На чем основана классификация оснований
Урок 37. Основания
В уроке 37 «Основания» из курса «Химия для чайников» узнаем о составе оснований, выясним на какие виды они подразделяются, а также рассмотрим с чем эти сложные веществ взаимодействуют.
Существует целый класс сложных неорганических веществ, в состав которых входят атомы металлов и группы ОН. Все вещества этого класса реагируют с кислотами с образованием солей, т. е. являются как бы «основой» солей. Поэтому класс таких веществ получил название основания.
Состав оснований
Вы уже знаете, что общая формула оснований — Me(OH)x, где Me — символ какого-либо металла, а индекс х — число групп OH, соединенных с одним его атомом. Обычно это число изменяется от 1 до 3.
Напомним, что основания NaOH, KOH, Mg(OH)2, Ca(OH)2, Fe(OH)2, Cu(OH)2 относятся к основным гидроксидам.
Классификация оснований
По растворимости в воде основания делятся на растворимые и нерастворимые. К растворимым основаниям относятся NaOH, KOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2. Они имеют общее название — щёлочи. При обычных условиях это твердые вещества белого цвета. Нерастворимыми являются основания Mg(OH)2, Al(OH)3, Zn(OH)2, Fe(OH)2, Fe(OH)3 и некоторые другие. Они также представляют собой твердые вещества, многие из которых окрашены в разные цвета (рис. 120).
На заметку: Термин «щёлочь» происходит от старорусского слова «щёлок», обозначавшего отвар чего-либо в воде. Этим словом называли, например, жидкость, которая получается при кипячении смеси воды с золой растений. Вещество, содержащееся в золе, реагирует с водой и превращается в гидроксид калия KOH. Это соединение, содержащееся в щёлоке, назвали «щёлочь». Впоследствии данный термин стали использовать для всех растворимых оснований.
Химические свойства оснований
Для оснований характерны реакции обмена с кислотами и солями, реакции соединения с кислотными оксидами и реакции термического разложения.
Изменение окраски индикаторов
Вы уже знаете, что такое индикаторы и для чего они используются. Вспомните, в какие цвета окрашиваются лакмус, метилоранж и фенолфталеин в растворах щелочей.
Взаимодействие с кислотами
Практически все основания реагируют с кислотами с образованием солей по общей схеме:
Пример реакции, протекающей в соответствии с указанной схемой:
В результате реакции между щелочью и кислотой образуется раствор соли, в котором уже нет ни щелочи, ни кислоты. Такой раствор называется нейтральным. Слово «нейтральный» происходит от греческого «нейтер», что в переводе на русский язык означает «ни тот ни другой».
Напомним, что реакция между щелочью и кислотой, в результате которой образуется нейтральный раствор, называется реакцией нейтрализации.
Взаимодействие с кислотными оксидами
Все щелочи реагируют с кислотными оксидами по общей схеме:
Например, если в реакцию вступает кислотный оксид CO2, которому соответствует кислота H2CO3 (указана в квадратных скобках), то в состав соли будет входить остаток этой кислоты — CO3, валентность которого, как вы уже знаете, равна II:
Если же в реакцию вступает кислотный оксид P2О5, которому соответствует кислота H3PO4 (указана в квадратных cкобках), то в составе образующейся соли будет остаток этой кислоты — PO4 с валентностью, равной III:
Взаимодействие с солями
Все щелочи реагируют с солями по общей схеме:
Реакции этого типа относятся к реакциям обмена, поскольку в процессе взаимодействия исходные вещества — щелочь и соль — обмениваются своими составными частями. При этом валентность атомов металлов и кислотных остатков не изменяется.
Термическое разложение
Все нерастворимые основания при нагревании разлагаются по общей схеме:
Краткие выводы урока:
Надеюсь урок 37 «Основания» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.
Основания (гидроксиды). Свойства, получение, применение
Ещё со школы нам известно, что основаниями называют соединения, где атомы металла связаны с одной или несколькими гидроксогруппами — KOH, Ca(OH)2 и т. п. Однако понятие «основания» на самом деле шире, и существует две теории оснований — протонная (теория Брёнстеда — Лоури) и электронная (теория Льюиса). Основания и кислоты Льюиса мы рассмотрим в отдельной статье, поэтому возьмём определение из теории Брёнстеда (далее в данной статье — только основания Брёнстеда): Основания (гидроксиды) — это вещества или частицы, способные принимать (отщеплять) протон от кислоты. Согласно такому определению, свойства основания зависят от свойств кислоты — например, вода или уксусная кислота ведут себя как основания в присутствии более сильных кислот:
Номенклатура оснований
Названия оснований образуются весьма просто — сначала идёт слово «гидроксид», а затем название металла, который входит в данное основание. Если металл имеет переменную валентность, это отражают в названии.
KOH — гидроксид калия
Ca(OH)2 — гидроксид кальция
Fe(OH)2 — гидроксид железа (II)
Fe(OH)3 — гидроксид железа (III)
Классификация оснований
Основания можно классифицировать по следующим признакам:
Изменение цвета индикаторов:
метиловый оранжевый – желтый
Фенолфталеин придаёт раствору щёлочи малиновую окраску
Урок №44. Гидроксиды. Основания: классификация, номенклатура, получение
Гидроксиды
ОСНОВАНИЯ
NaOH – гидроксид натрия,
KOH – гидроксид калия,
Ca(OH) 2 – гидроксид кальция,
Fe(OH) 3 – гидроксид железа (III),
Ba(OH) 2 – гидроксид бария.
Классификация оснований
Щёлочи – это основания растворимые в воде.
К нерастворимым относят так называемые амфотерные гидроксиды, которые при взаимодействии с кислотами выступают как основания, а со щёлочью как кислоты.
Классификация оснований по числу групп ОН:
Физические свойства
Большинство оснований – твёрдые вещества с различной растворимостью в воде.
СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ОСНОВАНИЙ
1. Металл + H 2 O = ЩЁЛОЧЬ + Н 2 ↑
2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2
2. ОКСИД МЕТАЛЛА + H 2 O = ЩЁЛОЧЬ
Na 2 O + H 2 O = 2 NaOH
Здесь, Металл – это щелочной металл (Li, Na, K, Rb, Cs) или щелочноземельный (Ca, Ba, Ra, Sr)
СОЛЬ(р-р) + ЩЁЛОЧЬ = ОСНОВАНИЕ↓ + СОЛЬ
Ме х А у + Ме * (OH) n = Me(OH) у ↓+Ме * х А n
CuSO 4 + 2 NaOH = Cu(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4
ВЫПОЛНИТЕ ЗАДАНИЯ:
№1. Классифицируйте формулы:
№2. Выпишите химические формулы оснований в два отдельных столбика: щёлочи и нерастворимые основания и назовите их : MnO, P 2 O 5 , Ca(OH) 2 , CO, Al(OH) 3 , BeO, Mg(OH) 2 , K 2 O, ZnO, KOH, CrO 3
№3. Приведите по два уравнения реакций получения следующих оснований:
Основания — классификация, получение и свойства
Основаниями называют гидроксиды, которые диссоциируют (распадаются) на гидроксильную группу и положительно заряженный катион.
Общая формула оснований — Э(OН)m, где m – степень окисления металла.
Классификация оснований
Получение оснований
Взаимодействие активных металлов с водой (только щелочи)
Взаимодействие основных оксидов с водой (только щелочи)
Взаимодействие солей со щелочами (малорастворимые основания)
Электролиз водных растворов солей (промышленный способ)
Химические свойства оснований
1) Растворы оснований мыльные на ощупь, изменяют окраску индикаторов: лакмуса – в синий цвет, бесцветного фенолфталеина – в малиновый.
В водном растворе растворимые основания диссоциируют, образуя катион металла и гидроксогруппу:
Многоосновные основания диссоциируют ступенчато:
2) Взаимодействие с кислотами (реакция нейтрализации)
NaOH + HCl = NaCl + H2O,
При реакции нейтрализации взаимодействие сводится к взаимодействию ионов водорода и гидроксогруппы с образованием малодиссоциирующего вещества – воды.
Многоосновные основания образуют основные и средние соли:
4) Взаимодействие с солями
2Fe 3+ + 6OH — = 2Fe(OH)3.
5) Термическое разложение
Щелочи термическому разложению не подвергаются, например, гидроксид натрия кипит при 1400°С без разложения, из всех растворимых оснований разлагается только гидроксид лития:
6)Взаимодействие с неметаллами
2NaOH + Cl2 = NaCl + NaOCl + H2O (на холоде).
На чем основана классификация оснований
Основаниями или гидроксидами называют соединения металлов с гидроксогруппами ОН (одна или несколько групп ОН на каждый атом металла М, т.е. МОН или М(ОН)n). Гидроксогруппа ОН – это ион, ее заряд равен 1–, валентность I.
Названия оснований
В названии основания два слова: КОН – гидроксид калия. Если металл имеет переменную валентность, то ее указывают римской цифрой в скобках: Сг(ОН)3 – гидроксид хрома(III).
Щелочи – это растворимые в воде основания (LiOH, NaOH, КОН, Ва(ОН)2, Са(ОН)2 ). Щелочи – очень едкие вещества, вызывают ожоги. При работе с ними надо особенно тщательно соблюдать правила техники безопасности, надевать очки и перчатки.
Для распознавания растворов щелочей используют индикаторы.
Индикаторы – это органические красители, изменяющие окраску в зависимости от состава раствора. Так, бесцветный раствор фенолфталеина в растворе щелочи становится малиновым. Фиолетовый раствор лакмуса в растворах щелочей становится синим, а оранжевый раствор метилоранжа приобретает интенсивно желтый цвет.
Нерастворимые основания – это практически нерастворимые в воде вещества, например гидроксид железа(III), гидроксид меди(II), гидроксид магния.
Основные оксиды – это оксиды, которым соответствуют основания. Если элемент образует несколько оксидов, то оксид, соответствующий низшей степени окисления, является основным оксидом. Например, СrО и МnО – основные оксиды.
Формулы основных оксидов можно вывести, вычитая необходимое число молекул воды из формулы основания. Например, для формул основных оксидов Na2O, СаО, Fe2O3:
а) 2NaOH – Н2O = Na2O;
б) Са(ОН)2 – Н2O = СаО;
в) 2Fe(OH)3 – 3Н2O = Fe2O3.
Получение оснований
Растворимые основания получают:
а) реакцией оксидов щелочных и щелочноземельных металлов с водой: ВаО + Н2O = Ва(ОН)2;
б) взаимодействием активных металлов (электроотрицательность которых 1,2 и меньше) с водой: 2 Li + 2Н2O = 2LiOH + Н2 ↑;
в) электролизом водного раствора соли, например хлорида натрия; при пропускании постоянного электрического тока через раствор на катоде выделяется водород, на аноде – хлор, а в растворе остается гидроксид натрия:
2NaCl + 2Н2O →электролиз→ Н2 ↑ + 2NaOH + Cl2 ↑.
Нерастворимые основания получают по реакции обмена растворимых солей со щелочами:
CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2 ↓ + 2NaCl.
Химические свойства оснований
Нерастворимые основания – довольно неустойчивые соединения. Нагревание (300–400 °С) приводит к потере ими воды. Например, голубой гидроксид меди(II) при нагревании отщепляет воду и превращается в черный оксид меди(II):
Сu(ОН)2 → t → СuО + Н2O.