат и вода)

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: