Химические свойства оснований. Основания

Свойства оснований

Химические свойства оснований. Основания

Основания – сложные вещества, состоящие из атома металла и одной или нескольких гидроксильных групп. Общая формула оснований Ме(ОН)n. Основания (с точки зрения теории электролитической диссоциации) – это электролиты, диссоциирующие при растворении в воде с образованием катионов металла и гидроксид-ионов ОН–.

Классификация. По растворимости в воде основания делят на щелочи (растворимые в воде основания) и нерастворимые в воде основания. Щелочи образуют щелочные и щелочно-земельные металлы, а также некоторые другие элементы-металлы.

По кислотности (числу ионов ОН–, образующихся при полной диссоциации, или количеству ступеней диссоциации) основания подразделяют на однокислотные (при полной диссоциации получается один ион ОН–; одна ступень диссоциации) и многокислотные (при полной диссоциации получается больше одного иона ОН–; более одной ступени диссоциации). Среди многокислотных оснований различают  двухкислотные (например, Sn(OH)2), трехкислотные (Fe(OH)3) и четырехкислотные (Th(OH)4). Однокислотным является, например, основание КОН.

Выделяют группу гидроксидов, которые проявляют химическую двойственность. Они взаимодействую как с основаниями, так и с кислотами. Это амфотерные гидроксиды (см. таблицу 1).

Таблица 1 – Амфотерные гидроксиды

Амфотерный гидроксид (основная и кислотная форма)Комплексный ион
Zn(OH)2 / H2ZnO2ZnO2 (II)[Zn(OH)4]2–
Al(OH)3 / HAlO2AlO2 (I)[Al(OH)4]–, [Al(OH)6]3–
Be(OH)2 / H2BeO2BeO2 (II)[Be(OH)4]2–
Sn(OH)2 / H2SnO2SnO2 (II)[Sn(OH)4]2–
Pb(OH)2 / H2PbO2PbO2 (II)[Pb(OH)4]2–
Fe(OH)3 / HFeO2FeO2 (I)[Fe(OH)4]–, [Fe(OH)6]3–
Cr(OH)3 / HCrO2CrO2 (I)[Cr(OH)4]–, [Cr(OH)6]3–

Физические свойства. Основания – твердые вещества различных цветов и различной растворимости в воде.

Химические свойства оснований

1) Диссоциация: КОН + nН2О  К+×mН2О + ОН–×dН2О или сокращенно: КОН К+ + ОН–.

Многокислотные основания диссоциируют по нескольким ступеням (в основном диссоциация протекает по первой ступени). Например, двухкислотное основание Fe(OH)2 диссоциирует  по двум ступеням:

Fe(OH)2FeOH+ + OH– (1 ступень);

FeOH+Fe2+ + OH– (2 ступень).

2) Взаимодействие с индикаторами (щелочи окрашивают фиолетовый лакмус в синий цвет, метилоранж – в желтый, а фенолфталеин – в малиновый):

индикатор + ОН– (щелочь)окрашенное соединение.

3) Разложение с образованием оксида и воды (см. таблицу 2). Гидроксиды щелочных металлов устойчивы к нагреванию (плавятся без разложения). Гидроксиды щелочно-земельных и тяжелых металлов обычно легко разлагаются. Исключение составляет Ba(OH)2, у которого tразл достаточно высока (примерно 1000 °C).

Zn(OH)2 ZnO + H2O.

Таблица 2 – Температуры разложения некоторых гидроксидов металлов

Гидроксид tразл, °C Гидроксид tразл, °C Гидроксид tразл, °C
LiOH925 Cd(OH)2130 Au(OH)3150
Be(OH)2130 Pb(OH)2145 Al(OH)3>300
Ca(OH)2580 Fe(OH)2150 Fe(OH)3500
Sr(OH)2535 Zn(OH)2125 Bi(OH)3100
Ba(OH)21000 Ni(OH)2230 In(OH)3150

4) Взаимодействие щелочей с некоторыми металлами (например, Al и Zn):

В растворе: 2Al + 2NaOH + 6H2O  ® 2Na[Al(OH)4] + 3H2­

2Al + 2OH– + 6H2О ® 2[Al(OH)4]– + 3H2­.

При сплавлении: 2Al + 2NaOH + 2H2O   2NaAlО2 + 3H2­.

5) Взаимодействие щелочей с неметаллами:

6NaOH + 3Cl2 5NaCl + NaClO3 + 3H2O.

6) Взаимодействие щелочей с кислотными и амфотерными оксидами:

2NaOH + СО2 ® Na2CO3 + H2O                2OH– + CO2 ® CO32– + H2O.

В растворе: 2NaOH + ZnO + H2O ® Na2[Zn(OH)4]              2OH– + ZnO + H2О ® [Zn(OH)4]2–.

При сплавлении с амфотерным оксидом: 2NaOH + ZnO Na2ZnO2 + H2O.

7) Взаимодействие оснований с кислотами:

H2SO4 + Ca(OH)2 ® CaSO4¯ + 2H2O            2H+ + SO42– + Ca2+ +2OH– ® CaSO4¯ + 2H2O

H2SO4 + Zn(OH)2 ® ZnSO4 + 2H2O            2H+ + Zn(OH)2 ® Zn2+ + 2H2O.

8) Взаимодействие щелочей с амфотерными гидроксидами (см. таблицу 1):

В растворе: 2NaOH + Zn(OH)2 ® Na2[Zn(OH)4]                 2OH–  +  Zn(OH)2 ® [Zn(OH)4]2–

При сплавлении: 2NaOH + Zn(OH)2 Na2ZnO2 + 2H2O.

9) Взаимодействие щелочей с солями. В реакцию вступают соли, которым соответствует нерастворимое в воде основание:

CuSО4 + 2NaOH ® Na2SO4 + Cu(OH)2¯               Cu2+ + 2OH–  ® Cu(OH)2¯.

Получение. Нерастворимые в воде основания получают путем взаимодействия соответствующей соли со щелочью:

2NaOH + ZnSО4 ® Na2SO4 + Zn(OH)2¯              Zn2+ + 2OH– ® Zn(OH)2¯.

Щелочи получают:

1) Взаимодействием оксида металла с водой:

Na2O + H2O ® 2NaOH                     CaO + H2O ® Ca(OH)2.

2) Взаимодействием щелочных и щелочно-земельных металлов с водой:

2Na + H2O ® 2NaOH + H2­                    Ca + 2H2O ® Ca(OH)2 + H2­.

3) Электролизом растворов солей:

2NaCl + 2H2O H2­ + 2NaOH + Cl2­.

4) Обменным взаимодействием гидроксидов щелочно-земельных металлов с некоторыми солями. В ходе реакции должна обязательно получаться нерастворимая соль.

Ba(OH)2 + Na2CO3 ® 2NaOH + BaCO3¯                    Ba2+ + CO32– ® BaCO3¯.

Л.А. Яковишин

Источник: http://sev-chem.narod.ru/spravochnik/teoriya/base.htm

Химические свойства оснований — урок. Химия, 8–9 класс

Химические свойства оснований. Основания

Химические свойства гидроксида металла во многом зависят от того, к какой группе он принадлежит — к щелочам или к нерастворимым основаниям.

Общие химические свойства щелочей

1. Кристаллы щелочей при растворении в воде полностью диссоциируют, то есть распадаются на положительно заряженные ионы металла и отрицательно заряженные гидроксид-ионы.

A) Например, при диссоциации гидроксида натрия образуются положительно заряженные ионы натрия и отрицательно заряженные гидроксид-ионы:

NaOH→Na++OH−.

Б) Процесс диссоциации гидроксида кальция отображается следующим уравнением:

Ca(OH)2→Ca2++2OH−.

2. Растворы щелочей изменяют окраску индикаторов.

Фактически с индикатором взаимодействуют гидроксид-ионы, содержащиеся в растворе любой щёлочи. При этом протекает химическая реакция с образованием нового продукта, признаком протекания которой является изменение окраски вещества.

Изменение окраски индикаторов в растворах щелочей

Индикатор

Изменение окраски индикатора

Лакмус

Фиолетовый лакмус становится синим

Фенолфталеин

Беcцветный фенолфталеин становится

малиновым

Универсальный

индикатор

Универсальный индикатор становится

синим

фрагмент:

Действие щелочей на индикаторы

3. Щёлочи взаимодействуют с кислотами, образуя соль и воду.

Реакции обмена между щелочами и кислотами называют реакциями нейтрализации.

А) Например, при взаимодействии гидроксида натрия с соляной кислотой образуются хлорид натрия и вода: NaOH+HCl→NaCl+H2O.

фрагмент:

Взаимодействие гидроксида натрия с соляной кислотой

Б) Если нейтрализовать гидроксид кальция азотной кислотой, образуются нитрат кальция и вода:

Ca(OH)2+2HNO3→Ca(NO3)2+2H2O.

4. Щёлочи взаимодействуют с кислотными оксидами, образуя соль и воду.

А) Например, при взаимодействии гидроксида кальция с оксидом углерода(\(IV\)) т. е. углекислым газом, образуются карбонат кальция и вода:

Ca(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2O.

Обрати внимание!

При помощи этой химической реакции можно доказать присутствие оксида углерода(\(IV\)): при пропускании углекислого газа через известковую воду (насыщенный раствор гидроксида кальция) раствор мутнеет, поскольку выпадает осадок белого цвета — образуется нерастворимый карбонат кальция.

Б) При взаимодействии гидроксида натрия с оксидом фосфора(\(V\)) образуются фосфат натрия и вода:

6NaOH+P2O5→2Na3PO4+3H2O.

5. Щёлочи могут взаимодействовать с растворимыми в воде солями.

Обрати внимание!

Реакция обмена между основанием и солью возможна в том случае, если оба исходных вещества растворимы, а в результате образуется хотя бы одно нерастворимое вещество (выпадает осадок).

А) Например, при взаимодействии гидроксида натрия с сульфатом меди(\(II\)) образуются сульфат натрия и гидроксид меди(\(II\)):

2NaOH+CuSO4→Na2SO4+Cu(OH)2↓.

Б) При взаимодействии гидроксида кальция с карбонатом натрия образуются карбонат кальция и гидроксид натрия:

Ca(OH)2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaOH.

6. Малорастворимые щёлочи при нагревании разлагаются на оксид металла и воду.

Например, если нагреть гидроксид кальция, образуются оксид кальция и водяной пар:

Ca(OH)2⟶t°CaO+H2O↑.

Общие химические свойства нерастворимых оснований

1. Нерастворимые основания взаимодействуют с кислотами, образуя соль и воду.

А) Например, при взаимодействии гидроксида меди(\(II\)) с серной кислотой образуются сульфат меди(\(II\)) и вода:

Cu(OH)2+H2SO4→CuSO4+2H2O.

Б) При взаимодействии гидроксида железа(\(III\)) с соляной (хлороводородной) кислотой образуются хлорид железа(\(III\)) и вода:

Fe(OH)3+3HCl→FeCl3+3H2O.

фрагмент:

Взаимодействие гидроксида железа(\(III\)) с соляной кислотой

2. Некоторые нерастворимые основания могут взаимодействовать с некоторыми кислотными оксидами, образуя соль и воду.

Например, при взаимодействии гидроксида меди(\(II\)) с оксидом серы(\(VI\)) образуются сульфат меди(\(II\)) и вода:

Cu(OH)2+SO3⟶t°CuSO4+H2O.

3. Нерастворимые основания при нагревании разлагаются на оксид металла и воду.

А) Например, при нагревании гидроксида меди(\(II\)) образуются оксид меди(\(II\)) и вода:

 Cu(OH)2⟶t°CuO+H2O.

фрагмент:

Разложение гидроксида меди(\(II\))

Б) Гидроксид железа(\(III\)) при нагревании разлагается на оксид железа(\(III\)) и воду:

2Fe(OH)3⟶t°Fe2O3+3H2O.

Источник: https://www.yaklass.ru/p/himija/89-klass/klassy-neorganicheskikh-veshchestv-14371/osnovaniia-13717/re-6ae58f88-00cd-4a96-a47e-45022b0a2b13

WikiMedForum.Ru
Добавить комментарий