8. Химические свойства оснований, классификация, номенклатура, получение. Амфотерные гидроксиды и оксиды

Основания — Это химическое соединение, способное образовывать ковалентную связь с протоном (основание Бренстеда) либо с вакантной орбиталью другого химического соединения (основание Льюиса)

Химические свойства оснований

Щелочи	Нерастворимые основания
Изменение окраски индикторов
фенолфталеин — малиновый метилоранж — оранжевый лакмус- синий универсальный индикатор — от синего до фиолетового	не меняют
Взаимодействие с кислотами (реакция нейтрализации)
2NaOH+h3SO4=Na2SO4+2h3O2NaOH+h3SO4=Na2SO4+2h3O	Cu(OH)2+2HNO3=Cu(NO3)2+2h3OCu(OH)2+2HNO3=Cu(NO3)2+2h3O
Взаимодействие с кислотными оксидами
SO2+2KOH=K2SO3+h3O4SO2+2KOH=K2SO3+h3O4	−−
Взаимодействие с амфотерными оксидами
Al2O3+6NaOH+3h3O=2Na3[Al(OH)6]Al2O3+6NaOH+3h3O=2Na3[Al(OH)6] в растворе Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+h3OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+h3O в расплаве	−−
Взаимодействие с солями
средними (правило Бертолле): 2NaOH+MgSO4=Mg(OH)2↓+Na2SO42NaOH+MgSO4=Mg(OH)2↓+Na2SO4 кислыми: NaHCO3+NaOH=Na2CO3+h3ONaHCO3+NaOH=Na2CO3+h3O	−−
Разложение при нагревании
не разлагаются, кроме LiOH: 2LiOH−→−−−−−800∘C,h3Li2O+h3O2LiOH→800∘C,h3Li2O+h3O	Cu(OH)2=CuO+h3OCu(OH)2=CuO+h3O
Взаимодействие с неметаллами
2NaOH(конц., хол.)+Cl2=NaClO+NaCl+h3O2NaOH(конц., хол.)+Cl2=NaClO+NaCl+h3O 6NaOH(конц., гор.)+3Cl2=NaClO3+5NaCl+3h3O6NaOH(конц., гор.)+3Cl2=NaClO3+5NaCl+3h3O	−−

Методы получения оснований

1. электролиз водных растворов солей активных металлов:

2NaCl+2h3O=2NaOH+h3↑+Cl2↑2NaCl+2h3O=2NaOH+h3↑+Cl2↑

В ходе электролиза солей металлов, стоящих в ряду напряжения до алюминия, на катоде происходит восстановление воды с выделением газообразного водорода и гидроксид-ионов. Катионы металла, образованные в ходе диссоциации соли, образуют с полученными гидроксид-ионами основания.

2. взаимодействие металлов с водой:  2Na+2h3O=2NaOH+h3↑2Na+2h3O=2NaOH+h3↑ Этот метод не находит практического применения ни в лаборатории, ни в промышленности

3. взаимодействие оксидов с водой:  CaO+h3O=Ca(OH)2CaO+h3O=Ca(OH)2

4. обменные реакции (можно получать и растворимые и нерастворимые основания): Ba(OH)2+K2SO4=2KOH+BaSO4↓Ba(OH)2+K2SO4=2KOH+BaSO4↓ CuCl2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaNO3

Амфотерные соединения – это вещества, которые в зависимости от условий реакций проявляют кислотные или основные свойства.

Ам­фо­тер­ные гид­рок­си­ды – нерас­тво­ри­мые в воде ве­ще­ства, и при на­гре­ва­нии они раз­ла­га­ют­ся на оксид ме­тал­ла и воду:

Zn(OH)₂ = ZnO + H₂O

2Fe(OH)₃ = Fe₂O₃ + 3H₂O

2Al(OH)₃ = Al₂O₃ + 3H₂O

При­ме­ром ам­фо­тер­но­го гид­рок­си­да может слу­жить гид­рок­сид цинка. Фор­му­ла этого гид­рок­си­да в ос­нов­ной форме – Zn(OH)₂. Но можно за­пи­сать фор­му­лу гид­рок­си­да цинка в кис­лот­ной форме, по­ста­вив на пер­вое место атомы во­до­ро­да, как в фор­му­лах неор­га­ни­че­ских кис­лот: H₂ZnO₂ (Рис. 1). Тогда ZnO₂^2- будет кис­лот­ным остат­ком с за­ря­дом 2-.

Осо­бен­но­стью ам­фо­тер­но­го гид­рок­си­да яв­ля­ет­ся то, что в нем мало раз­ли­ча­ют­ся по проч­но­сти связи О-Н и Zn-O. От­сю­да и двой­ствен­ность свойств. В ре­ак­ци­ях с кис­ло­та­ми, го­то­вы­ми от­дать ка­ти­о­ны во­до­ро­да, гид­рок­си­ду цинка вы­год­но раз­ры­вать связь Zn-O, от­да­вая ОН-груп­пу и вы­сту­пая в роли ос­но­ва­ния. В ре­зуль­та­те таких ре­ак­ций об­ра­зу­ют­ся соли, в ко­то­рых цинк яв­ля­ет­ся ка­ти­о­ном, по­это­му их на­зы­ва­ют со­ля­ми ка­ти­он­но­го типа:

Zn(OH)₂ + 2HCl = ZnCl₂ + 2H₂O

Амфотерные оксиды — солеобразующие оксиды, проявляющие в зависимости от условий либо осно́вные, либо кислотные свойства (то есть проявляющие амфотерность). Образуются переходными металлами. Металлы в амфотерных оксидах обычно проявляют степень окисления от III до IV, за исключением ZnO, BeO, SnO, PbO.

Амфотерные оксиды обладают двойственной природой: они могут взаимодействовать с кислотами и с основаниями (щелочами):

Al₂O₃ + 6HCl = 2AlCl₃ + 3 H₂O,

Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O = 2Na[Al(OH)₄].

Типичные амфотерные оксиды: H₂O, BeO, Al₂O₃, Cr₂O₃, Fe₂O₃ и др.

9. Химическая термодинамика. Понятия системы, энтропия, энтальпия, тепловой эффект химической реакции, закон Гесса и его следствие. Эндотерм и Экзотерм реакции, 1 и 2 законы термодинамики, Скорость химической реакции (факторы влияющие), правило Вант- Гоффа, уравнение Вант- Гоффа.

Химическая термодинамика – наука, изучающая условия устойчивости систем и законы.

Термодинамика – наука о макросистемах.

Термодинамическая система – макроскопическая часть окружающего мира, в которой протекают различные физические и химические процессы.

Дисперсной системой называется гетерогенная система, в которой мелкие частицы одной фазы равномерно распределены в объеме другой фазы.

Энтропия (От греческого entropia) — поворот, превращение. Понятие энтропии впервые было введено в термодинамике для определения меры необратимого рассеяния энергии. Энтропия широко применяется и в других областях науки: в статистической физике как мера вероятности осуществления какого — либо макроскопического состояния; в теории информации — мера неопределенности какого-либо опыта (испытания), который может иметь разные исходы. Все эти трактовки энтропии имеют глубокую внутреннюю связь.

Энтальпия (тепловая функция, теплосодержание) — термодинамический потенциал, характеризующий состояние системы в термодинамическом равновесии при выборе в качестве независимых переменных давления, энтропии и числа частиц.

Проще говоря, энтальпия — это та энергия, которая доступна для преобразования в теплоту при определенном постоянном давлении.

Тепловые эффекты принято указывать в термохимических уравнениях химических реакций, используя значения энтальпии (теплосодержания) системы ΔН.

Если ΔН < 0, то теплота выделяется, т.е. реакция является экзотермической.

Для эндотермических реакций ΔН > 0.

Тепловой эффект химической реакции — это выделенная или поглощенная теплота при данных количествах реагирующих веществ.

Тепловой эффект реакции зависит от состояния веществ.

Рассмотрим термохимическое уравнение реакции водорода с кислородом:

2H2(г)+ O2(г)= 2H2 O(г), ΔH=−483.6 кДж

Эта запись означает, что при взаимодействии 2 моль водорода с 1 моль кислорода образуются 2 моль воды в газообразном состоянии. При этом выделяется 483.6(кДж) теплоты.

Закон Гесса — Тепловой эффект химической реакции, проводимой в изобарно-изотермических или изохорно-изотермических условиях, зависит только от вида и состояния исходных веществ и продуктов реакции и не зависит от пути её протекания.

Следствия из закона Гесса:

Тепловой эффект обратной реакции равен тепловому эффекту прямой реакции с обратным знаком, т.е. для реакций

      отвечающие им тепловые эффекты 

 связаны равенством

.

2.  Если в результате ряда последовательных химических реакций система приходит в состояние, полностью совпадающее с исходным (круговой процесс), то сумма тепловых эффектов этих реакций равна нулю, т.е. для ряда реакций

     сумма их тепловых эффектов

.

            Под энтальпией образования понимают тепловой эффект реакции образования 1 моля вещества из простых веществ. Обычно используют стандартные энтальпии образования. Их обозначают  или  (часто один из индексов опускают; f – от  англ.  formation).

Первое начало термодинамики — Изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе

Согласно первому началу термодинамики, работа может совершаться только за счет теплоты или какой-либо другой формы энергии. Следовательно, работу и количество теплоты измеряют в одних единицах —джоулях (как и энергию).

ΔU = A + Q,

где ΔU — изменение внутренней энергии, A — работа внешних сил, Q — количество теплоты, переданной системе.

Второе начало термодинамики — Невозможен процесс, единственным результатом которого являлась бы передача тепла от более холодного тела к более горячему

Правило Вант-Гоффа гласит, что при повышении температуры на каждые 10^о скорость химической реакции увеличивается в 2-4 раза.

Уравнение, которое описывает это правило, следующее:{\displaystyle ~V_{2}=V_{1}\cdot \gamma ^{\frac {T_{2}-T_{1}}{10}}}

где V₂ – скорость протекания реакции при температуре t₂, а V₁ – скорость протекания реакции при температуре t₁;

ɣ — температурный коэффициент скорости реакции.  (если он равен 2, например, то скорость реакции будет увеличиваться в 2 раза при повышении температуры на 10 градусов).

Эндотерми́ческие реа́кции — химические реакции, сопровождающиеся поглощением теплоты. Для эндотермических реакций изменение энтальпии и внутренней энергии имеют положительные значения{\displaystyle \Delta H>0}{\displaystyle \Delta U>0}, таким образом, продукты реакции содержат больше энергии, чем исходные компоненты.

К эндотермическим реакциям относятся:

• реакции восстановления металлов из оксидов,

• электролиза (поглощается электрическая энергия),

• электролитической диссоциации (например, растворение солей в воде),

• ионизации,

• взрыв воды-подводимое к малому количеству воды большое количество тепла тратится на мгновенный нагрев и фазовый переход жидкости в перегретый пар,при этом внутреняя энергия увеличивается и проявляется в виде двух энергий пара-внутримолекулярной тепловой и межмолекулярной потенциальной.

• фотосинтеза.

Экзотермическая реакция — химическая реакция, сопровождающаяся выделением теплоты. Противоположна эндотермической реакции.

studfile.net

Тест на химические свойства оснований и амфотерных гидроксидов.

Задание №1

Из приведенного списка соединений выберите основные гидроксиды. Число верных ответов может быть любым.

• 1. Be(OH)₂
• 2. Al(OH)₃
• 3. Sr(OH)₂
• 4. Zn(OH)₂
• 5. Cr(OH)₃

Решение

Задание №2

Из приведенного списка соединений выберите амфотерные гидроксиды. Число верных ответов может быть любым.

• 1. Cr(OH)₂
• 2. Cr(OH)₃
• 3. Be(OH)₂
• 4. Fe(OH)₃
• 5. Fe(OH)₂

Решение

Задание №3

Из приведенного списка соединений выберите щелочи. Число верных ответов может быть любым.

• 1. Zn(OH)₂
• 2. RbOH
• 3. CsOH
• 4. Sr(OH)₂
• 5. KOH

Решение

Задание №4

Из приведенного списка соединений выберите основные гидроксиды. Число верных ответов может быть любым.

• 1. Mg(OH)₂
• 2. Be(OH)₂
• 3. Cu(OH)₂
• 4. Pb(OH)₂
• 5. Sr(OH)₂

Решение

Задание №5

Из приведенного списка соединений выберите амфотерные гидроксиды. Число верных ответов может быть любым.

• 1. CrO₂(OH)₂
• 2. Fe(OH)₂
• 3. Cr(OH)₃
• 4. Al(OH)₃
• 5. Ca(OH)₂

Решение

Задание №6

Из приведенного списка соединений выберите щелочи. Число верных ответов может быть любым.

• 1. Pb(OH)₂
• 2. Mn(OH)₂
• 3. Ca(OH)₂
• 4. Fe(OH)₂
• 5. Sr(OH)₂

Решение

Задание №7

Из приведенного списка соединений выберите основные гидроксиды. Число верных ответов может быть любым.

• 1. NaOH
• 2. CsOH
• 3. Cr(OH)₂
• 4. Zn(OH)₂
• 5. Cu(OH)₂

Решение

Задание №8

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые разлагаются при нагревании

• 1. RbOH
• 2. Sr(OH)₂
• 3. Cr(OH)₂
• 4. Ba(OH)₂
• 5. Cu(OH)₂

Решение

Задание №9

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые не разлагаются при нагревании

• 1. Fe(OH)₂
• 2. Be(OH)₂
• 3. RbOH
• 4. CsOH
• 5. Zn(OH)₂

Решение

Задание №10

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые разлагаются при нагревании

• 1. NaOH
• 2. Cr(OH)₃
• 3. Sr(OH)₂
• 4. Ba(OH)₂
• 5. Al(OH)₃

Решение

Задание №11

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые не разлагаются при нагревании

• 1. Zn(OH)₂
• 2. Ba(OH)₂
• 3. Mn(OH)₂
• 4. Sr(OH)₂
• 5. Be(OH)₂

Решение

Задание №12

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые разлагаются при нагревании

• 1. NaOH
• 2. Fe(OH)₂
• 3. Ba(OH)₂
• 4. Mg(OH)₂
• 5. Sr(OH)₂

Решение

Задание №13

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые не разлагаются при нагревании

• 1. KOH
• 2. Cr(OH)₂
• 3. Ba(OH)₂
• 4. Cu(OH)₂
• 5. Fe(OH)₃

Решение

Задание №14

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые разлагаются при нагревании

• 1. Sr(OH)₂
• 2. Ba(OH)₂
• 3. Al(OH)₃
• 4. CsOH
• 5. Fe(OH)₃

Решение

Задание №15

Из приведенного списка гидроксидов выберите такой, который разлагается при нагревании

• 1. RbOH
• 2. Ba(OH)₂
• 3. CsOH
• 4. Sr(OH)₂
• 5. Zn(OH)₂

В поле ответа введите уравнение реакции, используя в качестве разделителя левой и правой частей знак равенства.

Решение

Ответ: Zn(OH)₂ = ZnO + H₂O

Задание №16

Из приведенного списка гидроксидов выберите такой, который разлагается при нагревании

• 1. CsOH
• 2. Ba(OH)₂
• 3. KOH
• 4. Sr(OH)₂
• 5. Al(OH)₃

В поле ответа введите уравнение реакции, используя в качестве разделителя левой и правой частей знак равенства.

Решение

Ответ: 2Al(OH)₃ = Al₂O₃ + 3H₂O

Задание №17

Из приведенного списка солей выберите две таких, с которыми будет взаимодействовать гидроксид лития.

1) нитрат свинца

2) бромид калия

3) фосфат натрия

4) хлорид натрия

5) йодид рубидия

Решение

Задание №18

Из приведенного списка солей выберите две таких, с которыми будет взаимодействовать гидроксид натрия.

1) фторид калия

2) сульфат цинка

3) нитрат аммония

4) сульфат бария

5) хлорид серебра

Решение

Задание №19

Из приведенного списка солей выберите две таких, с которыми будет взаимодействовать гидроксид кальция.

1) карбонат цезия

2) нитрат бария

3) бромид натрия

4) сульфат аммония

5) йодид свинца

Решение

Задание №20

Из приведенного списка солей выберите две таких, с которыми будет взаимодействовать гидроксид бария.

1) хлорид аммония

2) карбонат калия

3) сульфат стронция

4) нитрат калия

5) бромид лития

Решение

Задание №21

Из приведенного списка солей выберите две таких, с которыми будет взаимодействовать гидроксид цезия.

1) нитрат железа(II)

2) хлорид рубидия

3) карбонат калия

4) карбонат аммония

5) нитрат натрия

Решение

Задание №22

Из приведенного списка солей выберите две таких, с которыми не будет взаимодействовать гидроксид рубидия.

1) нитрат калия

2) нитрат бария

3) нитрат магния

4) нитрат аммония

5) нитрат свинца

Решение

Задание №23

Из приведенного списка солей выберите две таких, с которыми не будет взаимодействовать гидроксид стронция.

1) сульфат натрия

2) фосфат калия

3) фторид натрия

4) хлорид натрия

5) йодид цезия

Решение

Задание №24

Из приведенного списка солей выберите две таких, с которыми не будет взаимодействовать гидроксид натрия.

1) бромид аммония

2) фторид кальция

3) нитрат аммония

4) силикат цинка

5) хлорид магния

Решение

Задание №25

Из приведенного списка солей выберите две таких, с которыми не будет взаимодействовать гидроксид бария.

1) сульфат меди

2) карбонат свинца

3) сульфат аммония

4) карбонат натрия

5) сульфат стронция

Решение

Задание №26

Из приведенного списка солей выберите две такие, с которыми не будет взаимодействовать гидроксид калия.

1) силикат натрия

2) сульфид железа(II)

3) сульфид аммония

4) нитрат свинца

5) нитрат цинка

Решение

Задание №27

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые взаимодействуют с углекислым газом.

1) едкий натр

2) гидроксид железа(III)

3) гидроксид алюминия(III)

4) гашеная известь

5) гидроксид хрома(III)

Решение

Задание №28

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые взаимодействуют с оксидом натрия.

1) гидроксид лития

2) едкое кали

3) гидроксид алюминия

4) гидроксид стронция

5) гидроксид цинка

Решение

Задание №29

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые взаимодействуют с оксидом алюминия.

1) гидроксид цезия

2) гидроксид бериллия

3) гидроксид свинца

4) гидроксид бария

5) гидроксид цинка

Решение

Задание №30

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые не взаимодействуют с оксидом кремния.

1) гидроксид железа (II)

2) гидроксид рубидия

3) едкий натр

4) гидроксид хрома(III)

5) гашеная известь

Решение

Задание №31

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые взаимодействуют с оксидом кальция.

1) гидроксид хрома(II)

2) гидроксид хрома(III)

3) гидроксид железа(II)

4) гидроксид железа(III)

5) гидроксид натрия

Решение

Задание №32

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые взаимодействуют с оксидом цинка.

• 1. NaOH
• 2. Pb(OH)₂
• 3. RbOH
• 4. Mn(OH)₂
• 5. Cu(OH)₂

Решение

Задание №33

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые взаимодействуют с оксидом углерода (IV).

• 1. NaOH
• 2. CsOH
• 3. Cr(OH)₃
• 4. Al(OH)₃
• 5. Fe(OH)₃

Решение

Задание №34

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые взаимодействуют с оксидом бария.

• 1. Ba(OH)₂
• 2. Al(OH)₃
• 3. Sr(OH)₂
• 4. Mn(OH)₂
• 5. Cr(OH)₃

Решение

Задание №35

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые взаимодействуют с оксидом хрома(III).

• 1. Fe(OH)₂
• 2. Be(OH)₂
• 3. RbOH
• 4. CsOH
• 5. Zn(OH)₂

Решение

Задание №36

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые взаимодействуют с оксидом кремния.

• 1. Ca(OH)₂
• 2. Cr(OH)₂
• 3. Sr(OH)₂
• 4. Be(OH)₂
• 5. Cu(OH)₂

Решение

Задание №37

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые взаимодействуют с едким кали.

• 1. Pb(OH)₂
• 2. KOH
• 3. Cr(OH)₃
• 4. Ca(OH)₂
• 5. Sr(OH)₂

Решение

Задание №38

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые не взаимодействуют с едким натром.

• 1. Cr(OH)₂
• 2. Fe(OH)₂
• 3. Cr(OH)₃
• 4. Al(OH)₃
• 5. Be(OH)₂

Решение

Задание №39

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые взаимодействуют с гашеной известью.

• 1. Cr(OH)₂
• 2. Cr(OH)₃
• 3. Be(OH)₂
• 4. Cu(OH)₂
• 5. Fe(OH)₂

Решение

Задание №40

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые не взаимодействуют с гидроксидом стронция.

• 1. Be(OH)₂
• 2. Al(OH)₃
• 3. Sr(OH)₂
• 4. Zn(OH)₂
• 5. Cr(OH)₂

Решение

Задание №41

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые взаимодействуют с гидроксидом рубидия.

• 1. Pb(OH)₂
• 2. Mn(OH)₂
• 3. Ca(OH)₂
• 4. Fe(OH)₃
• 5. Sr(OH)₂

Решение

Задание №42

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые не взаимодействуют с гидроксидом алюминия.

• 1. Mn(OH)₂
• 2. Be(OH)₂
• 3. Ca(OH)₂
• 4. Ba(OH)₂
• 5. Sr(OH)₂

Решение

Задание №43

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые взаимодействуют с гидроксидом цинка.

• 1. Zn(OH)₂
• 2. Be(OH)₂
• 3. CsOH
• 4. Pb(OH)₂
• 5. KOH

Решение

Задание №44

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые не взаимодействуют с гидроксидом хрома(III).

• 1. Fe(OH)₂
• 2. KOH
• 3. Cr(OH)₃
• 4. Ca(OH)₂
• 5. Sr(OH)₂

Решение

Задание №45

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые взаимодействуют с гидроксидом железа(III).

• 1. Pb(OH)₂
• 2. Mn(OH)₂
• 3. Ca(OH)₂
• 4. Fe(OH)₂
• 5. Sr(OH)₂

Решение

Задание №46

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые не взаимодействуют с гидроксидом свинца.

• 1. Cr(OH)₂
• 2. Ca(OH)₂
• 3. Ba(OH)₂
• 4. Al(OH)₃
• 5. LiOH

Решение

Задание №47

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые не взаимодействуют с кремниевой кислотой.

• 1. LiOH
• 2. Sr(OH)₂
• 3. Cr(OH)₂
• 4. Ba(OH)₂
• 5. Cu(OH)₂

Решение

Задание №48

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые взаимодействуют с сернистой кислотой.

• 1. Fe(OH)₂
• 2. Be(OH)₂
• 3. RbOH
• 4. CsOH
• 5. Zn(OH)₂

Решение

Задание №49

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые взаимодействуют с кремниевой кислотой.

• 1. LiOH
• 2. Cr(OH)₃
• 3. Sr(OH)₂
• 4. Be(OH)₂
• 5. Al(OH)₃

Решение

Задание №50

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые не взаимодействуют с сероводородной кислотой.

• 1. NaOH
• 2. Al(OH)₃
• 3. Ba(OH)₂
• 4. Cr(OH)₃
• 5. Sr(OH)₂

Решение

Задание №51

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые взаимодействуют с кремнием.

• 1. Sr(OH)₂
• 2. Be(OH)₂
• 3. Al(OH)₃
• 4. CsOH
• 5. Fe(OH)₃

Решение

Задание №52

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые не взаимодействуют с серой.

• 1. NaOH
• 2. Mn(OH)₂
• 3. RbOH
• 4. Cr(OH)₃
• 5. Ca(OH)₂

Решение

Задание №53

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые не взаимодействуют с кремнием.

• 1. RbOH
• 2. Ba(OH)₂
• 3. Be(OH)₂
• 4. Sr(OH)₂
• 5. Zn(OH)₂

Решение

Задание №54

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые взаимодействуют с фосфором.

• 1. Mg(OH)₂
• 2. Ba(OH)₂
• 3. Cu(OH)₂
• 4. Sr(OH)₂
• 5. Be(OH)₂

Решение

Задание №55

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые не взаимодействуют с фосфором.

• 1. Ca(OH)₂
• 2. Cu(OH)₂
• 3. Ba(OH)₂
• 4. Al(OH)₃
• 5. LiOH

Решение

Задание №56

Из приведенного перечня выберите две пары реагентов, между которыми возможна реакция

• 1. Cr + NaOH
• 2. Si + CsOH
• 3. Fe + NaOH
• 4. I₂ + Ba(OH)₂
• 5. C + KOH

Решение

Задание №57

Из приведенного списка гидроксидов выберите два таких, которые не взаимодействуют с йодом.

• 1. NaOH
• 2. Pb(OH)₂
• 3. RbOH
• 4. Fe(OH)₃
• 5. CsOH

Решение

Задание №58

Из предложенного перечня выберите две пары реагентов, между которыми возможна реакция

• 1. Al + Zn(OH)₂
• 2. Cl₂ + Al(OH)₃
• 3. P + NaOH
• 4. S + Ba(OH)₂
• 5. Br₂ + Cu(OH)₂

Решение

Задание №59

Из приведенного перечня простых веществ выберите два таких, которые могут реагировать с концентрированным водным раствором гидроксида бария:

• 1. H₂
• 2. Cl₂
• 3. N₂
• 4. O₂
• 5. I₂

Решение

Задание №60

Из приведенного перечня простых веществ выберите два таких, которые могут реагировать с концентрированным водным раствором гидроксида калия:

• 1. Al
• 2. Cu
• 3. P
• 4. Cr
• 5. C

Решение

Задание №61

Из приведенного перечня простых веществ выберите два таких, которые могут реагировать с концентрированным водным раствором гидроксида натрия:

• 1. Fe
• 2. Cu
• 3. S
• 4. C
• 5. Zn

Решение

Задание №62

Из предложенного перечня выберите две пары реагентов, между которыми возможна реакция:

• 1. Cu + NaOH
• 2. Cl₂ + Cu(OH)₂
• 3. C + KOH
• 4. Si + Ba(OH)₂
• 5. Zn + Sr(OH)₂

Решение

Задание №63

Из предложенного перечня выберите две пары реагентов, между которыми возможна реакция:

• 1. Al + Fe(OH)₂
• 2. I₂ + RbOH
• 3. Cr + NaOH
• 4. N₂ + KOH
• 5. P + CsOH

Решение

Задание №64

Из приведенного списка гидроксидов выберите такой, который взаимодействует с цинком.

• 1. NaOH
• 2. Fe(OH)₂
• 3. Cr(OH)₂
• 4. Zn(OH)₂
• 5. Cu(OH)₂

В поле ответа введите уравнение реакции водного раствора данного гидроксида с цинком. В качестве разделителя левой и правой частей используйте знак равенства (=).

Решение

Ответ: Zn + 2NaOH + 2H₂O = Na₂[Zn(OH)₄] + H₂

Задание №65

Установите соответствие между формулой/названием гидроксида и набором реагентов, с каждым из которых он может взаимодействовать.

ГИДРОКСИД	РЕАГЕНТЫ
А) гидроксид цинка Б) едкий натр В) гидроксид хрома(III)	1) алюминий, хлор, серная кислота 2) гидроксид цезия, соляная кислота, оксид натрия 3) вода, кислород, сера 4) азотная кислота, оксид серы(VI), вода

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Решение

Задание №66

Установите соответствие между формулой гидроксида и набором реагентов, с каждым из которых он может взаимодействовать.

ГИДРОКСИД	РЕАГЕНТЫ
А) KOH Б) Al(OH)3 В) Ba(OH)2	1) Na2CO3, Br2, H2O 2) HNO3, P, HI 3) NaOH, HBr, K2O 4) HNO3, Fe(OH)2, KOH

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Решение

Задание №67

Установите соответствие между формулой гидроксида и набором реагентов, с каждым из которых он может взаимодействовать.

ГИДРОКСИД	РЕАГЕНТЫ
А) гидроксид меди Б) гашеная известь В) гидроксид цинка	1) сульфат бария, нитрат аммония, карбонат свинца 2) серная кислота, сера, хлорид натрия 3) вода, кислород, кремний 4) азотная кислота, соляная кислота, оксид серы(VI)

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Решение

Задание №68

Установите соответствие между формулой гидроксида и набором реагентов, с каждым из которых он может взаимодействовать.

ГИДРОКСИД	РЕАГЕНТЫ
А) LiOH Б) Al(OH)3 В) Fe(OH)3	1) фторид натрия, бром, кремний 2) гидроксид натрия, гашеная известь, вода 3) оксид бария, гидроксид калия, серная кислота 4) цинк, фосфор, нитрат калия

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Решение

Задание №69

Цинк сплавили со гидроксидом натрия. Впишите в поле ответа уравнение проведенной реакции, используя в качестве разделителя левой и правой частей знак равенства.

Решение

Ответ: Zn + 2NaOH = Na₂ZnO₂ + H₂

Задание №70

Хлор пропустили через холодный раствор гидроксида калия. В случае если реакция протекает впишите в поле ответа уравнение проведенной реакции, используя в качестве разделителя левой и правой частей знак равенства. Если реакция не протекает введите в поле ответа знак минус (-).

Решение

Ответ: Cl₂ + 2NaOH = NaClO + NaCl + H₂O

Задание №71

Серу подвергли совместному нагреванию с избытком концентрированного водного раствора гидроксида натрия. В случае если реакция протекает впишите в поле ответа уравнение проведенной реакции, используя в качестве разделителя левой и правой частей знак равенства. Если реакция не протекает введите в поле ответа знак минус (-).

Решение

Ответ: 3S + 6NaOH = 2Na₂S + Na₂SO₃ + 3H₂O

Задание №72

Кремний растворили в водном растворе гидроксида натрия. В случае если реакция протекает впишите в поле ответа уравнение проведенной реакции, используя в качестве разделителя левой и правой частей знак равенства. Если реакция не протекает введите в поле ответа знак минус (-).

Решение

Ответ: Si + 2NaOH + H₂O = 2H₂ + Na₂SiO₃

Задание №73

Алюминий растворили при нагревании в растворе гидроксида рубидия. Впишите в поле ответа уравнение проведенной реакции, используя в качестве разделителя левой и правой частей знак равенства.

Решение

Ответ: 2Al + 2RbOH + 6H₂O = 2Rb[Al(OH)₄] + 3H₂

Задание №74

Хлор пропустили через горячий раствор гидроксида натрия. В случае если реакция протекает впишите в поле ответа уравнение проведенной реакции, используя в качестве разделителя левой и правой частей знак равенства. Если реакция не протекает введите в поле ответа знак минус (-).

Решение

Ответ: 3Cl₂ + 6NaOH = NaClO₃ + 5NaCl + 3H₂O

Задание №75

Через известковую воду пропустили углекислый газ в результате чего наблюдали ее помутнение. Впишите в поле ответа уравнение проведенной реакции, используя в качестве разделителя левой и правой частей знак равенства.

Решение

Ответ: Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃ + H₂O

Задание №76

Через известковую воду пропустили некоторое количество углекислого газа, в результате чего был получен прозрачный раствор. Впишите в поле ответа уравнение проведенной реакции, используя в качестве разделителя левой и правой частей знак равенства.

Решение

Ответ: Ca(OH)₂ + 2CO₂ = Ca(HCO₃)₂

Задание №77

Определите, протекает ли между данными веществами обменная реакция. Если нет, то запишите в ответ символ (-), если да, то целое уравнение с коэффициентами. Сульфат калия + гидроксид бария

Решение

Ответ: K₂SO₄ + Ba(OH)₂ = BaSO₄ + 2KOH

Задание №78

Определите, протекает ли между данными веществами обменная реакция. Если нет, то запишите в ответ символ (-), если да, то целое уравнение с коэффициентами. Гидроксид свинца + кремниевая кислота

Решение

Задание №79

Определите, протекает ли между данными веществами обменная реакция. Если нет, то запишите в ответ символ (-), если да, то целое уравнение с коэффициентами. Гидроксид натрия + нитрат железа(III)

Решение

Ответ: 3NaOH + Fe(NO₃)₃ = Fe(OH)₃ + 3NaNO₃

Задание №80

К смеси порошкообразных гидроксида бария и хлорида аммония добавили каплю воды. Впишите в поле ответа уравнение проведенной реакции, используя в качестве разделителя левой и правой частей знак равенства.

Решение

Ответ: Ba(OH)₂ + 2NH₄Cl = BaCl₂ + 2NH₃ + 2H₂O

Задание №81

Оксид алюминия прокалили совместно с твердым гидроксидом натрия. Если реакция протекает, впишите ее в поле ответа, используя в качестве разделителя левой и правой частей знак равенства. Если реакция не протекает введите в поле ответа знак минус (-)

Решение

Ответ: 2NaOH + Al₂O₃ = 2NaAlO₂ + H₂O

Задание №82

Оксид алюминия поместили в концентрированный водный раствор гидроксида калия и подвергли нагреванию. Если реакция протекает, впишите ее в поле ответа, используя в качестве разделителя левой и правой частей знак равенства. Если реакция не протекает введите в поле ответа знак минус (-)

Решение

Ответ: 2KOH + Al₂O₃ + 3H₂O = 2K[Al(OH)₄]

Задание №83

Твердый гидроксид калия сплавили с гидроксидом цинка. Если реакция протекает впишите ее уравнение в поле ответа, используя в качестве разделителя левой и правой частей знак равенства. Если реакция не протекает введите в поле ответа знак минус (-)

Решение

Ответ: 2KOH + Zn(OH)₂ = K₂ZnO₂ + 2H₂O

Задание №84

Сероводород пропустили через водную взвесь гидроксида алюминия. Если реакция протекает впишите ее уравнение в поле ответа, используя в качестве разделителя левой и правой частей знак равенства. Если реакция не протекает введите в поле ответа знак минус (-)

Решение

Задание №85

Углекислый газ пропустили через водную взвесь гидроксида алюминия. Если реакция протекает впишите ее уравнение в поле ответа, используя в качестве разделителя левой и правой частей знак равенства. Если реакция не протекает введите в поле ответа знак минус (-)

Решение

Задание №86

Вычислите массу осадка, полученную при взаимодействии избытка серной кислоты и 30 мл 10% раствора гидроксида бария (плотность 1,1 г/мл). Ответ укажите в граммах и округлите с точностью до десятых.

В поле ответа введите только число (без единиц измерения).

Решение

Задание №87

Рассчитайте объем 5% раствора соляной кислоты (плотность 1,05 г/см3), необходимый для полной нейтрализации 14 г едкого кали. Ответ укажите в миллилитрах и округлите до десятых.

В поле ответа введите только число (без единиц измерения).

Решение

Задание №88

Определите массу воды, полученную при термическом разложении смеси 1,5 моль гидроксида алюминия и 49 г гидроксида меди. Ответ укажите в граммах округлите с точностью до десятых.

В поле ответа введите только число (без единиц измерения).

Решение

Задание №89

Вычислите массу твердого остатка, полученного при прокаливании 214 г гидроксида железа(III). Ответ укажите в граммах и округлите с точностью до целых.

В поле ответа введите только число (без единиц измерения).

Решение

Задание №90

Рассчитайте массовую долю бромата калия в растворе, полученном при полном растворении 8 г брома в 92 г горячего концентрированного раствора гидроксида калия. Ответ укажите в процентах и округлите до сотых.

В поле ответа введите только число (без единиц измерения).

Решение

Задание №91

Навеску порошка кремния массой 3,5 г растворили при нагревании в избытке гидроксида натрия. Определите массу осадка, который можно получить при подкислении данного раствора соляной кислотой. Ответ укажите в граммах и округлите до сотых.

В поле ответа введите только число (без единиц измерения).

Решение

Задание №92

Смесь гидроксидов алюминия и магния имеет массу 100 г. Определите массовую долю гидроксида магния в исходной смеси, если для растворения гидроксида алюминия потребовалось 140 г 10% раствора гидроксида калия. Ответ укажите в процентах и округлите до десятых.

В поле ответа введите только число (без единиц измерения).

Решение

Задание №93

Навеску гидроксида магния прокалили до постоянной массы. Определите массу азотной кислоты, необходимой для растворения твердого остатка, если при прокаливании выделилось 4,5 г паров воды. Ответ укажите в граммах и округлите до десятых.

В поле ответа введите только число (без единиц измерения).

Решение

Задание №94

При растворении навески кремния в избытке гидроксида натрия выделился водород. Определите массу исходной навески, если выделившимся газом можно восстановить 20 г оксида меди(II). Ответ укажите в граммах и округлите до десятых.

В поле ответа введите только число (без единиц измерения).

Решение

Задание №95

Рассчитайте объем хлора, который может поглотить горячий раствор, содержащий 10 г гидроксида натрия и 7 г гидроксида калия. Ответ укажите в литрах и округлите до десятых.

В поле ответа введите только число (без единиц измерения).

Решение

Задание №96

Вычислите массу хлорида аммония, необходимую для получения 112 л аммиака по реакции с гидроксидом бария. Ответ укажите в граммах и округлите до десятых.

В поле ответа введите только число (без единиц измерения).

Решение

Задание №97

Определите массу осадка, оставшегося после реакции 39 г гидроксида алюминия и 100 мл 10% раствора гидроксида натрия (плотность 1,1 г/мл). Ответ укажите в граммах и округлите до сотых.

В поле ответа введите только число (без единиц измерения).

Решение

Задание №98

Рассчитайте объем углекислого газа, необходимого для полного осаждения карбоната бария из 0,2 л 15% раствора его гидроксида (плотность 1,12 г/см³). Ответ укажите в литрах и округлите до десятых.

В поле ответа введите только число (без единиц измерения).

Решение

Задание №99

Какую массу воды можно получить при прокаливании образца гидроксида железа(III) массой 59,5 г, содержащего 10% песка. Ответ укажите в литрах и округлите до десятых.

В поле ответа введите только число (без единиц измерения).

Решение

Задание №100

При полном растворении навески серы массой 9,6 г в избытке раствора гидроксида калия получено 100 г раствора. Рассчитайте массовую долю сульфида калия в получившемся растворе. Ответ укажите в процентах и округлите до целых.

В поле ответа введите только число (без единиц измерения).

Решение

scienceforyou.ru

Применение и получение амфотерных гидроксидов — урок. Химия, 8–9 класс.

Применение амфотерных гидроксидов

Из всех амфотерных гидроксидов наибольшее применение находит гидроксид алюминия:

• лекарственные препараты, приготовленные на основе гидроксида алюминия, врач назначает при нарушении кислотно-щелочного баланса в пищеварительном тракте;
   
• в качестве антипирена (средства для подавления способности гореть) вещество вводят в состав пластмасс и красок;
   
• путём разложения гидроксида алюминия в металлургии получают оксид алюминия (глинозём) — сырьё для получения металлического алюминия.

 

 

 

Товары, в производстве которых используется гидроксид алюминия: лекарственный препарат «Алмагель» и металлургический глинозём

 

Гидроксид цинка в промышленности служит сырьём для получения различных соединений этого металла, в основном — солей.

Получение амфотерных гидроксидов

1.  Амфотерные гидроксиды получают так же, как нерастворимые в воде основания, то есть путём смешивания раствора соли соответствующего металлического элемента с раствором щёлочи.

 

Например, чтобы получить гидроксид цинка, следует раствор сульфата цинка смешать с раствором гидроксида натрия:

ZnSO4+2NaOH→Zn(OH)2+Na2SO4.

 

Видеофрагмент:

Получение и химические свойства гидроксида цинка

 

Чтобы получить гидроксид алюминия, можно к раствору сульфата алюминия добавить раствор гидроксида калия:

Al2(SO4)3+6KOH→2Al(OH)3↓+3K2SO4.

 

2. Осадок гидроксида трёхвалентного металла (алюминия, хрома) образуется также при смешивании раствора соли этого металла с раствором карбоната:

2AlCl3+3Na2CO3+3h3O→2Al(OH)3↓+6NaCl+3CO2↑.

www.yaklass.ru

физические и химические свойства, получение, применение :: SYL.ru

Существует три основных класса неорганических химических соединений: оксиды, гидроксиды и соли. Первые делятся на две группы: несолеобразующие (к ним относятся угарный газ, закись азота, монооксид азота и т. д.) и солеобразующие, которые, в свою очередь, бывают основными, кислотными и амфотерными. Гидроксиды делятся на кислоты, основания и амфотерные. Соли существуют основные, кислые, средние и двойные. Ниже будут более подробно описаны амфотерные оксиды и гидроксиды.

Что такое амфотерность?

Это способность неорганического химического вещества проявлять как кислотные, так и основные свойства, в зависимости от условий реакции. К веществам, которые обладают такого рода особенностью, могут относиться оксиды и гидроксиды. Среди первых можно назвать оксид и диоксид олова, бериллия, марганца, цинка, железа (ІІ), (ІІІ). Амфотерные гидроксиды представлены такими веществами: гидроксид бериллия, алюминия, железа (ІІ), метагидроксид железа, алюминия, дигидроксид-оксид титана. Самыми распространенными и часто используемыми из перечисленных выше соединений являются оксид железа и алюминия, а также гидроксиды этих металлов.

Химические свойства амфотерных оксидов

Амфотерные оксиды имеют одновременно как свойства кислотных, так и основных соединений. Как кислотные, они могут взаимодействовать со щелочами. При такого типа реакциях образуются соль и вода. Также они вступают в химическую реакцию с основными оксидами. Проявляя свои основные свойства, они вступают во взаимодействие с кислотами, вследствие чего образуются соль и вода, а также с кислотными оксидами, благодаря чему можно получить соль.

Примеры уравнений реакций, в которых участвуют амфотерные оксиды

АІ₂О₃ + 2КОН = 2КАІО₂ + Н₂О — данная реакция показывает кислотные свойства амфотерных оксидов. 2АІ₂О₃ + 6НСІ = 4АІСІ₃ + 3Н₂О; АІ₂О₃ + 3СО₂ = АІ2(СО₃)₃ — эти уравнения служат примером основных химических свойств таких оксидов.

Химические свойства амфотерных гидроксидов

Они способны вступать в химическое взаимодействие как с сильными кислотами, так и со щелочами, а некоторые из них реагируют также со слабыми кислотами. Все они при воздействии высоких температур распадаются на оксид и воду. При реакции амфотерного гидроксида с кислотой образуются соль и вода. Все такие гидроксиды нерастворимы в воде, поэтому могут реагировать только с растворами определенных соединений, но не с сухими веществами.

Физические свойства амфотерных оксидов, способы их получения и применение

Оксид ферума (ІІ) — пожалуй, самый распространенный амфотерный оксид. Способов его получения существует довольно много. Он широко используется в промышленности. Другие амфотерные оксиды также применяются во многих отраслях: от металлургии до пищевой промышленности.

Внешний вид, получение и использование ферум (ІІ) оксида

Он представляет собой твердое вещество черного цвета. Его кристаллическая решетка схожа с решеткой пищевой соли. В природе его можно найти в виде минерала вюстита.
Данное химическое соединение получают четырьмя различными способами. Первый — восстановление оксида железа (ІІІ) с использованием угарного газа. При этом, смешав одинаковое количество этих двух веществ, можно получить две части оксида железа (ІІ) и одну — углекислого газа. Второй метод получения — взаимодействие железа с его оксидами, к примеру, ферум (ІІІ) оксидом, при этом не образуется никаких побочных продуктов.

Однако для такой реакции необходимо создать условия в виде высокой температуры — 900-1000 градусов по Цельсию. Третий способ — реакция между железом и кислородом, в этом случае образуется только оксид железа (ІІ). Для осуществления данного процесса также понадобится нагревание исходных веществ. Четвертым методом получения является оксалата двухвалентного железа. Для такой реакции необходима высокая температура, а также вакуум. В результате образуются ферум (ІІ) оксид, углекислый и угарный газ в соотношении 1:1:1. Из написанного выше можно сделать вывод, что самым простым и не требующим специальных условий является первый способ получения данного вещества. Применяют оксид железа (ІІ) для выплавки чугуна, также он является одной из составляющих некоторых красителей, используется в процессе чернения стали.

Оксид железа (ІІІ)

Это не менее распространенный амфотерный оксид, чем описанный выше. При нормальных условиях он представляет собой твердое вещество, имеющее красно-коричневый цвет. В природе может встретиться в виде минерала гематита, который используется в изготовлении украшений. В промышленности данное вещество получило широкое применение: его используют для окрашивания некоторых строительных материалов, таких как кирпич, тротуарная плитка и т. д., в изготовлении красок, в том числе полиграфических, и эмалей. Также рассматриваемое вещество служит пищевым красителем под названием Е172. В химической отрасли его применяют при производстве аммиака в качестве катализатора.

Оксид алюминия

Амфотерные оксиды также включают в свой список и оксид алюминия. Данное вещество при нормальных условиях имеет твердое состояние. Цвет этого оксида белый. В природе его часть можно встретить в виде глинозема, а также сапфира и рубина. Используется в основном в химической промышленности в качестве катализатора. Но также его применяют и в изготовлении керамики.

Оксид цинка

Это химическое соединение также обладает амфотерностью. Это твердое вещество, не имеющее цвета, в воде не растворяется. Получают его в основном посредством разложения различных соединений цинка. К примеру, его нитрата. При этом выделяется оксид цинка, диоксид азота и кислород. Также можно добыть данное вещество посредством разложения карбоната цинка. При такой реакции, кроме нужного соединения, выделяется еще и углекислый газ. Также возможен распад гидроксида цинка на его оксид и воду. Для того чтобы осуществить все три выше перечисленных процесса, требуется воздействие высокой температуры. Применяют оксид цинка в различных отраслях промышленности, например, в химической (в качестве катализатора) для изготовления стекла, в медицине для лечения кожных дефектов.

Оксид бериллия

Получают его в основном путем термического разложения гидроксида данного элемента. При этом также образуется вода. Он имеет вид твердого бесцветного вещества. Применение свое данный оксид находит в различных отраслях промышленности в качестве термостойкого материала.

Оксид олова

Имеет темный цвет, обладает твердым состоянием при нормальных условиях. Получить его возможно, как и многие другие амфотерные оксиды, посредством разложения его гидроксида. В результате образуется рассматриваемое вещество и вода. Для этого также нужно воздействие высокой температуры. Используется данное соединение в химической промышленности в качестве восстановителя в окислительно-восстановительных реакциях, реже применяется как катализатор.

Свойства, получение и применение амфотерных гидроксидов

Амфотерные гидроксиды используются не менее широко, нежели оксиды. Благодаря своему разностороннему химическому поведению, они в основном применяются для получения всевозможных соединений. Кроме того, гидроксид железа (бесцветное твердое вещество) используется в изготовлении аккумуляторов; гидроксид алюминия — для очистки воды; гидроксид бериллия — для получения оксида.

www.syl.ru

Основные гидроксиды и их химические свойства

К основным классам неорганических веществ, кроме оксидов, кислот и солей, относится группа соединений, называемых основаниями или гидроксидами. Все они имеют единый план строения молекулы: обязательно содержат в ее составе одну или несколько гидроксильных групп, соединенных с ионом металла. Основные гидроксиды генетически связаны с оксидами металлов и солями, это обуславливает не только их химические свойства, но и способы получения в лаборатории и промышленности.

Существует несколько форм классификации оснований, которые базируются как на характеристике металла, входящего в состав молекулы, так и на способности вещества растворяться в воде. В нашей статье мы рассмотрим эти особенности гидроксидов, а также ознакомимся с их химическими свойствами, от которых зависит применение оснований в промышленности и быту.

Физические свойства

Все основания, образованные активными или типичными металлами, представляют собой твердые вещества, обладающие широким диапазоном температур плавления. По отношению к воде они делятся на хорошо растворимые – щелочи и нерастворимые в воде. Например, основные гидроксиды, содержащие в качестве катионов элементы IA группы, легко растворяются в воде и являются сильными электролитами. Они мыльные на ощупь, разъедают ткань, кожу и называются щелочами. При их диссоциации в растворе обнаруживаются ионы ОН^—, определяемые с помощью индикаторов. Например, бесцветный фенолфталеин в щелочной среде становится малиновым. Как растворы, так и расплавы гидроксидов натрия, калия, бария, кальция являются электролитами, т.е. проводят электрический ток и считаются проводниками второго рода. К растворимым основаниям, наиболее часто используемым в промышленности, относится около 11 соединений, например, таких, как основные гидроксиды натрия, калия, аммония и др.

Строение молекулы основания

Между катионом металла и анионами гидроксильных групп в молекуле вещества образуется ионная связь. Она достаточно прочная у нерастворимых в воде гидроксидов, поэтому полярные молекулы воды не способны разрушить кристаллическую решетку такого соединения. Щелочи являются веществами стойкими и практически не образуют при нагревании оксид и воду. Так, основные гидроксиды калия и натрия кипят при температуре более 1000 °С, при этом они не разлагаются. В графических формулах всех оснований хорошо видно, что атом кислорода гидроксильной группы связывается одной ковалентной связью с атомом металла, а другой – с атомом водорода. Строение молекулы и тип химической связи обуславливают не только физические, но и все химические характеристики веществ. Остановимся на них подробнее.

Кальций и магний и особенности свойств их соединений

Оба элемента являются типичными представителями активных металлов и могут взаимодействовать с кислородом и водой. Продуктом первой реакции является основный оксид. Гидроксид образуется вследствие экзотермического процесса, идущего с выделением большого количества теплоты. Основания кальция и магния представляют собой малорастворимые белые порошковидные вещества. Для соединения кальция часто применяют следующие названия: известковое молоко (если это суспензия в воде) и известковая вода. Будучи типичным основным гидроксидом, Са(ОН)₂ взаимодействует с кислотными и амфотерными оксидами, кислотами и амфотерными основаниями, например, с гидроксидами алюминия и цинка. В отличие от типичных щелочей, устойчивых к нагреванию, соединения магния и кальция под действием температуры разлагаются на оксид и воду. Оба основания, особенно Са(ОН)₂, широко используются в промышленности, сельском хозяйстве и в бытовых нуждах. Рассмотрим их применение далее.

Области применения соединений кальция и магния

Хорошо известно, что в строительстве применяют химический материал, называемый пушенкой или гашеной известью. Это — основание кальция. Чаше всего его получают реакцией воды с основным оксидом кальция. Химические свойства основных гидроксидов позволяют широко использовать их в различных отраслях народного хозяйства. Напимер, для очистки примесей в производстве сахара-сырца, для получения хлорной извести, в отбеливании хлопчатобумажной и льняной пряжи. До изобретения ионообменников – катионитов, основания кальция и магния применяли в технологиях умягчения воды, что позволяло избавиться от гидрокарбонатов, ухудшающих ее качество. Для этого воду кипятили с небольшим количеством кальцинированной соды или гашеной извести. Водную суспензию гидроксида магния можно применять в качестве лечебного средства больным гастритом для снижения кислотности желудочного сока.

Свойства основных оксидов и гидроксидов

Наиболее важными для веществ это группы являются реакции с кислотными оксидами, кислотами, амфотерными основаниями и солями. Интересно, что нерастворимые основания, например, такие как гидроксиды меди, железа или никеля нельзя получить прямой реакцией оксида с водой. В этом случае в лаборатории пользуются реакцией между соответствующей солью и щелочью. В результате образуются основания, которые выпадают в осадок. Например, так получают голубой осадок гидроксида меди, зеленый осадок основания двухвалентного железа. В дальнейшем их выпаривают до твердых порошковидных веществ, относящихся к нерастворимым в воде гидроксидам. Отличительная особенность этих соединений заключается в том, что при действии высоких температур они разлагаются на соответствующий оксид и воду, чего нельзя сказать о щелочах. Ведь растворимые в воде основания являются термически стойкими.

Способность к электролизу

Продолжая изучать основные свойства гидроксидов, остановимся еще на одной черте, по которой можно отличить основания щелочных и щелочно-земельных металлов от нерастворимых в воде соединений. Это невозможность последних диссоциировать на ионы под действием электрического тока. Напротив, расплавы и растворы гидроксидов калия, натрия, бария, стронция легко подвергаются электролизу и являются проводниками второго рода.

Получение оснований

Говоря о свойствах этого класса неорганических веществ, мы частично перечислили химические реакции, лежащие в основе их получения в лабораторных и промышленных условиях. Наиболее доступным и экономически выгодным можно считать способ термического разложения природного известняка, в результате которого получить негашеную известь. Если провести реакцию с водой, то она образует гидроксид основного характера – Са(ОН)₂. Смесь этого вещества с песком и водой называют строительным раствором. Его продолжают использовать для оштукатуривания стен, для связки кирпичей и в других видах строительных работ. Щелочи также можно получить реакцией соответствующих оксидов водой. Например: К₂О + Н₂О = 2КОН. Процесс является экзотермическим идет с выделением большого количества теплоты.

Взаимодействие щелочей с кислотными и амфотерными оксидами

К характерным химическим свойствам растворимых в воде оснований можно отнести их способность образовывать соли в реакциях с оксидами, содержащими в молекулах атомы неметаллов, например, такими, как углекислый газ, диоксид серы или оксид кремния. В частности, гидроксид кальция используют для осушения газов, а гидроксиды натрия и калия для получения соответствующих карбонатов. Оксиды цинка и алюминия, относящиеся к амфотерным веществам, могут взаимодействовать как с кислотами, так и со щелочами. В последнем случае могут образовываться комплексные соединения, например, такие, как гидроксоцинкат натрия.

Реакция нейтрализации

Одним из наиболее важных свойств оснований, как нерастворимых в воде, так и щелочей, является их способность реагировать с неорганическими или органическими кислотами. Данная реакция сводится к взаимодействию между собой двух видов ионов: водорода и гидроксильных групп. Оно приводит к образованию молекул воды: HCI + КОН = KCI + Н₂О . С точки зрения теории электролитической диссоциации вся реакция сводится к образованию слабого малодиссоциированного электролита – воды.

В приведенном примере образовалась средняя соль – хлорид калия. Если же для реакции взяты гидроксиды основного характера в количестве меньшем, чем нужно для полной нейтрализации многоосновной кислоты, то при выпаривании образовавшегося продукта обнаруживаются кристаллы кислой соли. Реакция нейтрализации играет важную роль в метаболических процессах, протекающих в живых системах – клетках и позволяет им с помощью собственных буферных комплексов нейтрализовать избыточное количество ионов водорода, накапливающихся в реакциях диссимиляции.

fb.ru