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:

H₂SO₄ + H₂O ⇄ HSO₄^— + H₃O⁺(катион гидроксония)

H₂SO₄ ⁺ CH₃COOH ⇄ HSO

4^— + CH₃COOH₂⁺

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)

Существует также основание NH₄OH (гидроксид аммония), где гидроксогруппа связана не с металлом, а катионом аммония NH₄⁺.

Классификация оснований

Основания можно классифицировать по следующим признакам:

1. По растворимости основания делят на растворимые — щёлочи (NaOH, KOH) и нерастворимые основания (Ca(OH)₂, Al(OH)₃).
2. По кислотности (количеству гидроксогрупп) основания делят на
   однокислотные (KOH, LiOH) и многокислотные (Mg(OH₂), Al(OH)₃).
3. По химическим свойствам их делят на оснóвные (Ca(OH)₂, NaOH) и амфотерные, то есть проявляющие как основные свойства, так и кислотные (Al(OH)₃, Zn(OH)₂).
4. По силе (по степени диссоциации) различают:
   а) сильные (α = 100 %) – все растворимые основания NaOH, LiOH, Ba(OH)₂, малорастворимый Ca(OH)₂.
   б) слабые (α < 100 %) – все нерастворимые основания Cu(OH)₂, Fe(OH)₃ и растворимое NH₄OH.

Сила оснований

Для оснований можно количественно выразить их силу, то есть способность отщеплять протон от кислоты. Для этого используют константу основности K_b — константу равновесия для реакции между основанием и кислотой, причём в качестве кислоты выступает вода. Чем выше значение константы основности, тем выше сила основания и тем сильнее его способность отщеплять протон. Также вместо самой константы часто используют показатель константы основности pK

b. Например, для аммиака NH₃ имеем:

Получение

1. Взаимодействие активного металла с водой:

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂

Mg + 2H₂O  Mg(OH)₂ + H₂

2. Взаимодействие основных оксидов с водой (только для щелочных и щелочноземельных металлов):

Na₂O + H₂O → 2NaOH,

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

.

3. Промышленным способом получения щелочей является электролиз растворов солей:

2NaCI + 4H₂O 2NaOH + 2H₂ + CI₂

4. Взаимодействие растворимых солей со щелочами, причем для нерастворимых оснований это единственный способ получения:

Na₂SO₄ + Ba(OH)₂ → 2NaOH + BaSO₄

MgSO₄ + 2NaOH → Mg(OH)₂ + Na₂SO_4.

Физические свойства

Все основания являются твердыми веществами, имеющими различную окраску. В воде нерастворимы, кроме щелочей.

Внимание! Щёлочи являются очень едкими веществами. При попадании на кожу растворы щелочей вызывают сильные долгозаживающие ожоги, при попадании в глаза могут вызвать слепоту. При работе с ними следует соблюдать технику безопасности и пользоваться индивидуальными средствами защиты.

Внешний вид оснований. Слева направо: гидроксид натрия, гидроксид кальция, метагидроксид железа

Химические свойства

Химические свойства оснований с точки зрения теории электролитической диссоциации обусловлены наличием в их растворах избытка свободных гидроксид – ионов ОН^—.

1. Изменение цвета индикаторов:

фенолфталеин – малиновый

лакмус – синий

метиловый оранжевый – желтый

Фенолфталеин придаёт раствору щёлочи малиновую окраску

2. Взаимодействие с кислотами с образованием соли и воды (реакция нейтрализации):

2KOH + H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2H₂O,

^{растворимое}

Mg(OH)₂ + 2HCI → MgCI₂ + 2H₂O.

^{нерастворимое}

 

3. Взаимодействие с кислотными оксидами:

2KOH + SO₃ → K₂SO₄ + H₂O

4. Взаимодействие с амфотерными оксидами и гидроксидами:

а) при плавлении:

2NaOH + AI₂O₃ → 2NaAIO₂ + H₂O,

NaOH + AI(OH)₃ → NaAIO₂ + 2H₂O.

б) в растворе:

2NaOH + AI₂O₃ +3H₂O → 2Na[AI(OH)₄],

NaOH + AI(OH)

3 → Na[AI(OH)₄].

5. Взаимодействие с некоторыми простыми веществами (амфотерными металлами, кремнием и другими):

2NaOH + Zn + 2H₂O → Na₂[Zn(OH)₄] + H₂

2NaOH + Si + H₂O → Na ₂SiO₃ + 2H₂

6. Взаимодействие с растворимыми солями с образованием осадков:

2NaOH + CuSO₄ → Cu(OH)₂ + Na₂SO₄,

Ba(OH)₂ + K₂SO₄ → BaSO₄ + 2KOH.

7. Малорастворимые и нерастворимые основания разлагаются при нагревании:

Ca(OH)₂ → CaO + H₂O,

Cu(OH)₂  → CuO  + H₂O.

in-chemistry.ru

Основания. Химические свойства и получение

Перед изучением этого раздела рекомендую прочитать следующую статью:

Классификация неорганических веществ

Основания – сложные вещества, которые состоят из катиона металла Ме⁺ (или металлоподобного катиона, например, иона аммония NH₄⁺) и гидроксид-аниона ОН^—.

По растворимости в воде основания делят на растворимые (щелочи) и нерастворимые основания. Также есть неустойчивые основания, которые самопроизвольно разлагаются.

1. Взаимодействие основных оксидов с водой. При этом с водой реагируют в обычных условиях только те оксиды, которым соответствует растворимое основание (щелочь). Т.е. таким способом можно получить только щёлочи:

основный оксид + вода = основание

Например, оксид натрия в воде образует гидроксид натрия (едкий натр):

Na₂O + H₂O → 2NaOH

При этом оксид меди (II)  с водой не реагирует:

CuO + H₂O ≠

2. Взаимодействие металлов с водой. При этом с водой реагируют в обычных условиях только щелочные металлы (литий, натрий, калий. рубидий, цезий), кальций, стронций и барий. При этом протекает окислительно-восстановительная реакция, окислителем выступает водород, восстановителем является металл.

металл + вода = щёлочь + водород

Например, калий реагирует с водой

очень бурно:

2K⁰ + 2H₂⁺O →  2K⁺OH + H₂⁰

 

3. Электролиз растворов некоторых солей щелочных металлов. Как правило, для получения щелочей электролизу подвергают растворы солей, образованных щелочными или щелочноземельными металлами и бескилородными кислотами (кроме плавиковой) – хлоридами, бромидами, сульфидами и др. Более подробно этот вопрос рассмотрен в статье Электролиз.

Например, электролиз хлорида натрия:

2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑

4. Основания образуются при взаимодействии других щелочей с солями. При этом взаимодействуют только растворимые вещества, а в продуктах должна образоваться нерастворимая соль, либо нерастворимое основание:

щелочь + соль

1 = соль₂↓ + щелочь

либо

щелочь + соль₁ = соль₂↓ + щелочь

Например: карбонат калия реагирует в растворе с гидроксидом кальция:

K₂CO₃ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + 2KOH

Например: хлорид меди (II) взаимодействет в растворе с гидроксидом натрия. При этом выпадает голубой осадок гидроксида меди (II):

CuCl₂ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + 2NaCl

 

1. Нерастворимые основания взаимодействуют с сильными кислотами и их оксидами  (и некоторыми средними кислотами). При этом образуются соль и вода.

нерастворимое основание + кислота = соль + вода

нерастворимое основание + кислотный оксид = соль + вода

Например, гидроксид меди (II) взаимодействует с сильной соляной кислотой:

 Cu(OH)₂ + 2HCl = CuCl₂ + 2H₂O

При этом гидроксид меди (II) не взаимодействует с кислотным оксидом слабой угольной кислоты – углекислым газом:

Cu(OH)₂ + CO₂ ≠

2. Нерастворимые основания разлагаются при нагревании на оксид и воду.

Например, гидроксид железа (III) разлагается на оксид железа (III)  и воду при прокаливании:

2Fe(OH)₃ = Fe₂O₃ + 3H₂O

3. Нерастворимые основания не взаимодействуют с амфотерными оксидами и гидроксидами.

нерастворимое оснвоание + амфотерный оксид  ≠

нерастворимое основание + амфотерный гидроксид  ≠

4. Некоторые нерастворимые основания могут выступать в качестве восстановителей. Восстановителями являются основания, образованные металлами с минимальной или промежуточной степенью окисления, которые могут повысить свою степень окисления (гидроксид железа (II), гидроксид хрома (II) и др.).

Например, гидроксид железа (II) можно окислить кислородом воздуха в присутствии воды до гидроксида железа (III):

4Fe⁺²(OH)₂ + O₂⁰ + 2H₂O → 4Fe⁺³(O^-2H)₃

1. Щёлочи взаимодействуют с любыми кислотами – и сильными, и слабыми. При этом образуются средняя соль и вода. Эти реакции называются реакциями нейтрализации. Возможно и образование кислой соли, если кислота многоосновная, при определенном соотношении реагентов, либо в избытке кислоты. В избытке щёлочи образуется средняя соль и вода:

щёлочь_{(избыток)}+ кислота = средняя соль + вода

щёлочь + многоосновная кислота_{(избыток)} = кислая соль + вода

Например, гидроксид натрия при взаимодействии с трёхосновной фосфорной кислотой может образовывать 3 типа солей: дигидрофосфаты, фосфаты или гидрофосфаты.

При этом дигидрофосфаты образуются в избытке кислоты, либо при  мольном соотношении (соотношении количеств веществ) реагентов 1:1.

NaOH + H₃PO₄  → NaH₂PO₄ + H₂O

При мольном соотношении количества щелочи и кислоты 2:1 образуются гидрофосфаты:

2NaOH + H₃PO₄ → Na₂HPO₄ + 2H₂O

В избытке щелочи, либо при мольном соотношении количества щелочи и кислоты 3:1 образуется фосфат щелочного металла.

3NaOH + H₃PO₄ → Na₃PO₄ + 3H₂O

2. Щёлочи взаимодействуют с амфотерными оксидами и гидроксидами. При этом в расплаве образуются обычные соли, а в растворе – комплексные соли.

щёлочь (расплав) + амфотерный оксид = средняя соль + вода

щёлочь (расплав) + амфотерный гидроксид = средняя соль + вода

щёлочь (раствор) + амфотерный оксид = комплексная соль

щёлочь (раствор) + амфотерный гидроксид = комплексная соль

Например, при взаимодействии гидроксида алюминия с гидроксидом натрия в расплаве образуется алюминат натрия. Более кислотный гидроксид образует кислотный остаток:

NaOH + Al(OH)₃ = NaAlO₂ + 2H₂O

А в растворе образуется комплексная соль:

NaOH + Al(OH)₃ = Na[Al(OH)₄]

Обратите внимание, как составляется формула комплексной соли: сначала мы выбираем центральный атом (как правило, это металл из амфотерного гидроксида). Затем дописываем к нему лиганды — в нашем случае это гидроксид-ионы. Число лигандов, как правило, в 2 раза больше, чем степень окисления центрального атома. Но комплекс алюминия — исключение, у него число лигандов чаще всего равно 4. Заключаем полученный фрагмент в квадртаные скобки — это комплексный ион. Определяем его заряд и снаружи дописываем нужное количество катионов или анионов.

3. Щёлочи взаимодействуют с кислотными оксидами. При этом возможно образование кислой или средней соли, в зависимости от мольного соотношения щёлочи и кислотного оксида. В избытке щёлочи образуется средняя соль, а в избытке кислотного оксида образуется кислая соль:

щёлочь_{(избыток)} + кислотный оксид = средняя соль + вода

либо:

щёлочь + кислотный оксид_{(избыток)} = кислая соль

Например, при взаимодействии избытка гидроксида натрия с углекислым газом образуется карбонат натрия и вода:

2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O

А при взаимодействии избытка углекислого газа с гидроксидом натрия образуется только гидрокарбонат натрия:

2NaOH + CO₂ = NaHCO₃ 

4. Щёлочи взаимодействуют с солями. Щёлочи реагируют только с растворимыми солями в растворе, при условии, что в продуктах образуется газ или  осадок. Такие реакции протекают по механизму ионного обмена.

щёлочь + растворимая соль = соль + соответствующий гидроксид

Щёлочи взаимодействуют с растворами солей металлов, которым соответствуют нерастворимые или неустойчивые гидроксиды.

Например, гидроксид натрия взаимодействует с сульфатом меди в растворе:

Cu²⁺SO₄^2- + 2Na⁺OH^— = Cu²⁺(OH)₂^—↓ + Na₂⁺SO₄^2-

Также щёлочи взаимодействуют с растворами солей аммония.

Например, гидроксид калия взаимодействует с раствором нитрата аммония:

NH₄⁺NO₃^— + K⁺OH^— = K⁺NO₃^— + NH₃↑ + H₂O

! При взаимодействии солей амфотерных металлов с избытком щёлочи образуется комплексная соль !

Давайте рассмотрим этот вопрос подробнее. Если соль, образованная металлом, которому соответствует амфотерный гидроксид, взаимодействует с небольшим количеством щёлочи, то протекает обычная обменная реакция, и в осадок выпадает гидроксид этого металла.

Например, избыток сульфата цинка реагирует в растворе с гидроксидом калия:

ZnSO₄ + 2KOH = Zn(OH)₂↓ + K₂SO₄

Однако, в данной реакции образуется не основание, а амфотерный гидроксид. А, как мы уже указывали выше, амфотерные гидроксиды растворяются в избытке щелочей с образованием комплексных солей. Таким образом, при взаимодействии сульфата цинка с избытком раствора щёлочи образуется комплексная соль, осадок не выпадает:

ZnSO₄ + 4KOH = K₂[Zn(OH)₄] + K₂SO₄

Таким образом, получаем 2 схемы взаимодействия солей металлов, которым соответствуют амфотерные гидроксиды, с щелочами:

соль амф.металла_{(избыток)} + щёлочь = амфотерный гидроксид↓ + соль

соль амф.металла + щёлочь_{(избыток)} = комплексная соль + соль

5. Щёлочи взаимодействуют с кислыми солями. При этом образуются средние соли, либо менее кислые соли.

кислая соль + щёлочь = средняя соль + вода

Например, гидросульфит калия реагирует с гидроксидом калия с образованием сульфита калия и воды:

KHSO₃ + KOH = K₂SO₃ + H₂O

Свойства кислых солей очень удобно определять, разбивая мысленно кислую соль на 2 вещества — кислоту и соль. Например, гидрокарбонта натрия NaHCO₃ мы разбиваем на уольную кислоту H₂CO₃ и карбонат натрия Na₂CO₃. Свойства гидрокарбоната в значительной степени определяются свойствами угольной кислоты и свойствами карбоната натрия.

6. Щёлочи взаимодействуют с металлами в растворе и расплаве. При этом протекает окислительно-восстановительная реакция, в растворе образуется комплексная соль и водород, в расплаве — средняя соль и водород.

! Обратите внимание! С щелочами в растворе реагируют только те металлы, у которых оксид с минимальной положительной степенью окисления металла амфотерный!

Например, железо не реагирует с раствором щёлочи, оксид железа (II) — основный. А алюминий растворяется в водном растворе щелочи, оксид алюминия — амфотерный:

2Al + 2NaOH + 6H₂⁺O = 2Na[Al⁺³(OH)₄] + 3H₂⁰

7. Щёлочи взаимодействуют с неметалами. При этом протекают окислительно-восстановительные реакции. Как правило, неметаллы диспропорционируют в щелочах. Не реагируют с щелочами кислород, водород, азот, углерод и инертные газы (гелий, неон, аргон и др.):

NaOH +О₂ ≠

NaOH +N₂ ≠

NaOH +C ≠

Сера, хлор, бром, йод, фосфор и другие неметаллы диспропорционируют в щелочах (т.е. самоокисляются-самовосстанавливаются).

Например, хлор при взаимодействии с холодной щелочью переходит в степени окисления -1 и +1:

2NaOH +Cl₂⁰ = NaCl^— + NaOCl⁺ + H₂O

Хлор при взаимодействии с горячей щелочью переходит в степени окисления -1 и +5:

6NaOH +Cl₂⁰ = 5NaCl^— + NaCl⁺⁵O₃ + 3H₂O

Кремний окисляется щелочами до степени окисления +4.

Например, в растворе:

2NaOH +Si⁰ + H₂⁺O= NaCl^— + Na₂Si⁺⁴O₃ + 2H₂⁰

Фтор окисляет щёлочи:

2F₂⁰ + 4NaO^-2H = O₂⁰ + 4NaF^— + 2H₂O

Более подробно про эти реакции можно прочитать в статье Окислительно-восстановительные реакции.

8. Щёлочи не разлагаются при нагревании.

Исключение — гидроксид лития:

2LiOH = Li₂O + H₂O

 

Поделиться ссылкой:

chemege.ru

Основания: классификация и химические свойства

Основания (гидроксиды) – сложные вещества, молекулы которых в своём составе имеют одну или несколько гидрокси-групп OH. Чаще всего основания состоят из атома металла и группы OH. Например, NaOH – гидроксид натрия, Ca(OH)₂ – гидроксид кальция и др.

Существует основание – гидроксид аммония, в котором гидрокси-группа присоединена не к металлу, а к иону NH₄⁺ (катиону аммония). Гидроксид аммония образуется при растворении аммиака в воде  (реакции присоединения воды к аммиаку):

NH₃ + H₂O = NH₄OH (гидроксид аммония).

Валентность гирокси-группы – 1. Число гидроксильных групп в молекуле основания зависит от валентности металла и равно ей. Например, NaOH, LiOH, Al (OH)₃, Ca(OH)₂,  Fe(OH)₃ и т.д.

Все основания – твёрдые вещества, которые имеют различную окраску. Некоторые основания хорошо растворимы в воде (NaOH, KOH и др.). Однако большинство из них в воде не растворяются.

Растворимые в воде основания называются щелочами. Растворы щелочей «мыльные», скользкие на ощупь и довольно едкие. К щелочам относят гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов (KOH, LiOH, RbOH, NaOH, CsOH, Ca(OH)₂, Sr(OH)₂, Ba(OH)₂ и др.). Остальные являются нерастворимыми.

Нерастворимые основания – это амфотерные гидроксиды, которые при взаимодействии с кислотами выступают как основания, а со щёлочью ведут себя, как кислоты.

Разные основания отличаются разной способностью отщеплять гидрокси-группы, поэтому признаку они делятся на сильные и слабые основания.

Сильные основания	Слабые основания
NaOH гидроксид натрия (едкий  натр)  KOH гидроксид калия (едкое кали)  LiOH гидроксид лития  Ba(OH)2 гидроксид бария  Ca(OH)2 гидроксид кальция (гашеная известь)	Mg(OH)2 гидроксид магния  Fe(OH)2 гидроксид железа (II)  Zn(OH)2 гидроксид цинка  NH4OH гидроксид аммония  Fe(OH)3 гидроксид железа (III)  и т.д. (большинство гидроксидов  металлов)

Сильные основания в водных растворах легко отдают свои гидрокси-группы, а слабые – нет.

Химические свойства оснований

Химические свойства оснований характеризуются отношением их к кислотам, ангидридам кислот и солям.

1.  Действуют на индикаторы. Индикаторы  меняют свою окраску в зависимости от взаимодействия с разными химическими веществами. В нейтральных растворах – они имеют одну окраску, в растворах кислот – другую. При взаимодействии с основаниями они меняют свою окраску: индикатор метиловый оранжевый окрашивается в жёлтый цвет, индикатор лакмус – в синий цвет, а фенолфталеин становится цвета фуксии.

2. Взаимодействуют с кислотными оксидами с образованием соли и воды:

2NaOH + SiO₂ → Na₂SiO₃ + H₂O.

3. Вступают в реакцию с кислотами, образуя соль и воду. Реакция взаимодействия основания с кислотой называется реакцией нейтрализации, так как после её окончания среда становится нейтральной:

2KOH + H₂SO₄  → K₂SO₄ + 2H₂O.

4. Реагируют с солями, образуя новые соль и основание:

2NaOH + CuSO₄ → Cu(OH)₂ + Na₂SO_4.

5. Способны при нагревании разлагаться на воду и основной оксид:

Cu(OH)₂ = CuO + H₂O.

Остались вопросы? Хотите знать больше об основаниях?
Чтобы получить помощь репетитора – зарегистрируйтесь.
Первый урок – бесплатно!

Зарегистрироваться

© blog.tutoronline.ru, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

blog.tutoronline.ru

Основные гидроксиды — Википедия. Что такое Основные гидроксиды

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Осно́вные гидрокси́ды — это сложные вещества, которые состоят из атомов металла или иона аммония и гидроксогруппы (—OH) и в водном растворе диссоциируют с образованием анионов ОН⁻ и катионов. Название основания обычно состоит из двух слов: слова «гидроксид» и названия металла в родительном падеже (или слова «аммония»). Хорошо растворимые в воде основания называются щелочами.

Получение

Классификация

Основания классифицируются по ряду признаков.

• По растворимости в воде.
  • Растворимые основания (щёлочи): гидроксид лития LiOH, гидроксид натрия NaOH, гидроксид калия KOH, гидроксид бария Ba(OH)₂, гидроксид стронция Sr(OH)₂, гидроксид цезия CsOH, гидроксид рубидия RbOH, гидроксид таллия TlOH.
  • Практически нерастворимые основания: Mg(OH)₂, Ca(OH)₂, Zn(OH)₂, Cu(OH)₂, Al(OH)₃, Fe(OH)₃, Be(OH)₂.
  • Другие основания: NH₃·H₂O

Деление на растворимые и нерастворимые основания практически полностью совпадает с делением на сильные и слабые основания, или гидроксиды металлов и переходных элементов. Исключение составляет гидроксид лития LiOH, хорошо растворимый в воде, но являющийся слабым основанием.

• По количеству гидроксильных групп в молекуле.
• По летучести.
  • Летучие: NH₃, CH₃-NH₂
  • Нелетучие: щёлочи, нерастворимые основания.
• По стабильности.
• По степени электролитической диссоциации.
  • Сильные (α > 30 %): щёлочи.
  • Слабые (α < 3 %): нерастворимые основания.
• По наличию кислорода.
• По типу соединения:
  • Неорганические основания: содержат одну или несколько групп -OH.
  • Органические основания: органические соединения, являющиеся акцепторами протонов: амины, амидины и другие соединения.

Номенклатура

По номенклатуре IUPAC неорганические соединения, содержащие группы -OH, называются гидроксидами. Примеры систематических названий гидроксидов:

• NaOH — гидроксид натрия
• TlOH — гидроксид таллия(I)
• Fe(OH)₂ — гидроксид железа(II)

Если в соединении есть оксидные и гидроксидные анионы одновременно, то в названиях используются числовые приставки:

• TiO(OH)₂ — дигидроксид-оксид титана
• MoO(OH)₃ — тригидроксид-оксид молибдена

Для соединений, содержащих группу O(OH), используют традиционные названия с приставкой мета-:

• AlO(OH) — метагидроксид алюминия
• CrO(OH) — метагидроксид хрома

Для оксидов, гидратированных неопределённым числом молекул воды, например Tl₂O₃•n H₂O, недопустимо писать формулы типа Tl(OH)₃. Называть такие соединениями гидроксидами также не рекомендуется. Примеры названий:

• Tl₂O₃•n H₂O — полигидрат оксида таллия(III)
• MnO₂•n H₂O — полигидрат оксида марганца(IV)

Особо следует именовать соединение NH₃•H₂O, которое раньше записывали как NH₄OH и которое в водных растворах проявляет свойства основания. Это и подобные соединения следует именовать как гидрат:

Химические свойства

• В водных растворах основания диссоциируют, что изменяет ионное равновесие:

NaOH ⇄ Na++OH−{\displaystyle {\mathsf {NaOH\ \rightleftarrows \ Na^{+}+OH^{-}}}}

это изменение проявляется в цветах некоторых кислотно-основных индикаторов:

• При взаимодействии с кислотой происходит реакция нейтрализации и образуется соль и вода:

NaOH+HCl → NaCl+h3O{\displaystyle {\mathsf {NaOH+HCl\ {\xrightarrow {}}\ NaCl+H_{2}O}}}

Примечание: реакция не идёт, если и кислота и основание слабые.

• При избытке кислоты или основания реакция нейтрализации идёт не до конца и образуются кислые или осно́вные соли, соответственно:

NaOH+h4PO4 → Nah3PO4+h3O{\displaystyle {\mathsf {NaOH+H_{3}PO_{4}\ {\xrightarrow {}}\ NaH_{2}PO_{4}+H_{2}O}}}

2Cu(OH)2+h3CO3 → (CuOH)2CO3+2h3O{\displaystyle {\mathsf {2Cu(OH)_{2}+H_{2}CO_{3}\ {\xrightarrow {}}\ (CuOH)_{2}CO_{3}+2H_{2}O}}}

• Амфотерные основания могут реагировать с щелочами с образованием гидроксокомплексов:

Zn(OH)2+2KOH → K2[Zn(OH)4]{\displaystyle {\mathsf {Zn(OH)_{2}+2KOH\ {\xrightarrow {}}\ K_{2}[Zn(OH)_{4}]}}}

• Основания реагируют с кислотными или амфотерными оксидами с образованием солей:

2NaOH+SiO2 → Na2SiO3+h3O{\displaystyle {\mathsf {2NaOH+SiO_{2}\ {\xrightarrow {}}\ Na_{2}SiO_{3}+H_{2}O}}}

2NaOH+Al2O3 → 2NaAlO2+h3O{\displaystyle {\mathsf {2NaOH+Al_{2}O_{3}\ {\xrightarrow {}}\ 2NaAlO_{2}+H_{2}O}}}

• Основания вступают в обменные реакции (реагируют с растворами солей):

Ba(OH)2+Na2SO4 → 2NaOH+BaSO4↓{\displaystyle {\mathsf {Ba(OH)_{2}+Na_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow {}}\ 2NaOH+BaSO_{4}\downarrow }}}

• Слабые и нерастворимые основания при нагреве разлагаются на оксид и воду:

Cu(OH)2 →T CuO+h3O{\displaystyle {\mathsf {Cu(OH)_{2}\ {\xrightarrow {T}}\ CuO+H_{2}O}}}

Некоторые основания (Cu(I), Ag, Au(I)) разлагаются уже при комнатной температуре.

См. также

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — 623 с.
• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — 639 с. — ISBN 5-82270-039-8.
• Лидин Р.А. и др. Номенклатура неорганических веществ. — М.: КолосС, 2006. — 95 с. — ISBN 5-9532-0446-9.

wiki.sc

Основные гидроксиды Википедия

Осно́вные гидрокси́ды — это сложные вещества, которые состоят из атомов металла или иона аммония и гидроксогруппы (—OH) и в водном растворе диссоциируют с образованием анионов ОН⁻ и катионов. Название основания обычно состоит из двух слов: слова «гидроксид» и названия металла в родительном падеже (или слова «аммония»). Хорошо растворимые в воде основания называются щелочами.

Содержание

• 1 Получение
• 2 Классификация
• 3 Номенклатура
• 4 Химические свойства
• 5 См. также
• 6 Литература

Получение[ | ]

Гранулы гидроксида натрия Гидроксид кальция Гидроксид алюминия Метагидроксид железа

• Взаимодействие сильноосновного оксида с водой позволяет получить сильное основание или щёлочь.

  CaO+h3O → Ca(OH)2{\displaystyle {\mathsf {CaO+H_{2}O\ {\xrightarrow {}}\ Ca(OH)_{2}}}}

  Слабоосновные и амфотерные оксиды с водой не реагируют, поэтому соответствующие им гидроксиды таким способом получить нельзя.

• Гидроксиды малоактивных металлов получают при добавлении щелочи к растворам соответствующих солей. Так как растворимость слабоосновных гидроксидов в воде очень мала, гидроксид выпадает из раствора в виде студнеобразной массы.

  CuSO4+2NaOH → Cu(OH)2↓+Na2SO4{\displaystyle {\mathsf {CuSO_{4}+2NaOH\ {\xrightarrow {}}\ Cu(OH)_{2}\downarrow +Na_{2}SO_{4}}}}

• Также основание можно получить при взаимодействии щелочного или щелочноземельного металла с водой.

  Ca+

ru-wiki.ru

Гидроксиды — это… Что такое Гидроксиды?

ГИДРОКСИДЫ — ГИДРОКСИДЫ, неорганические соединения металлов общей формулы М(OH)n, где М металл, n его степень окисления. Гидроксиды основания или амфотерные (обладают кислотными и основными свойствами) соединения, гидроксиды щелочных и щелочно земельных… …   Современная энциклопедия

ГИДРОКСИДЫ — химические соединения оксидов с водой. Гидроксиды многих металлов основания, а неметаллов кислоты. Гидроксиды, проявляющие как основные, так и кислотные свойства, называются амфотерными. Обычно термин гидроксид относится только к основаниям. См.… …   Большой Энциклопедический словарь

ГИДРОКСИДЫ — ГИДРОКСИДЫ, неорганические химические соединения, содержащие ион ОН , проявляющие свойства ОСНОВАНИЙ (веществ, присоединяющих протоны и реагирующих с кислотой, образующих при этом соль и воду). Сильные неорганические основания, такие как… …   Научно-технический энциклопедический словарь

ГИДРОКСИДЫ — хим. соединения (см.) с водой. Г. многих металлов (см.), а неметаллов (см.). В формуле основания на первом месте ставится хим. символ металла, на втором кислорода и на последнем водорода (гидроксид калия КОН, гидроксид натрия NaOH и др.). Группа… …   Большая политехническая энциклопедия

гидроксиды — химические соединения оксидов с водой. Гидроксиды многих металлов  основания, а неметаллов  кислоты. Гидроксиды, проявляющие как основные, так и кислотные свойства, называются амфотерными. Обычно термин «гидроксиды» относится только к основаниям …   Энциклопедический словарь

ГИДРОКСИДЫ — неорг. соед. металлов общей ф лы М(ОН)n, где и степень окисления металла М. Являются основаниями или амфотерными соединениями. Г. щелочных, щел. зем. металлов и Тl(I) наз. щелочами, Кристаллич. решетки Г. щелочных и щел. зем. металлов содержат… …   Химическая энциклопедия

ГИДРОКСИДЫ — неорганич. соединения, содержащие одну или неск. групп ОН. Могут быть основаниями или амфотерными соединениями (см. Амфотерность). Г. встречаются в природе в виде минералов, например гидраргиллит А1(ОН)3, брусит Mg(OH)2 …   Большой энциклопедический политехнический словарь

ГИДРОКСИДЫ — хим. соед. оксидов с водой. Г. мн. металлов основания, а неметаллов кислоты. Г., проявляющие как основные, так и кислотные свойства, наз. амфотерными. Обычно термин Г. относится только к основаниям. См. также Щёлочи …   Естествознание. Энциклопедический словарь

гидроксиды — гидрокс иды, ов, ед. ч. с ид, а …   Русский орфографический словарь

гидроксиды — мн., Р. гидрокси/дов; ед. гидрокси/д (2 м) …   Орфографический словарь русского языка

dic.academic.ru

Тема №11 «Свойства оснований, амфотерных гидроксидов и кислот»

Оглавление

1. Основания, амфотерные гидроксиды
2. Свойства щелочей гидроксидов щелочных и щелочноземельных металлов
3. Амфотерные гидроксиды
4. Химические свойства амфотерных соединений
5. Получение гидроксидов
6. Кислоты
7. Номенклатура кислот
8. Получение кислот
9. Химические свойства кислот
10. Шпаргалки
11. Задания для самопроверки

Основания, амфотерные гидроксиды

Основания — это сложные вещества, состоя­щие из атомов металла и одной или нескольких гидроксогрупп (-OH). Общая формула Me^+y(OH)_y, где у — число гидроксогрупп, равное степени окисления металла Me. В таблице представлена классификация осно­ваний.

Классификация оснований

Свойства щелочей гидроксидов щелочных и щелочноземельных металлов

1. Водные растворы щелочей мылкие на ощупь, изменяют окраску индикаторов: лакмуса — в синий цвет, фенолфталеина — в малиновый.

2. Водные растворы диссоциируют:

3. Взаимодействуют с кислотами, вступая в реак­цию обмена:

Многокислотные основания могут давать сред­ние и основные соли:

4. Взаимодействуют с кислотными оксидами, об­разуя средние и кислые соли в зависимости от основности кислоты, соответствующей этому оксиду:

5. Взаимодействуют с амфотерными оксидами и гидроксидами:

а) сплавление:

б) в растворах:

6. Взаимодействуют с растворимыми в воде соля­ми, если образуется осадок или газ:

Нерастворимые основания (Cr(OH)₂, Mn(OH)₂ и др.) взаимодействуют с кислотами и разлага­ются при нагревании:

Химические свойства оснований

Амфотерные гидроксиды

Амфотерными называют соединения, которые в зависимости от условий могут быть как доно­рами катионов водорода и проявлять кислотные свойства, так и их акцепторами, т. е. проявлять основные свойства.

Химические свойства амфотерных соединений

1. Взаимодействуя с сильными кислотами, они об­наруживают основные свойства:

Zn(OH)₂ + 2HCl = ZnCl₂ + 2H₂O

2. Взаимодействуя со щелочами — сильными ос­нованиями, они обнаруживают кислотные свой­ства:

Zn(OH)₂ + 2NaOH = Na₂[Zn(OH)₄]_{(комплексная соль)}

Al(OH)₃ + NaOH = Na[Al(OH)₄]_{(комплексная соль)}

Комплексными называют соединения, в кото­рых хотя бы одна ковалентная связь образовалась по донорно-акцепторному механизму.

Химические свойства амфотерных гидрооксидов

Получение гидроксидов

Общий метод получения оснований бази­руется на реакциях обмена, с помощью которых могут быть полу­чены как нерастворимые, так и растворимые основания.

CuSО₄ + 2КОН = Cu(OH)₂↓ + K₂SО₄

К₂СО₃ + Ва(ОН)₂ = 2 КОН + BaCO₃↓

При получении этим методом растворимых оснований в осадок выпадает нерастворимая соль.

При получении нерастворимых в воде оснований, обладающих ам­фотерными свойствами, следует избегать избытка щелочи, так как может произойти растворение амфотерного основания, например:

АlСl₃ + 4КОН = К[Аl(ОН)₄] + 3КСl

В подобных случаях для получения гидроксидов используют гид­роксид аммония, в котором амфотерные гидроксиды не растворяются:

АlСl₃ + 3NH₃ + ЗН₂О = Аl(ОН)₃↓ + 3NH₄Cl

Гидроксиды серебра и ртути настолько легко разлагаются, что при попытке их получения обменной реакцией вместо гидроксидов выпадают оксиды:

2AgNО₃ + 2КОН = Ag₂О↓ + Н₂О + 2KNO₃

В промышленности щелочи обычно получают электролизом вод­ных растворов хлоридов.

2NaCl + 2Н₂О → ϟ → 2NaOH + H₂↑ + Cl₂ ↑

Щелочи можно также получить взаимодействием щелочных и щелочноземельных металлов или их оксидов с водой.

2Li + 2Н₂О = 2LiOH + Н₂

SrO + Н₂О = Sr(OH)₂

Получение гидроксидов

Кислоты

Кислотами называются сложные вещества, мо­лекулы которых состоят из атомов водорода, спо­собных замещаться на атомы металла, и кислот­ных остатков. При обычных условиях кислоты могут быть тверды­ми (фосфорная H₃PO₄; крем­ниевая H₂SiO₃) и жидкими (в чистом виде жидкостью будет серная кислота H₂SO₄).

Классификация кислот

Такие газы, как хлороводород HCl, бромоводо­род HBr, сероводород H₂S, в водных растворах об­разуют соответствующие кислоты. Числом ионов водорода, образуемых каждой молекулой кислоты при диссоциации, определяет­ся заряд кислотного остатка (аниона) и основность кислоты.

Согласно протолитической теории кислот и оснований, предло­женной одновременно датским химиком Брёнстедом и английским химиком Лоури, кислотой называют вещество, отщепляющее при данной реакции протоны, а основанием — вещество, способное при­нимать протоны.

кислота → основание + Н⁺

На основе таких представлений понятны основные свойства ам­миака, который благодаря наличию неподеленной электронной пары при атоме азота эффективно принимает протон при взаимо­действии с кислотами, образуя ион аммония посредством донорно­акцепторной связи.

HNO₃ + NH₃ ⇆ NH₄⁺ + NO₃^—

кислота      основание      кислота      основание

Более общее определение кислот и оснований предложил амери­канский химик Г. Льюис. Он предположил, что кислотно-основные взаимодействия совсем не обязательно происходят с переносом про тона. В определении кислот и оснований по Льюису основная роль в химических реакциях отводится электронным парам.

Катионы, анионы или нейтральные молекулы, способные принять одну или несколько пар электронов, называют кислотами Льюиса.

Так, например, фторид алюминия AlF₃ — это кислота, так как он способен принимать электронную пару при взаимодействии с аммиаком.

AlF₃ + :NH₃ ⇆ [AlF₃]:[NH₃]

Катионы, анионы или нейтральные молекулы, способные отда­вать электронные пары, называют основаниями Льюиса (аммиак — основание).

Определение Льюиса охватывает все кислотно-основные про­цессы, которые рассматривались ранее предложенными теориями. В таблице сопоставлены определения кислот и оснований, ис­пользуемые в настоящее время.

Номенклатура кислот

Поскольку существуют разные определения кислот, их классификация и номенклатура до­вольно условны.

По числу атомов водорода, способных к отщеплению в водном растворе, кислоты делят на одноосновные (например, HF, HNO₂), двухосновные (H₂CO₃, H₂SO₄) и трехосновные (Н₃РO₄).

По составу кислоты делят на бескислородные (НСl, H₂S) и кисло­родсодержащие (НСlO₄, HNO₃).

Обычно названия кислородсодержащих кислот производятся от названия неметалла с прибавлением окончаний -кая, -вая, если сте­пень окисления неметалла равна номеру группы. По мере понижения степени окисления суффиксы меняются (в порядке уменьшения сте­пени окисления металла): -оватая, истая, -оватистая:

Названия кислот и образуемых ими солей

Если рассмотреть полярность связи водород-неметалл в пределах периода, легко можно связать полярность этой связи с положени­ем элемента в Периодической системе. От атомов металлов, легко теряющих валентные электроны, атомы водорода принимают эти электроны, образуя устойчивую двухэлектронную оболочку типа оболочки атома гелия, и дают ионные гидриды металлов.

В водородных соединениях элементов III—IV групп Периодиче­ской системы бора, алюминия, углерода, кремния образуют кова­лентные, слабополярные связи с атомами водорода, не склонные к диссоциации. Для элементов V-VII групп Периодической системы в пределах периода полярность связи неметалл-водород увеличи­вается с зарядом атома, но распределение зарядов в возникающем диполе иное, ч

www.chem-mind.com