Кое–что об амфотерных металлах
Главная особенность амфотерных металлов (например, алюминия, цинка, олова) – способность проявлять двойственный характер в реакциях. Они реагируют как с сильными кислотами (как металлы), так и со щелочами (как неметаллы). Их гидроксиды также работают в обе стороны, образуя различные соли при сплавлении и в растворах. Ключевое практическое следствие – взаимодействие амфотерных металлов со щелочами с выделением чистого водорода, что нехарактерно для большинства обычных металлов. Эту особенность используют в специальных компактных установках и аварийных генераторах. Портативные источники энергии: для питания беспилотников и военных радиостанций в полевых условиях; водород добывают прямо на месте из воды, гидроксида натрия и металлического алюминия, чтобы не возить с собой тяжелые баллоны Автономные водородные генераторы: в отдаленных районах для работы топливных элементов; в них металл загружают в виде порошка или гранул Морская спасательная техника: для быстрого наполнения спасательных плотов или радиолокационных отражателей (буев) с радиомаяками Химическое производство: иногда реакции используют в лабораториях для получения высокочистого газа, а также в процессах органического синтеза. Феномен пассивации (самозащита) Поверхность алюминия мгновенно покрывается прочнейшей микроскопической оксидной пленкой Aℓ2O3. Она защищает металл от дальнейшего разрушения, из–за чего он не реагирует даже с концентрированной азотной кислотой. Термитное горение Порошкообразный алюминий при поджоге реагирует с оксидами других металлов (например, железа) с выделением колоссального количества тепла (до 2500 ℃). Эта реакция (алюминотермия) используется для сварки рельсов. Оловянная чума При охлаждении ниже (13,2 ℃) белое олово переходит в хрупкую серую модификацию и рассыпается в порошок. Амфотерность при плавлении При сплавлении оксиды этих металлов ведут себя как кислотные, вытесняя летучие ангидриды из солей (например, карбонатов) Timecode 00:50 определение и обзор общих свойств амфотерных металлов 01:35 взаимодействие амфотерных металлов с водой 03:00 взаимодействие амфотерных металлов с растворами кислот 03:15 взаимодействие амфотерных металлов с кислотами разной концентрации 03:25 взаимодействие амфотерных металлов со щелочами при сплавлении (спекании) 04:55 взаимодействие амфотерных металлов с растворами щелочей 05:00 взаимодействие амфотерных металлов с растворами солей (с учетом гидролиза) 05:55 взаимодействие амфотерных металлов с растворами солей (с учетом о. в. р.) 06:32 взаимодействие оксидов амфотерных металлов с водой и кислотами 08:25 взаимодействие оксидов амфотерных металлов со щелочами 08:34 взаимодействие оксидов амфотерных металлов с карбонатами и сульфитами 08:50 взаимодействие гидроксидов амфотерных металлов с кислотами 09:00 взаимодействие гидроксидов амфотерных металлов со щелочами 09:06 взаимодействие гидроксидов амфотерных металлов с карбонатами и сульфитами 09:15 случаи необратимого гидролиза Использованная литература 1. Неорганическая химия: в 3 т. / под ред. Ю. Д. Третьякова. – Москва: Издательский центр «Академия», 2004–2007 2. Гринвуд, Н. Химия элементов: в 2 т. / Н. Гринвуд, А. Эрншо; пер. с англ. – Москва: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008 3. Спицын, В. И. Неорганическая химия: учебник для вузов: в 2 ч. / В. И. Спицын, Л. И. Мартыненко. – Москва: Изд–во МГУ, 1991–1994 4. Шрайвер, Д. Неорганическая химия: в 2 т. / Д. Шрайвер, П. Эткинс ; пер. с англ. А. И. Жирова [и др.]. – Москва: Мир, 2004 5. Коттон, Ф. Современная неорганическая химия: в 3 ч. / Ф. Коттон, Дж. Уилкинсон; пер. с англ. Г. В. Прохоровой [и др.]. – Москва: Мир, 1969
Главная особенность амфотерных металлов (например, алюминия, цинка, олова) – способность проявлять двойственный характер в реакциях. Они реагируют как с сильными кислотами (как металлы), так и со щелочами (как неметаллы). Их гидроксиды также работают в обе стороны, образуя различные соли при сплавлении и в растворах. Ключевое практическое следствие – взаимодействие амфотерных металлов со щелочами с выделением чистого водорода, что нехарактерно для большинства обычных металлов. Эту особенность используют в специальных компактных установках и аварийных генераторах. Портативные источники энергии: для питания беспилотников и военных радиостанций в полевых условиях; водород добывают прямо на месте из воды, гидроксида натрия и металлического алюминия, чтобы не возить с собой тяжелые баллоны Автономные водородные генераторы: в отдаленных районах для работы топливных элементов; в них металл загружают в виде порошка или гранул Морская спасательная техника: для быстрого наполнения спасательных плотов или радиолокационных отражателей (буев) с радиомаяками Химическое производство: иногда реакции используют в лабораториях для получения высокочистого газа, а также в процессах органического синтеза. Феномен пассивации (самозащита) Поверхность алюминия мгновенно покрывается прочнейшей микроскопической оксидной пленкой Aℓ2O3. Она защищает металл от дальнейшего разрушения, из–за чего он не реагирует даже с концентрированной азотной кислотой. Термитное горение Порошкообразный алюминий при поджоге реагирует с оксидами других металлов (например, железа) с выделением колоссального количества тепла (до 2500 ℃). Эта реакция (алюминотермия) используется для сварки рельсов. Оловянная чума При охлаждении ниже (13,2 ℃) белое олово переходит в хрупкую серую модификацию и рассыпается в порошок. Амфотерность при плавлении При сплавлении оксиды этих металлов ведут себя как кислотные, вытесняя летучие ангидриды из солей (например, карбонатов) Timecode 00:50 определение и обзор общих свойств амфотерных металлов 01:35 взаимодействие амфотерных металлов с водой 03:00 взаимодействие амфотерных металлов с растворами кислот 03:15 взаимодействие амфотерных металлов с кислотами разной концентрации 03:25 взаимодействие амфотерных металлов со щелочами при сплавлении (спекании) 04:55 взаимодействие амфотерных металлов с растворами щелочей 05:00 взаимодействие амфотерных металлов с растворами солей (с учетом гидролиза) 05:55 взаимодействие амфотерных металлов с растворами солей (с учетом о. в. р.) 06:32 взаимодействие оксидов амфотерных металлов с водой и кислотами 08:25 взаимодействие оксидов амфотерных металлов со щелочами 08:34 взаимодействие оксидов амфотерных металлов с карбонатами и сульфитами 08:50 взаимодействие гидроксидов амфотерных металлов с кислотами 09:00 взаимодействие гидроксидов амфотерных металлов со щелочами 09:06 взаимодействие гидроксидов амфотерных металлов с карбонатами и сульфитами 09:15 случаи необратимого гидролиза Использованная литература 1. Неорганическая химия: в 3 т. / под ред. Ю. Д. Третьякова. – Москва: Издательский центр «Академия», 2004–2007 2. Гринвуд, Н. Химия элементов: в 2 т. / Н. Гринвуд, А. Эрншо; пер. с англ. – Москва: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008 3. Спицын, В. И. Неорганическая химия: учебник для вузов: в 2 ч. / В. И. Спицын, Л. И. Мартыненко. – Москва: Изд–во МГУ, 1991–1994 4. Шрайвер, Д. Неорганическая химия: в 2 т. / Д. Шрайвер, П. Эткинс ; пер. с англ. А. И. Жирова [и др.]. – Москва: Мир, 2004 5. Коттон, Ф. Современная неорганическая химия: в 3 ч. / Ф. Коттон, Дж. Уилкинсон; пер. с англ. Г. В. Прохоровой [и др.]. – Москва: Мир, 1969