Il termine 'idrossidi' si riferisce al gruppo di composti non organici costituiti da due parti solide: un catione di metallo, ad esempio sodio [Na +], e un anione idrossido [OH -] . Il numero di gruppi ossidrilici esistenti nella molecola è uguale alla valenza del metallo, poiché esso stesso ha la valenza –I.
Anfoterismo
L’anfoterismo è una sorta di ermafroditismo chimico, il che implica che tutto ciò che è anfotero può essere associato alla manifestazione di caratteristiche del lato opposto, che in questo caso significa la reazione di una data sostanza sia con acidi che con basi. Ciò significa che un tale idrossido, se posto nell’ambiente di una base forte, reagirà in modo simile a un acido. Il prodotto di quella reazione sarà il sale appropriato il cui radicale acido proverrà da un idrossido anfotero. Se invece il composto è sottoposto a reazione in ambiente fortemente acido, si comporterà come una base. Tale reazione mirerà a produrre un composto di sale in cui il catione sarà un metallo originato dall’idrossido applicato.
Esempi di idrossidi anfoteri
Gli idrossidi anfoteri più comuni sono l’idrossido di alluminio , l’idrossido di zinco, l’idrossido di cromo (III) e l’idrossido di rame (II). Ce ne sono, tuttavia, molti di più, ad esempio idrossido di berillio, idrossido di piombo o idrossido di antimonio. Contrariamente alla tendenza, tali composti non sono cristallini. Formano depositi colloidali poco solubili in acqua.
Le reazioni degli idrossidi anfoteri
A causa della loro natura, i composti discussi mostrano reazioni sia con acidi forti che con basi. Notazione generale:
- Idrossido anfotero + acido → sale + acqua
- Idrossido anfotero + base → complesso idrossido (sale)
In entrambi i casi i prodotti di reazione sono sali, ma nella reazione con basi sono complessi dove l’anione comprende anche un metallo che si origina dall’idrossido. Esempi di reazioni dell’idrossido di alluminio:
- Al(OH) 3 + 3 HCl → AlCl 3 + 3H 2 O
- Al(OH) 3 + NaOH → Na[Al (OH) 4]
Come riconoscere se gli idrossidi sono anfoteri?
Il modo più semplice per individuare tali composti nella tavola periodica è la relazione tra la natura degli ossidi e la loro posizione nella tavola. Le proprietà acide degli ossidi aumentano da sinistra a destra, quindi specialmente il primo gruppo ha tendenze di base e produce tali ossidi, ei prodotti della reazione con l’acqua sono idrossidi basici. All’estrema destra, ad eccezione dei gas preziosi, il periodo include alcuni elementi orientati agli ossidi acidi. Poiché gli ossidi, e di conseguenza gli idrossidi anfoteri, mostrano alcune delle proprietà di ciascuno di essi, possiamo aspettarci di trovarli da qualche parte nei gruppi situati nel mezzo. Dovremmo indicare che le quote delle caratteristiche basiche e acide negli ossidi anfoteri sono simili.
Cambiamento del carattere degli ossidi in periodi diversi
A cominciare dal gruppo 1: il sodio reagendo con l’acqua produce una base forte, mentre il magnesio, che si trova nel gruppo successivo (2), reagendo con l’acqua produce anche un idrossido basico che però non è così forte – questo dimostra un valore leggermente più alto quota delle proprietà acide del Mg rispetto al Na. Un altro elemento, del gruppo 13, è l’alluminio, che mostra proprietà ancora diverse: a contatto con l’acqua, il suo ossido produce un idrossido che è una base molto debole, ma reagisce anche con basi forti nello stesso meccanismo degli acidi tipici. Il gruppo 14 comprende elementi come il silicio, il cui ossido reagisce solo con le basi, il che significa che le sue proprietà acide prevalgono sulle proprietà di base. Per fare un confronto, nel composto di ossigeno e alluminio, le quote di queste proprietà sono molto simili, il che gli consente di modificare e regolare la sua reazione all’ambiente attuale. È simile nei gruppi 15 e 16, dove il fosforo, ad esempio, produce ossidi acidi e mostra una quota molto bassa di proprietà basiche, mentre l’elemento successivo (zolfo) non ne ha praticamente nessuna.
Cambiamento nel carattere degli ossidi nei diversi gruppi
La posizione di un elemento rispetto al gruppo indica anche la sua elettronegatività, che cresce insieme ai periodi di declino. Per fare una panoramica, il boro non metallico forma un ossido a carattere acido, mentre l’alluminio, posto al di sotto, è in grado di reagire sia verso basi forti che verso acidi forti, e anche i successivi elementi di gallio, indio e tallio producono sempre ossidi più basici in linea con la tendenza della forza di carattere metallico. L’ossido di tallio (Tl 2 O) è già completamente basico e la sua quota di proprietà acide è trascurabile in una reazione.
L’elettronegatività influisce sul carattere dei composti dell’ossigeno?
Se diamo un’occhiata agli ossidi anfoteri, noteremo facilmente che la differenza nell’elettronegatività degli elementi di cui sono composti oscilla intorno a 1,4–2,0, e le quote dei legami covalenti polarizzati e ionici sono simili. In pratica, l’anfoterismo di un composto è determinato dal percorso di dissociazione elettrolitica, e per tale elettronegatività simile tra un metallo e l’ossigeno così come per il legame del gruppo ossidrile, possiamo avere due percorsi separati che sono analoghi alla dissociazione di un base forte e acido. Ciò significa che, in un ambiente acido, si dissociano in un catione metallico e OH – anioni, e se l’ambiente è basico, quindi in un anione metallico MOn n- e H 3 O + cationi.
Lo stato di ossidazione influisce sull’anfoterismo?
La dipendenza tra lo stato di ossidazione di un elemento e il suo carattere aumenta verso l’acidità. Ciò implica che più basso è lo stato di ossidazione, maggiore è la tendenza dell’elemento all’alcalinità. Per sostanze multivalenza come il cromo o il manganese, è possibile osservare un carattere orientato in entrambe le direzioni. Il manganese, con le possibili valenze di II, III, IV, V, VI e VII, mostra un’ampia gamma di quote di proprietà. La valenza media (IV) suggerisce l’anfoterismo, le valenze inferiori mostrano il carattere di base, mentre quelle superiori mostrano una quota sempre più elevata del carattere acido. Pertanto, l’ossido di manganese al settimo stato di ossidazione, in reazione con l’acqua, produrrà un acido piuttosto forte (HMnO 4 ). Per un confronto, diamo un’occhiata agli ossidi di manganese e di rame (compresi nello stesso gruppo): l’ossido di rame – CuO – situato proprio accanto al manganese, mostra un carattere più acido. Tuttavia, poiché il manganese tende a modificare la quota delle singole proprietà, allo stato di ossidazione III (Mn 2 O 3 ) la sua acidità è già vicina a CuO.