Tlenki - właściwości chemiczne tlenków - Tlenki, wodorki i wodorotlenki

Właściwości tlenków w głównej mierze zależą od położenia pierwiastka tworzącego dany tlenek w układzie okresowym. Ogólnie można wywnioskować, że tlenki niemetali są w dużej mierze tlenkami wykazującymi charakter kwasowy, natomiast tlenki metali wykazują zazwyczaj charakter zasadowy. Mimo to tej tendencji nie powinno się traktować w sposób bezwzględny.

Badanie charakteru chemicznego wybranych tlenków1

Laboratorium 1

Czy wiesz, w jaki sposób zbadać charakter chemiczny następujących tlenków: $P_{4} O_{10}$ , $MgO$ , ${Al}_{2} O_{3}$ ? Zapoznaj się z poniższym laboratorium i zbadaj charakter chemiczny tych związków chemicznych. Następnie uzupełnij dzienniczek, wpisując do niego sprzęt laboratoryjny oraz odczynniki chemiczne, z których korzystałeś, a także instrukcję wykonywanego eksperymentu. Na koniec rozwiąż ćwiczenia sprawdzające.

Rjv31P9PNYnwE

Wirtualne laboratorium pt. „Badanie charakteru chemicznego tlenków”
Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Podpowiedźwhite

R1A3i2cw0A0o6

Sprawdź, czy Twoje odpowiedzi są podobne do poniższych.

RMuRT1RdI2b90

Analiza eksperymentu: Badanie charakteru chemicznego tlenków. Problem badawczy: Jaki charakter chemiczny posiadają tlenki: magnezu, glinu oraz fosforu(V)? Hipoteza: Tlenek magnezu ma charakter zasadowy, tlenek glinu ma charakter amfoteryczny, a tlenek fosforu(V) ma charakter kwasowy. Sprzęt laboratoryjny:probówka ×6;łyżeczka ×3;statyw na probówki;szklana bagietka ×6. Odczynniki chemiczne:wodny roztwór wodorotlenku sodu o stężeniu 4 moldm3;kwas chlorowodorowy o stężeniu 4 moldm3;MgOs, Al2O3s, P4O10s;roztwór oranżu metylowego;alkoholowy roztwór fenoloftaleiny. Przebieg eksperymentu: Do probówki należy wlać 3 cm3 kwasu chlorowodorowego oraz dodać kilka kropli roztworu oranżu metylowego.Następnie do probówki należy dodać niewielką ilość (pół łyżeczki) wybranego tlenku: MgOs, Al2O3s, P4O10s.Obserwować zachodzące zmiany.Do kolejnej probówki należy wlać 3 cm3 wodnego roztworu wodorotlenku sodu oraz dodać kilka kropli alkoholowego roztworu fenoloftaleiny.Następnie, do probówki należy dodaćniewielką ilość (pół łyżeczki) jednego z wybranych tlenków: MgOs, Al2O3s, P4O10s.Obserwować zachodzące zmiany.Punkty 1‑6 powtórzyć dla pozostałych dwóch tlenków.Obserwacje:Po dodaniu roztworu oranżu metylowego do probówek z kwasem chlorowodorowym roztwory w probówkach zabarwiły się na czerwono, a po dodaniu alkoholowego roztworu fenoloftaleiny do probówek z wodnym roztworem wodorotlenku sodu roztwory w probówkach zabarwiły się na malinowo.Po wprowadzeniu tlenku magnezu oraz tlenku glinu do probówek z kwasem chlorowodorowym i oranżem metylowym zaobserwowano roztworzenie się obydwu tlenków oraz zmianę zabarwienia roztworów z czerwonego na żółtopomarańczowe. Po wprowadzeniu tlenku fosforu(V) do probówki z kwasem chlorowodorowym i oranżem metylowym nie zaobserwowano zmian (roztwór pozostał czerwony).Po wprowadzeniu tlenku glinu oraz tlenku fosforu(V) do probówek z wodnymi roztworami wodorotlenku sodu i fenoloftaleiną zaobserwowano roztworzenie się obydwu tlenków oraz odbarwienie się malinowych roztworów. Po wprowadzeniu tlenku magnezu do probówki z wodnym roztworem wodorotlenku sodu i fenoloftaleiną zaobserwowano roztwarzanie się tlenku i wytrącanie się białego osadu (uzyskano zmętniony malinowy roztwór).Wyniki:Tlenek magnezu zareagował z kwasem chlorowodorowym, czego skutkiem był wzrost pH roztworu, nie zareagował on z kolei z wodnym roztworem wodorotlenku.W przypadku tlenku glinu doszło do reakcji zarówno z kwasem chlorowodorowym, jak i wodnym roztworem wodorotlenku sodu – w obydwóch przypadkach doszło do zmiany pH.Tlenek fosforu(V) zareagował z wodnym roztworem wodorotlenku, czego wynikiem był spadek pH roztworu, nie uległ on jednak reakcji z kwasem chlorowodorowym.Wnioski:Tlenek magnezu nie uległ reakcji z wodnym roztworem wodorotlenku, nie doszło do zmiany pH, a roztworzenie tlenku wynika z jego reakcji z wodą. Uległ on z kolei reakcji z kwasem, w wyniku czego nastąpił wzrost pH - była to zatem reakcja neutralizacji. Tlenek magnezu jest więc tlenkiem zasadowym.Tlenek glinu uległ reakcji w obydwóch przypadkach i w obydwóch przypadkach doszło do zmiany pH – w reakcji z kwasem nastąpił wzrost, a w reakcji z wodnym roztworem wodorotlenku nastąpił spadek pH. Jest on zatem tlenkiem amfoterycznym.Tlenek fosforu(V) uległ reakcji z wodnym roztworem wodorotlenku, czego skutkiem był spadek pH i nie zareagował on z kwasem (roztworzenie tlenku w tym przypadku było skutkiem jego reakcji z wodą). Jest to więc tlenek kwasowy.Równania reakcji chemicznych:MgO+2 HCl→MgCl2+H2OAl2O3+6 HCl→2 AlCl3+3 H2OP4O10+HCl → brak reakcji MgO + NaOH → brak reakcjiAl2O3 + 2 NaOH + 3 H2O → 2 Na[AlOH4]P4O10 + 12 NaOH → 4 Na3PO4 + 6 H2OMgO + H2O → Mg(OH)2P4O10 + 6 H2O → 4 H3PO4 Hipoteza została potwierdzona.

Analiza doświadczenia: Badanie charakteru chemicznego tlenków.

Problem badawczy: Jaki charakter chemiczny posiadają tlenki: magnezu, glinu oraz fosforu( $V$ )?

Hipoteza: Tlenek magnezu ma charakter zasadowy, tlenek glinu ma charakter amfoteryczny, a tlenek fosforu( $V$ ) ma charakter kwasowy.

Odczynniki: wodny roztwór wodorotlenku sodu o stężeniu $4 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ ; kwas chlorowodorowy o stężeniu $4 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ ; ${MgO}_{(s)}$ , ${Al}_{2} O_{3 (s)}$ , $P_{4} {O_{10}}_{(s)}$ ; roztwór oranżu metylowego; alkoholowy roztwór fenoloftaleiny.

Sprzęt laboratoryjny: $6$ probówek – podłużnych naczyń szklanych do przeprowadzania prostych reakcji chemicznych; $3$ łyżki laboratoryjne – długie trzonki wykonane ze szkła, porcelany lub metalu zakończone z jednej strony łyżeczką. Służą do nabierania sypkich substancji chemicznych; statyw na probówki – prostokątny sprzęt laboratoryjny z rzędami otworów, w których umieszczane są probówki; $6$ szklanych bagietek – sprzętów laboratoryjnych, o kształcie prostego pręta szklanego, czasami zakończonego z jednej strony małą rączką, a z drugiej małą łopatką; $3$ pipety Pasteura – wąskie rurki do pobierania i przenoszenia niewielkiej ilości cieczy przy pomocy ssawki.

Instrukcja wykonania doświadczenia:

1. Do trzech probówek wlano po $3 {cm}^{3}$ kwasu chlorowodorowego, a następnie dodano kilka kropli roztworu oranżu metylowego

2. Do każdej z trzech probówek dodano kolejno niewielką ilość (pół łyżeczki) tlenków: ${MgO}_{(s)}$ , ${Al}_{2} O_{3 (s)}$ , $P_{4} {O_{10}}_{(s)}$ .

3. Zawartość probówek zamieszano.

4. Do kolejnych trzech probówek wlano po $3 {cm}^{3}$ wodnego roztworu wodorotlenku sodu, a następnie dodano kilka kropli alkoholowego roztworu fenoloftaleiny.

5. Do każdej z trzech probówek dodano kolejno niewielką ilość (pół łyżeczki) tlenków: ${MgO}_{(s)}$ , ${Al}_{2} O_{3 (s)}$ , $P_{4} {O_{10}}_{(s)}$ .

6. Zawartość probówek zamieszano.

Obserwacje:

Po dodaniu roztworu oranżu metylowego do probówek z kwasem chlorowodorowym roztwory w probówkach zabarwiły się na czerwono, a po dodaniu alkoholowego roztworu fenoloftaleiny do probówek z wodnym roztworem wodorotlenku sodu roztwory w probówkach zabarwiły się na malinowo.
Po wprowadzeniu tlenku magnezu oraz tlenku glinu do probówek z kwasem chlorowodorowym i oranżem metylowym zaobserwowano roztworzenie się obydwu tlenków oraz zmianę zabarwienia roztworów z czerwonego na żółtopomarańczowe. Po wprowadzeniu tlenku fosforu( $V$ ) do probówki z kwasem chlorowodorowym i oranżem metylowym zaobserwowano roztworzenie się tlenku (roztwór pozostał jednak czerwony).
Po wprowadzeniu tlenku glinu oraz tlenku fosforu( $V$ ) do probówek z wodnymi roztworami wodorotlenku sodu i fenoloftaleiną zaobserwowano roztworzenie się obydwu tlenków oraz odbarwienie się malinowych roztworów. Po wprowadzeniu tlenku magnezu do probówki z wodnym roztworem wodorotlenku sodu i fenoloftaleiną zaobserwowano roztwarzanie się tlenki i wytrącanie się białego osadu (uzyskano zmętniony malinowy roztwór).

Wyniki:

Tlenek magnezu zareagował z kwasem chlorowodorowym, czego skutkiem był wzrost pH roztworu, nie zareagował on z kolei z wodnym roztworem wodorotlenku.
W przypadku tlenku glinu doszło do reakcji zarówno z kwasem chlorowodorowym, jak i wodnym roztworem wodorotlenku sodu – w obydwóch przypadkach doszło do zmiany pH.
Tlenek fosforu( $V$ ) zareagował z wodnym roztworem wodorotlenku, czego wynikiem był spadek pH roztworu, nie uległ on jednak reakcji z kwasem chlorowodorowym.

Wnioski:

Tlenek magnezu nie uległ reakcji z wodnym roztworem wodorotlenku, nie doszło do zmiany pH, a roztworzenie tlenku wynika z jego reakcji z wodą. Uległ on z kolei reakcji z kwasem, w wyniku czego nastąpił wzrost pH – była to zatem reakcja neutralizacji. Tlenek magnezu jest więc tlenkiem zasadowym.
Tlenek glinu uległ reakcji w obydwóch przypadkach i w obydwóch przypadkach doszło do zmiany pH – w reakcji z kwasem nastąpił wzrost, a w reakcji z wodnym roztworem wodorotlenku nastąpił spadek pH. Jest on zatem tlenkiem amfoterycznym.
Tlenek fosforu( $V$ ) uległ reakcji z wodnym roztworem wodorotlenku, czego skutkiem był spadek pH i nie zareagował on z kwasem (roztworzenie tlenku w tym przypadku było skutkiem jego reakcji z wodą). Jest to więc tlenek kwasowy.

Hipoteza została potwierdzona.

Równania reakcji chemicznych:

1. $MgO + 2 HCl \to {MgCl}_{2} + H_{2} O$

2. ${Al}_{2} O_{3} + 6 HCl \to 2 {AlCl}_{3} + 3 H_{2} O$

3. $P_{4} O_{10} +HCl → brak reakcji$

4. $MgO + NaOH → brak reakcji$

5. ${Al}_{2} O_{3} {+ 2 NaOH + 3 H}_{2} O → 2 Na [Al {(OH)}_{4}]$

6. $P_{4} O_{10} {+ 12 NaOH → 4 Na}_{3} {PO}_{4} {+ 6 H}_{2} O$

7. ${MgO + H}_{2} {O → Mg(OH)}_{2}$

8. $P_{4} O_{10} {+ 6 H}_{2} {O → 4 H}_{3} {PO}_{4}$

Hipoteza została potwierdzona.

Rd9Q674v7JNUm

Ćwiczenie 1

RvA9iEf2OsQvS

Ćwiczenie 2

Tlenki kwasowe

Doświadczenie: Badanie charakteru chemicznego tlenku siarki( $VI$ ).

RPDM4AKMT9c3p

Grafika przedstawia dwie probówki z bezbarwną cieczą. Ciecz w pierwszej probówce, oznaczona cyfrą jeden, jest wskazana strzałką z podpisem: Na O H plus fenoloftaleina. Druga strzałka wskazuje wlot probówki i wchodzi do jej wnętrza. Nad nią znajduje się podpis SO3c. Ciecz w drugiej probówce, oznaczona cyfrą dwa, jest wskazana strzałką z podpisem: H C l plus oranż metylowy. Druga strzałka wskazuje wlot probówki i wchodzi do jej wnętrza. Nad nią znajduje się podpis SO3c. — Schemat doświadczenia
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Obserwacje:

Probówka $1$ : Malinowy roztwór uległ odbarwieniu.

Probówka $2$ : Brak widocznych objawów reakcji.

Wniosek:

Tlenek siarki( $VI$ ) jest tlenkiem kwasowym, ponieważ reaguje z zasadą (wodnym roztworem wodorotlenku), a nie reaguje z kwasem.

Równanie reakcji chemicznej z zasadą:

W formie cząsteczkowej:

{SO}_{3} + 2 NaOH \to {Na}_{2} {SO}_{4} + H_{2} O

W formie jonowej – skróconej:

{SO}_{3} + 2 {OH}^{-} \to {SO}_{4}^{2 -} + H_{2} O

Równanie reakcji chemicznej z kwasem:

{SO}_{3} + HCl \to reakcja nie zachodzi

Tlenki kwasowe są to tlenki niemetali oraz tlenki niektórych metali, które reagują z wodnymi roztworami wodorotlenków, a nie reagują z kwasami.

Tlenki kwasowe pierwiastków
bloku $s$	bloku $p$	bloku $d$
brak	- $B_{2} O_{3}$ – ${CO}_{2}$ – ${SiO}_{2}$ – $GeO$ – $N_{2} O_{5}$ – ${NO}_{2}$ – $N_{2} O_{3}$ – $P_{4} O_{10}$ – $P_{4} O_{6}$ – ${As}_{2} O_{5}$ – ${Bi}_{2} O_{5}$ – ${SO}_{2}$ – ${SeO}_{3}$ – ${SeO}_{2}$ – ${TeO}_{3}$ – ${Cl}_{2} O_{7}$ – ${ClO}_{3}$ – ${Cl}_{2} O$ – ${BrO}_{2}$ – ${Br}_{2} O$ – $I_{2} O_{5}$	- ${CrO}_{3}$ – ${Mn}_{2} O_{7}$ – ${MnO}_{3}$

W reakcjach tlenków kwasowych z roztworami wodorotlenków powstaje sól i woda. Reakcję tą można zapisać w sposób ogólny jako:

tlenek kwasowy + wodorotlenek \to sól + woda

Tlenki zasadowe

Doświadczenie: Badanie charakteru chemicznego tlenku baru.

R6w9rcP2WcCHU

Obserwacje:

Probówka $1$ : Brak widocznych oznak reakcji z wodnym roztworem wodorotlenku sodu (Tlenek ulega rozpuszczeniu, ale roztwór nie zmienia zabarwienia).

Probówka $2$ : Ciało stałe uległo roztworzeniu. Roztwór zmienił barwę z czerwonej na żółtopomarańczową.

Wniosek:

Tlenek baru jest tlenkiem zasadowym, ponieważ reaguje z kwasem, a nie reaguje z zasadą (wodnym roztworem wodorotlenku).

Równanie reakcji chemicznej z kwasem:

W formie cząsteczkowej:

BaO + 2 HCl \to {BaCl}_{2} + H_{2} O

W formie jonowej – skróconej:

BaO + 2 H_{3} O^{+} \to {Ba}^{2 +} + 3 H_{2} O

Równanie reakcji chemicznej z wodorotlenkiem:

BaO + NaOH \to reakcja nie zachodzi

Tlenki zasadowe, to tlenki metali, które reagują z kwasami, a nie reagują z wodorotlenkami.

Tlenki zasadowe metali
bloku $s$	bloku $p$	bloku $d$
Wszystkie za wyjątkiem $BeO$ na przykład: – ${Na}_{2} O$ – ${Li}_{2} O$ – $MgO$ – $CaO$ itd.	- ${Tl}_{2} O_{3}$ – ${Tl}_{2} O$ – ${Bi}_{2} O_{3}$	- $CrO$ – $MnO$

W reakcjach tlenków zasadowych z kwasem powstaje sól i woda. Równanie tej reakcji można zapisać w sposób ogólny jako:

tlenek zasadowy + kwas \to sól + woda

Tlenki amfoteryczne

Symulacja 1

Czy wiesz, jak zbadać właściwości amfoteryczne tlenków? Wprowadź do kolejnych probówek z tlenkiem cynku i tlenkiem glinu odpowiednio: kwas solny, wodny roztwór wodorotlenku sodu i wodę, a następnie rozwiąż poniższe ćwiczenia.

Zapoznaj się z opisem symulacji. Sprawdź, jak zbadać właściwości amfoteryczne tlenków.

RkljjLDcPi3Tr

Symulacja interaktywna pt. „Badanie amfoterycznych właściwości wybranych tlenków”
Źródło: GroMar Sp. z o.o., Adrianna Gumienna, licencja: CC BY-SA 3.0.

Podpowiedźwhite

Tlenki amfoteryczne to grupa tlenków, które reagują zarówno z mocnymi kwasami, jak i z mocnymi zasadami. W wyniku reakcji powstają sole.

Tlenki amfoteryczne to:

• Tlenek glinu( $III$ ) - ${Al}_{2} O_{3}$

• Tlenek cynku( $II$ ) - $ZnO$

• Tlenek chromu( $III$ ) - ${Cr}_{2} O_{3}$

• Tlenek berylu - $BeO$

Reakcje tlenków amfoterycznych z kwasami przebiegają według schematu:

$tlenek amfoteryczny + mocny kwas \to sól + woda$

Reakcje tlenków amfoterycznych z zasadami przebiegają według schematu:

$tlenek amfoteryczny + mocna zasada + woda \to związek kompleksowy$

Ćwiczenie 1

Zapisz obserwacje i wnioski dotyczące właściwości chemicznych badanych tlenków.

R1NGZ815MzXBG

R1EYFzPpYktsu

Ćwiczenie 1

Ćwiczenie 2

Uzupełnij równania reakcji chemicznych.

$ZnO + 2 HCl \to$
$ZnO + 2 NaOH + H_{2} O \to$
$ZnO + H_{2} O \to$

R9KLMf4CNHK6Z

R13Ac5HizE33z

$ZnO + 2 HCl \to {ZnCl}_{2} + H_{2} O$
$ZnO + 2 NaOH + H_{2} O \to {Na}_{2} [Zn {(OH)}_{4}]$
$ZnO + H_{2} O \to$ reakcja nie zachodzi

Ćwiczenie 3

Uzupełnij równania reakcji chemicznych.

${Al}_{2} O_{3} + 6 HCl \to$
${Al}_{2} O_{3} + 2 NaOH + 3 H_{2} O \to$
${Al}_{2} O_{3} + H_{2} O \to$

R1275JI3W3cbR

ReikmmzNqN4gF

${Al}_{2} O_{3} + 6 HCl \to 2 {AlCl}_{3} + 3 H_{2} O$
${Al}_{2} O_{3} + 2 NaOH + 3 H_{2} O \to 2 Na [Al {(OH)}_{4}]$
${Al}_{2} O_{3} + H_{2} O \to$ reakcja nie zachodzi

Tlenki amfoteryczne typu $MO$ ( $M$ – metal, $O$ – tlen), np. tlenek berylu ( $BeO$ )

Reagują z mocnymi kwasami, np. z kwasem solnym:

$MO + 2 HCl \to {MCl}_{2} + H_{2} O$

Przykładowo, tlenek berylu reaguje z kwasem solnym, dzięki czemu powstaje chlorek berylu i woda:

$BeO + 2 HCl \to {BeCl}_{2} + H_{2} O$

Reagują z mocnymi zasadami, np. z wodnym roztworem wodorotlenku sodu.

W roztworze wodnym powstają sole kompleksowe, w których resztach kwasowych obecne są atomy lub jony metalu pochodzące od amfoterycznego tlenku, skompleksowane odpowiednią ilością grup hydroksylowych. Liczba grup hydroksylowych zależy od liczby koordynacyjnej charakterystycznej dla pierwiastka, która, w przypadku atomów pochodzących od tlenków typu $MO$ , wynosi zazwyczaj 4.

$MO + 2 NaOH + H_{2} O \to {Na}_{2} [M {(OH)}_{4}]$

Dla przykładu – tlenek berylu reaguje z wodorotlenkiem sodu i wodą, za sprawą czego powstaje tetrahydroksoberylan sodu:

$BeO + 2 NaOH + H_{2} O \to {Na}_{2} [Be {(OH)}_{4}]$

Tlenki amfoteryczne typu $M_{2} O_{3}$ ( $M$ – metal, $O$ – tlen), np. tlenek glinu ( ${Al}_{2} O_{3}$ )

Reagują z mocnymi kwasami, np. z kwasem solnym:

$M_{2} O_{3} + 6 HCl \to 2 {MCl}_{3} + 3 H_{2} O$

Przykładowo tlenek glinu reaguje z kwasem solnym, w wyniku czego powstaje chlorek glinu i woda:

${Al}_{2} O_{3} + 6 HCl \to 2 {AlCl}_{3} + 3 H_{2} O$

Reagują z mocnymi zasadami, np. z wodorotlenkiem sodu.

W roztworze wodnym powstają sole kompleksowe o liczbie koordynacyjnej 4 lub 6:

$M_{2} O_{3} + 2 NaOH + 3 H_{2} O \to 2 Na [M {(OH)}_{4}]$

$M_{2} O_{3} + 6 NaOH + 3 H_{2} O \to 2 {Na}_{3} [M {(OH)}_{6}]$

Dla przykładu – tlenek glinu reaguje z wodorotlenkiem sodu i wodą, w wyniku czego powstaje tetrahydroksoglinian sodu:

${Al}_{2} O_{3} + 2 NaOH + 3 H_{2} O \to 2 Na [Al {(OH)}_{4}]$

lub heksahydroksoglinian sodu:

${Al}_{2} O_{3} + 6 NaOH + 3 H_{2} O \to 2 {Na}_{3} [Al {(OH)}_{6}]$

Tlenki amfoteryczne nie reagują z wodą.

Polecenie 1

Przeanalizuj poniższą mapę myśli i zastanów się, gdzie w układzie okresowym zlokalizowane są pierwiastki, które tworzą tlenki amfoteryczne.

R1Kc1WoJuH7W41

Mapa pojęć pt. „Tlenki posiadające amfoteryczne właściwości”

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Tlenki amfoteryczne, to tlenki metali oraz niemetali, które reagują zarówno z mocnymi kwasami jak i mocnymi zasadami (wodnymi roztworami wodorotlenków). Tlenki amfoteryczne nie reagują z wodą.

Tlenki amfoteryczne pierwiastków
bloku $s$	bloku $p$	bloku $d$
- $BeO$	- ${Al}_{2} O_{3}$ – ${Ga}_{2} O_{3}$ – ${In}_{2} O_{3}$ – ${GeO}_{2}$ – $SnO$ – ${SnO}_{2}$ – $PbO$ – ${PbO}_{2}$ – ${As}_{2} O_{3}$ – ${Sb}_{2} O_{5}$ – ${Sb}_{2} O_{3}$ – ${TeO}_{2}$	- ${Cr}_{2} O_{3}$ – $ZnO$ – $CuO$ – ${MnO}_{2}$ – ${Fe}_{2} O_{3}$

W reakcji tlenków amfoterycznych z mocnym kwasem powstaje sól i woda zgodnie z poniższym ogólnym równaniem reakcji:

tlenek amfoteryczny + kwas \to sól + woda

W reakcji tlenków amfoterycznych z mocną zasadą (na przykład wodny roztwór $NaOH$ lub $KOH$ ) powstaje związek koordynacyjny, tzw. sól kompleksowa, w której kation metalu stanowi atom centralny, a aniony wodorotlenkowe pełnią funkcję ligandów. W reakcji jednym z substratów jest również woda. Schemat równania tej reakcji można zapisać w sposób ogólny:

tlenek amfoteryczny + woda + wodorotlenek \to związek koordynacyjny

Klasyfikacja tlenków według charakteru chemicznego

RULUdq0xX7fSi

Mapa pojęciowa pt. „Charakter chemiczny tlenków".

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

R194OTn8kZkHN

Schemat przedstawia tlenki pierwiastków grup głównych trzeciego okresu. Z grupy pierwszej Na2O oraz z grupy drugiej MgO, które to reagują z wodą, tworząc zasady, zaś wzrost ich zasadowości następuję wraz ze zmniejszaniem numeru grupy, to znaczy tlenek sodu jest bardziej zasadowy niż tlenek magnezu. Dalej z grupy trzynastej Al2O3 oraz z grupy czternastej SiO2, które nie reagują z wodą. Tlenek glinu ma charakter amfoteryczny, to znaczy reaguje z kwasami i zasadami. Tlenek krzemu (<math aria‑label="cztery">IV) należy z kolei do tlenków kwasowych. Charakter kwasowy tlenków wzrasta w okresie. Dalej tlenki fosforu z grupy piętnastej, to jest: P2O6, P4O6, P4O8, P4O10. Wszystkie wymienione tworzą kwasy z wodą oraz reagują z zasadami. Następnie tlenki siarki z szesnastej grupy, wśród nich SO, SO2, SO3, SO4, wszystkie reagują z wodą, tworząc kwasy oraz reagują z zasadami. Tlenki chloru z grupy siedemnastej: Cl2O, ClO2, Cl2O6, Cl2O7. Również reagują z wodą, tworząc kwasy oraz z zasadami. — Źródło: GroMar Sp. z o.o. na podstawie: Krzeczkowska M., Loch J., Mizera A., Repetytorium chemia : Liceum - poziom podstawowy i rozszerzony, Warszawa - Bielsko-Biała 2010., licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 2

Ze względu na jakie czynniki klasyfikuje się tlenki? Przeanalizuj mapę interaktywną, uzupełnij ją o inne przykłady tlenków pasujących do róznych kategorii, a następnie rozwiąż ćwiczenia znajdujące się pod mapą.

R183VH4Kf9xVa1

Źródło: GroMar Sp. z o.o. mapa wykonana na podstawie A. Bielański "Podstawy chemii nieorganicznej", Warszawa 2012, Wydawnictwo Naukowe PWN., licencja: CC BY 3.0.

Mapa pojęciowa dotycząca klasyfikacji tlenków ze względu na: charakter chemiczny, stan skupienia, charakter wiązania chemicznego, zachowanie wobec wody i rodzaj pierwiastka wchodzącego w skład tlenku, wraz z przykładami.

Nazwa kategorii: Klasyfikacja tlenków.
Elementy należące do kategorii Klasyfikacja tlenków
- Nazwa kategorii: ze względu na charakter chemiczny
  Elementy należące do kategorii ze względu na charakter chemiczny
  - Nazwa kategorii: kwasowe
    Elementy należące do kategorii kwasowe
    - ${Cl}_{2} O$
    - ${SeO}_{3}$
    - ${SO}_{3}$
    - $N_{2} O_{5}$
    - $P_{4} O_{10}$
    - ${SiO}_{2}$
    - ${TeO}_{3}$
    - ${CrO}_{3}$
    Koniec elementów należących do kategorii kwasowe
  - Nazwa kategorii: obojętne
    Elementy należące do kategorii obojętne
    - $N_{2} O$
    - $CO$
    - $NO$
    - $SiO$
    Koniec elementów należących do kategorii obojętne
  - Nazwa kategorii: zasadowe
    Elementy należące do kategorii zasadowe
    - ${Fe}_{2} O_{3}$
    - ${Na}_{2} O$
    - $K_{2} O$
    - $CaO$
    - $BaO$
    - ${Tl}_{2} O$
    - ${Bi}_{2} O_{3}$
    - $CrO$
    - $MnO$
    Koniec elementów należących do kategorii zasadowe
  - Nazwa kategorii: amfoteryczne
    Elementy należące do kategorii amfoteryczne
    - ${Al}_{2} O_{3}$
    - ${Cr}_{2} O_{3}$
    - $ZnO$
    - $BeO$
    - $CuO$
    - ${MnO}_{2}$
    Koniec elementów należących do kategorii amfoteryczne
  Koniec elementów należących do kategorii ze względu na charakter chemiczny
- Nazwa kategorii: ze względu na stan skupienia
  Elementy należące do kategorii ze względu na stan skupienia
  - Nazwa kategorii: ciecze
    Elementy należące do kategorii ciecze
    - $H_{2} O$
    - ${SO}_{3}$
    - ${Mn}_{2} O_{7}$
    Koniec elementów należących do kategorii ciecze
  - Nazwa kategorii: gazy
    Elementy należące do kategorii gazy
    - ${Cl}_{2} O$
    - ${SeO}_{3}$
    - $N_{2} O$
    - $CO$
    - $NO$
    Koniec elementów należących do kategorii gazy
  - Nazwa kategorii: ciała stałe
    Elementy należące do kategorii ciała stałe
    - $MnO$
    - $CrO$
    - ${Bi}_{2} O_{3}$
    - ${Tl}_{2} O$
    - $BaO$
    - $CaO$
    - $K_{2} O$
    - ${Na}_{2} O$
    - ${Fe}_{2} O_{3}$
    - ${Al}_{2} O_{3}$
    - ${Cr}_{2} O_{3}$
    - $ZnO$
    - $BeO$
    - $CuO$
    - ${MnO}_{2}$
    - $N_{2} O_{5}$
    - ${SiO}_{2}$
    - ${TeO}_{3}$
    - ${CrO}_{3}$
    - $SiO$
    Koniec elementów należących do kategorii ciała stałe
  Koniec elementów należących do kategorii ze względu na stan skupienia
- Nazwa kategorii: ze względu na charakter wiązania chemicznego
  Elementy należące do kategorii ze względu na charakter wiązania chemicznego
  - Nazwa kategorii: zawierające wiązanie kowalencyjne
    Elementy należące do kategorii zawierające wiązanie kowalencyjne
    - $H_{2} O$
    - ${Cl}_{2} O$
    - ${SeO}_{3}$
    - ${SO}_{3}$
    - $N_{2} O_{5}$
    - $P_{4} O_{10}$
    - ${SiO}_{2}$
    - ${TeO}_{3}$
    - $SiO$
    - $NO$
    - $CO$
    - $N_{2} O$
    Koniec elementów należących do kategorii wiązanie kowalencyjne
  - Nazwa kategorii: zawierające wiązanie jonowe
    Elementy należące do kategorii zawierające wiązanie jonowe
    - ${Fe}_{2} O_{3}$
    - ${Na}_{2} O$
    - $K_{2} O$
    - $CaO$
    - $BaO$
    - ${Tl}_{2} O$
    - ${Bi}_{2} O_{3}$
    - $CrO$
    - $MnO$
    - ${Al}_{2} O_{3}$
    - ${Cr}_{2} O_{3}$
    - $ZnO$
    - $BeO$
    - $CuO$
    - ${MnO}_{2}$
    - ${CrO}_{3}$
    - ${Mn}_{2} O_{7}$
    Koniec elementów należących do kategorii wiązanie jonowe
  Koniec elementów należących do kategorii ze względu na charakter wiązania chemicznego
- Nazwa kategorii: ze względu na zachowanie wobec wody
  Elementy należące do kategorii ze względu na zachowanie wobec wody
  - Nazwa kategorii: reagujące z wodą
    Elementy należące do kategorii reagujące z wodą
    - Nazwa kategorii: zasadotwórcze
      Elementy należące do kategorii zasadotwórcze
      - ${Na}_{2} O$
      - $K_{2} O$
      - $CaO$
      - $BaO$
      - ${Tl}_{2} O$
      - ${Bi}_{2} O_{3}$
      - $CrO$
      Koniec elementów należących do kategorii zasadotwórcze
    - Nazwa kategorii: kwasotwórcze
      Elementy należące do kategorii kwasotwórcze
      - ${Cl}_{2} O$
      - ${SeO}_{3}$
      - ${SO}_{3}$
      - $N_{2} O_{5}$
      - $P_{4} O_{10}$
      - ${TeO}_{3}$
      - ${CrO}_{3}$
      Koniec elementów należących do kategorii kwasotwórcze
    Koniec elementów należących do kategorii reagujące z wodą
  - Nazwa kategorii: niereagujące z wodą
    Elementy należące do kategorii niereagujące z wodą
    - $MnO$
    - ${Al}_{2} O_{3}$
    - ${Cr}_{2} O_{3}$
    - $ZnO$
    - $BeO$
    - $CuO$
    - ${MnO}_{2}$
    Koniec elementów należących do kategorii niereagujące z wodą
  Koniec elementów należących do kategorii ze względu na zachowanie wobec wody
- Nazwa kategorii: ze względu na rodzaj pierwiastka wchodzącego w skład tlenku
  Elementy należące do kategorii ze względu na rodzaj pierwiastka wchodzącego w skład tlenku
  - Nazwa kategorii: tlenki metali
    Elementy należące do kategorii tlenki metali
    - ${Fe}_{2} O_{3}$
    - ${Na}_{2} O$
    - $K_{2} O$
    - $CaO$
    - $BaO$
    - ${Tl}_{2} O$
    - ${Bi}_{2} O_{3}$
    - $CrO$
    - $MnO$
    - $MnO$
    - ${Al}_{2} O_{3}$
    - ${Cr}_{2} O_{3}$
    - $ZnO$
    - $BeO$
    - $CuO$
    - ${MnO}_{2}$
    - ${Mn}_{2} O_{7}$
    - ${Cr}_{2} O_{3}$
    Koniec elementów należących do kategorii tlenki metali
  - Nazwa kategorii: tlenki niemetali
    Elementy należące do kategorii tlenki niemetali
    - $N_{2} O$
    - $CO$
    - $NO$
    - $SiO$
    - $H_{2} O$
    - ${Cl}_{2} O$
    - ${SeO}_{3}$
    - ${SO}_{3}$
    - $N_{2} O_{5}$
    - $P_{4} O_{10}$
    - ${SiO}_{2}$
    - ${TeO}_{3}$
    Koniec elementów należących do kategorii tlenki niemetali
  Koniec elementów należących do kategorii ze względu na rodzaj pierwiastka wchodzącego w skład tlenku
Koniec elementów należących do kategorii Klasyfikacja tlenków

RsV2TMKwgsj4r

Ćwiczenie 4

Ćwiczenie 5

Do jakiej grupy klasyfikuje się tlenek glinu ze względu na charakter chemiczny? Zapisz równania reakcji chemicznych, które potwierdzają tę tezę.

RCHudLCNKyYju

R8O8MLIcLKxTz

Reakcja z kwasem:
tlenek glinu + kwas solny → chlorek glinu + woda
${Al}_{2} O_{3} + 6 HCl \to 2 {AlCl}_{3} + 3 H_{2} O$
Reakcja z wodorotlenkiem:
tlenek glinu + wodorotlenek sodu + woda → tetrahydroksoglinian sodu
${Al}_{2} O_{3} + 2 NaOH + 3 H_{2} O \to 2 Na [Al {(OH)}_{4}]$
tlenek glinu + wodorotlenek sodu + woda → heksahydroksoglinian sodu
${Al}_{2} O_{3} + 6 NaOH + 3 H_{2} O \to 2 {Na}_{3} [Al {(OH)}_{6}]$

RRWhOMoXi6TfF

Ćwiczenie 6

Zmiana charakteru chemicznego wybranych tlenków na tle układu okresowego

Zmiana charakteru tlenków zależna jest od położenia pierwiastka tworzącego dany tlenek w układzie okresowym. Tlenki metali reagują z kwasami – nazywamy je tlenkami zasadowymi. Te, które reagują z zasadami, nazywamy tlenkami kwasowymi – są to głównie tlenki niemetali. Istnieją również tlenki amfoteryczne, reagują one zarówno z kwasami, jak i zasadami.

Polecenie 3

Czy znasz wzory sumaryczne tlenków metali należących do układu okresowego pierwiastków? Jaki wykazują charakter te tlenki? Przeanalizuj poniższą grafikę interaktywną, a następnie rozwiąż ćwiczenia sprawdzające.

Czy znasz wzory sumaryczne tlenków metali należących do układu okresowego pierwiastków? Jaki wykazują charakter te tlenki? Przeanalizuj opis grafiki interaktywnej, a następnie rozwiąż ćwiczenia sprawdzające.

RrM8NjjJSjPCl1

Grafika interaktywna pt. „Jaki charakter mogą mieć tlenki?”
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

RX1LVamxJ4O5G1

Ćwiczenie 7

bg‑blue

Notatnik

R17TY7A3VUjRk

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

W wyniku jakich reakcji powstają tlenki?

Tlenki – zastosowanie

Tlenki - właściwości chemiczne tlenków

Badanie charakteru chemicznego wybranych tlenków1

Tlenki kwasowe

Doświadczenie: Badanie charakteru chemicznego tlenku siarki( $VI$ ).

Tlenki zasadowe

Doświadczenie: Badanie charakteru chemicznego tlenku baru.

Tlenki amfoteryczne

Tlenki amfoteryczne typu $MO$ ( $M$ – metal, $O$ – tlen), np. tlenek berylu ( $BeO$ )

Tlenki amfoteryczne typu $M_{2} O_{3}$ ( $M$ – metal, $O$ – tlen), np. tlenek glinu ( ${Al}_{2} O_{3}$ )

Klasyfikacja tlenków według charakteru chemicznego

Zmiana charakteru chemicznego wybranych tlenków na tle układu okresowego

Notatnik

W wyniku jakich reakcji powstają tlenki?

Tlenki – zastosowanie

Tlenki - właściwości chemiczne tlenków

Badanie charakteru chemicznego wybranych tlenków1

Tlenki kwasowe

Doświadczenie: Badanie charakteru chemicznego tlenku siarki(VI).

Tlenki zasadowe

Doświadczenie: Badanie charakteru chemicznego tlenku baru.

Tlenki amfoteryczne

Tlenki amfoteryczne typu MO (M – metal, O – tlen), np. tlenek berylu (BeO)

Tlenki amfoteryczne typu M2O3 (M – metal, O – tlen), np. tlenek glinu (Al2O3)

Klasyfikacja tlenków według charakteru chemicznego

Zmiana charakteru chemicznego wybranych tlenków na tle układu okresowego

Notatnik

Doświadczenie: Badanie charakteru chemicznego tlenku siarki( $VI$ ).

Tlenki amfoteryczne typu $MO$ ( $M$ – metal, $O$ – tlen), np. tlenek berylu ( $BeO$ )

Tlenki amfoteryczne typu $M_{2} O_{3}$ ( $M$ – metal, $O$ – tlen), np. tlenek glinu ( ${Al}_{2} O_{3}$ )