Związki amfoteryczne to substancje, które reagują zarówno z kwasami, jak i z mocnymi zasadami. Na poziomie szkolnym najważniejsze są tlenki i wodorotlenki amfoteryczne – m.in. związki cynku, glinu, berylu, chromu(III), ołowiu(II) i cyny. Z kwasami tworzą zwykłe sole (np. ZnCl2), a z zasadami – sole kompleksowe, np. tetrahydroksocynkany i tetrahydroksogliniany. Poniżej lista najważniejszych związków amfoterycznych i reakcje, które trzeba umieć zapisać na maturze.
Co to znaczy „amfoteryczny”?
Nazwa pochodzi od greckiego amphoteros – „jeden i drugi”. Substancja amfoteryczna może zachowywać się jak zasada (wobec kwasów) albo jak kwas (wobec mocnych zasad). Charakter amfoteryczny mają też np. aminokwasy i woda, ale w zadaniach z chemii nieorganicznej chodzi zwykle o tlenki i wodorotlenki metali.
Tlenki i wodorotlenki amfoteryczne – lista
| Pierwiastek | Tlenek amfoteryczny | Wodorotlenek amfoteryczny | Sól z zasadą (NaOH) |
|---|---|---|---|
| cynk | ZnO | Zn(OH)2 | Na2[Zn(OH)4] – tetrahydroksocynkan sodu |
| glin | Al2O3 | Al(OH)3 | Na[Al(OH)4] – tetrahydroksoglinian sodu |
| beryl | BeO | Be(OH)2 | Na2[Be(OH)4] |
| chrom(III) | Cr2O3 | Cr(OH)3 | Na3[Cr(OH)6] |
| ołów(II) | PbO | Pb(OH)2 | Na2[Pb(OH)4] |
| cyna(II) | SnO | Sn(OH)2 | Na2[Sn(OH)4] |
Amfoteryczne są też m.in. tlenki SnO2, PbO2, MnO2 i Fe2O3 (ten ostatni reaguje z zasadami dopiero w trudnych warunkach, np. podczas stapiania). W zadaniach maturalnych najczęściej pojawiają się związki cynku i glinu.
Reakcje amfoterycznego wodorotlenku cynku
Z kwasem (Zn(OH)2 zachowuje się jak zasada):
Zn(OH)2 + 2HCl → ZnCl2 + 2H2O
jonowo: Zn(OH)2 + 2H+ → Zn2+ + 2H2O
Z mocną zasadą (Zn(OH)2 zachowuje się jak kwas):
Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2[Zn(OH)4]
jonowo: Zn(OH)2 + 2OH− → [Zn(OH)4]2−
Reakcje amfoterycznego wodorotlenku glinu
Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4]
jonowo: Al(OH)3 + OH− → [Al(OH)4]−
Tlenki amfoteryczne reagują analogicznie, np. ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O oraz ZnO + 2NaOH + H2O → Na2[Zn(OH)4].
Jak doświadczalnie wykazać amfoteryczność?
- Do roztworu soli cynku (np. ZnSO4) dodaj kroplami roztwór NaOH – wytrąca się biały, galaretowaty osad Zn(OH)2.
- Osad podziel na dwie probówki.
- Do pierwszej dodaj kwas solny, do drugiej – nadmiar roztworu NaOH.
- Obserwacja: osad roztwarza się w obu probówkach. Wniosek: Zn(OH)2 reaguje z kwasem i z zasadą, czyli ma charakter amfoteryczny.
Uwaga: samo roztwarzanie się metalu (np. cynku czy glinu) w zasadzie nie jest dowodem amfoteryczności wodorotlenku – więcej o tym w artykule Tajemnica amfoteryczności.
Tlenki – podział według charakteru chemicznego
| Charakter | Reagują z | Przykłady |
|---|---|---|
| zasadowe | kwasami | Na2O, CaO, MgO, CuO |
| kwasowe | zasadami | CO2, SO2, SO3, P4O10, N2O5 |
| amfoteryczne | kwasami i mocnymi zasadami | ZnO, Al2O3, BeO, Cr2O3, PbO |
| obojętne | nie reagują ani z kwasami, ani z zasadami (w warunkach szkolnych) | CO, NO, N2O |
Charakter tlenków wszystkich pierwiastków pokazuje nasz układ okresowy z charakterem chemicznym tlenków. O sporze wokół CO przeczytasz w tekście Czy CO jest tlenkiem obojętnym?
Najczęstsze błędy na maturze
- „Amfoteryczny = obojętny” – substancja amfoteryczna reaguje i z kwasami, i z zasadami; obojętna nie reaguje z żadnymi.
- Zapis produktu z zasadą jako „Na2ZnO2” – w roztworze wodnym powstaje kompleks Na2[Zn(OH)4]; zapis „cynkan sodu” dotyczy stapiania z NaOH.
- Za mało zasady w doświadczeniu – osad wodorotlenku roztwarza się dopiero w nadmiarze mocnej zasady.
- Amoniak zamiast NaOH – woda amoniakalna jest zbyt słabą zasadą, by roztworzyć Al(OH)3; Zn(OH)2 roztwarza się w niej z innego powodu (tworzenie kompleksu aminowego).
Zobacz też: Tajemnica amfoteryczności · Amfoteryczność – wykład wideo · Sole – związki jonowe? · Chemia do matury – przewodnik po działach
Testy i zadania maturalne z odpowiedziami: Systematyka związków nieorganicznych →
