Osad trudno rozpuszczalnego wodorotlenku glinu można wytrącić z roztworu rozpuszczalnej soli glinu, np. chlorku lub siarczanu($\text{VI}$), poprzez dodanie mocnej zasady, np. wodnego roztworu wodorotlenku sodu lub potasu. Początkowo wytrąca się biały, galeretowaty osad. Warto obliczyć, jaką ilość roztworu wodorotlenku należy użyć. W przypadku dodania większej ilości roztworu wodorotlenku, będącego mocnym elektrolitem, zaobserwujemy stopniowy zanik osadu, prowadzący do otrzymania klarownego bezbarwnego roztworu.

W pierwszym etapie następuje reakcja:

Powstały wodorotlenek glinu może reagować dalej z kolejnymi porcjami wodnego roztworu wodorotlenku (mocnego elektrolitu), dając rozpuszczalny produkt, nastąpi stopniowy zanik osadu, prowadzący do otrzymania klarownego bezbarwnego roztworu.

Powstający związek – tetrahydroksoglinian sodu – ze względu na budowę jonową ma charakter soli. W tym związku glin wchodzi w skład reszty kwasowej, co znaczy, że $\text{Al}{\left(\text{OH}\right)}_3$ musi w przypadku tej reakcji odgrywać rolę kwasu.

Analogiczne właściwości przejawiają wodorotlenki: berylu, cynku oraz chromu($\text{III}$):

Fakt, że niektóre indywidua chemiczne reagują zarówno z kwasami jak i zasadami, nosi nazwę amfoterycznościamfoterycznośćamfoteryczności. Podobne właściwości wykazują także wodorotlenki cyny i ołowiu na $+\text{II}$ oraz $+\text{IV}$ stopniu utlenienia, a także wiele tlenków metali.

Niektóre wodorotlenki mogą reagować zarówno z kwasami, jak i wodnymi roztworami wodorotlenków:

Równania reakcji $\text{Al}{\left(\text{OH}\right)}_3$ z kwasami oraz wodnymi roztworami wodorotlenków

R1Mczj07vEWXG

Na ilustracji znajdują się dwa wzory chemiczne. Pierwszy z nich to wzór wodorotlenku sodu: kation sodu i anion hydroksylowy. Poniżej znajduje się schematyczny zapis w którym atomy przedstawiono jako stykające się kule pod którymi podano elektroujemności pierwiastków. Elektroujemność sodu to dziewięć dziesiątych, tlenu trzy i pięć dziesiątych, wodoru dwa i jedna dziesiąta. Poniżej znajduje się symbol błyskawicy skierowany w kulę oznaczającą atom tlenu. Obok znajduje się wzór kwasu H wiązanie pojedyncze tlen wiązanie pojedyncze chlor. Wiązania przedstawione w formie strzałek skierowanych do atomu tlenu. Poniżej znajduje się schematyczny zapis w którym atomy przedstawiono jako stykające się kule pod którymi podano elektroujemności pierwiastków. Elektroujemność wodoru to dwa i jedna dziesiąta, tlenu trzy i pięć dziesiątych, chloru wynosi trzy. Poniżej znajduje się symbol błyskawicy skierowany w kulę oznaczającą atom wodoru.

Im większy charakter jonowy wiązania (co wynika przede wszystkim z większej różnicy elektroujemności między atomami), tym większa preferencja do dysocjacji.

Zbliżona wartość różnicy elektroujemności między atomami $\text{Al}—\text{O}$ oraz $\text{O}—\text{H}$ powoduje, że w zależności od warunków:

• może nastąpić oderwanie jonu ${\text{OH}}^{-}$ pod wpływem ${\text{H}}_3{\text{O}}^{+}$:

  $\text{Al}{\left(\text{OH}\right)}_3+3 {\text{H}}_3{\text{O}}^{+}\to {\text{Al}}^{3+}+6 {\text{H}}_2\text{O}$ (reaguje jak zasada)

• może nastąpić przyłączenie jonu ${\text{OH}}^{-}$:

  $\text{Al}{\left(\text{OH}\right)}_3+{\text{OH}}^{-}\to \left[\text{Al}{{\left(\text{OH}\right)}_4}^{-}\right]$ (reaguje jak kwas)

Wodorotlenki amfoteryczne posiadają niewielki, lecz wyraźny udział charakteru kowalencyjnego w wiązaniu $\text{M}—\text{O}$. Mniejsza różnica wartości elektroujemności między atomem metalu a atomem tlenu sprawia, że elektrony z atomu metalu są słabiej przyciągane przez atom tlenu, a tym samym nie musi dochodzić do przejęcia elektronu metalu przez atom tlenu i powstania typowego wiązania domowego. Może też dojść do współdzielenia elektronów między tymi atomami, a więc powstania wiązania o charakterze kowalencyjnym. W związku z tym w związkach amfoterycznych wiązanie $\text{M}—\text{O}$ ma charakter pośredni pomiędzy kowalencyjnym a jonowym.

Wodorotlenek chromu($\text{III}$) jest amfoteryczny, zaś wodorotlenek chromu($\text{II}$) zasadowy. Z kolei tlenek chromu($\text{VI}$) wykazuje charakter kwasowy.

Jak to możliwe, skoro różnica elektroujemności $\text{Cr}—\text{O}$ jest wszędzie taka sama?

Właściwości tlenków chromu

Wodorotlenki amfoteryczne posiadają niewielki, lecz wyraźny przyczynek kowalencyjny w wiązaniu $\text{M}—\text{O}$

RfdNBGzuXnQpI

Na obrazku przedstawiono wodorotlenek glinu(<math aria‑label="trzy">III) w postaci kul. Kula oznaczająca kation glinu znajduje się w centrum. Wokół niego są trzy aniony hydroksylowe. Grupę hydroksylową przedstawiono w postaci dwóch zlepionych mniejszych kulek. Obok znajduje się oddzielna grupa hydroksylowa, strzałka w prawo, powstaje kompleks w którym kation glinu znajduje się w centrum, a cztery grupy hydroksylowe znajdują się wokół niego w postaci przyczepionych grup kulek. Pod produktem podpis: $\text{Al}{\left[{\left(\text{OH}\right)}_4\right]}^{-}$.

Hydroksokompleksy należą do związków kompleksowychzwiązek kompleksowyzwiązków kompleksowych, posiadają wiązanie koordynacyjnewiązanie koordynacyjne, wiązanie donorowo‑akceptorowewiązanie koordynacyjne pomiędzy atomem tlenu a atomem metalu.

Słownik

Bibliografia

Bielański A., Podstawy Chemii nieorganicznej, t. $1-2$, Warszawa $2010$.

Pac B., Zegar A., Podstawy klasyfikacji związków nieorganicznych w teorii i zadaniach, Kraków $2020$.

Pac B., Zegar A., Reakcje w roztworach wodnych w teorii i zadaniach, Kraków $2020$.