2) цинка оксид (+)
3) висмута нитрат основной
4) лития карбонат
Цинка оксид относится к амфотерным оксидам: он способен реагировать как с кислотами, так и со щелочами. В кислой среде образуются растворимые соли цинка, например: ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O. В избытке щёлочи продуктом является растворимый комплексный цинкат, например тетрагидроксоцинкат(II): ZnO + 2NaOH + H2O → Na2[Zn(OH)4].
Амфотерность обусловлена промежуточным характером оксида цинка: в реакции с кислотами он проявляет основные свойства, а в щелочной среде — кислотные, связывая гидроксид-ионы с образованием гидроксокомплекса. Поэтому растворение в обеих средах служит дифференциальным признаком цинка оксида при фармацевтическом анализе. Остальные перечисленные вещества не обладают таким сочетанием свойств: сульфат бария практически нерастворим, основной нитрат висмута растворяется преимущественно в кислотах, а карбонат лития реагирует с кислотами с выделением углекислого газа.
| Вещество или критерий | Поведение в кислотах | Поведение в щелочах | Диагностическое значение |
|---|---|---|---|
| Цинка оксид | Растворяется с образованием солей Zn(II) | Растворяется в избытке концентрированной щёлочи с образованием цинкатов | Амфотерность — ключевой признак |
| Бария сульфат | Практически не растворяется в большинстве кислот | Не растворяется в щелочах | Очень низкая растворимость обусловлена прочной кристаллической решёткой и малым произведением растворимости |
| Основной нитрат висмута | Растворяется в минеральных кислотах | В щелочной среде образует малорастворимые соединения висмута, включая гидроксид | Не является амфотерным веществом, растворимым в обеих средах |
| Лития карбонат | Реагирует с выделением CO2: карбонат превращается в растворимую соль | В обычных условиях не проявляет характерного растворения в щелочах | Кислотно-основное взаимодействие ограничено реакцией карбонат-иона с кислотой |
| Амфотерный оксид | Проявляет основные свойства и нейтрализует кислоту | Проявляет кислотные свойства и образует анионные гидроксокомплексы | Растворимость в обеих противоположных средах — классификационный критерий |
| Фармацевтическая идентификация цинка | После растворения возможно обнаружение Zn2+ характерными реакциями | При недостатке щёлочи образуется Zn(OH)2, растворяющийся в её избытке | Растворение осадка в избытке NaOH подтверждает амфотерность соединения цинка |
Таким образом, правильный выбор определяется амфотерными свойствами цинка оксида. Важно учитывать, что растворение в щелочной среде обычно требует избытка гидроксида и приводит не к простому цинкату, а к растворимому гидроксокомплексу. Образование белого осадка гидроксида цинка при промежуточном добавлении щёлочи с последующим его растворением в избытке реагента является характерной лабораторной реакцией.