Сложные вещества состоящие из атомов металлов и гидроксогруппы

Обновлено: 06.01.2025

Основания — сложные вещества, состоящие из атомов металлов и гидроксогрупп ОН.

Гидрат аммиака NH₃ ∙ H₂O также относится к основаниям, поскольку в водных растворах аммиака присутствуют гидроксид-анионы ОН − .

Номенклатура и классификация оснований

Названия оснований состоят из слова «гидроксид» и названия металла с указанием его степени окисления в случае, если она переменная: NaOH — гидроксид натрия, Fe(OH)₂ — гидроксид железа(II).

В основе классификации оснований лежат различные признаки.

1. Число групп ОН. По числу групп ОН, приходящихся на один атом металла, различают однокислотные (NaOH, KOH, LiOH) и многокислотные (Mg(OH)₂, Ca(OH)₂, Fe(OH)₂) основания.

2. Растворимость в воде. Неорганические основания — твёрдые вещества, за исключением гидрата аммиака NH₃ ∙ H₂O (рис. 6.3.). По растворимости твёрдые основания делят на растворимые (щёлочи) и нерастворимые. К щелочам относятся основания, которые образованы металлами IA-группы (LiOH, NaOH и другие) и щёлочноземельными металлами (Са(ОН)₂, Sr(ОН)₂, Ва(ОН)₂). Сведения о растворимости оснований в воде приведены в «Таблице растворимости кислот, оснований, солей» (см. форзац учебника).

3. Сила электролита. Изучив химию в 9-м классе, вы уже знаете, что по способности диссоциировать на ионы в растворах различают сильные и слабые электролиты. Основания диссоциируют на ионы металлов (или аммония ) и гидроксильные группы ОН − . Все щёлочи являются сильными электролитами. К сильным электролитам относится даже малорастворимый Ca(OH) ₂ .

Слабые электролиты — все нерастворимые основания, например, Mg(OH)₂, Cu(OH)₂, Fe(OH)₃ и растворимый NH₃ ∙ H₂O . Слабыми электролитами являются гидроксиды, обладающие амфотерными свойствами: Zn(OH)₂, Be(OH)₂, Cr(OH)₃, Al(OH)₃).

Рис. 6.3. Образцы оснований: а — гидроксид кальция, б — гидроксид натрия, в — гидроксид меди(II), г — гидроксид цинка, д — гидроксид алюминия

Химические свойства и получение щелочей

К общим химическим свойствам щелочей относят их действие на индикаторы и образование солей в реакциях с кислотами, кислотными и амфотерными оксидами, амфотерными гидроксидами и рядом солей. Кроме того, некоторые щёлочи могут разлагаться при нагревании.

Общие химические свойства щелочей обусловлены наличием иона OH – в их водных растворах: KOH → K + + OH – , Сa(OH)₂ → Сa 2+ + 2OH – .

В качестве примеров приведём следующие реакции:

NaOH + HCl = NaCl + H₂O (реакция нейтрализации);

2) с кислотными и амфотерными оксидами:

3) с амфотерными гидроксидами:

FeCl₃ + 3NaOH = Fe(OH)₃↓ + 3NaCl (реакция обмена);

5) разложение некоторых щелочей при нагревании:

Щёлочи чаще всего получают следующими способами:

1) взаимодействием активных (щелочных и щёлочноземельных) металлов с водой:

2) взаимодействием оксидов щелочных и щёлочноземельных металлов с водой:

3) электролизом водных растворов солей, с которым вы познакомитесь, изучая материал § 45.1.

Химические свойства и получение нерастворимых оснований

Отметим два важнейших химических свойства нерастворимых оснований:

1) при нагревании разлагаются на оксид и воду:

2) взаимодействуют с кислотами, образуя соль и воду:

Для получения нерастворимых оснований на растворы солей металлов действуют растворами щелочей:

Химические свойства и получение амфотерных гидроксидов (на примере гидроксидов цинка и алюминия)

Некоторые нерастворимые гидроксиды металлов вступают в реакции не только с кислотами, но и со щелочами. Такие гидроксиды называют амфотерными. К ним относятся Al(OH)₃, Сr(OH)₃, Zn(OH)₂, Be(OH)₂ и другие. Реагируя с кислотами, они проявляют свойства оснований (1), а при взаимодействии со щелочами — свойства кислот (2):

Амфотерные гидроксиды разлагаются при нагревании, образуя амфотерные оксиды и воду:

Амфотерные гидроксиды получают, добавляя раствор щёлочи к раствору соли:

При этом необходим избыток соли, так как в избытке щёлочи образующийся амфотерный гидроксид растворяется.

Следует отметить, что амфотерность проявляют также и органические соединения — аминокислоты, белки.

Основания — сложные вещества, состоящие из атомов металлов и гидроксогрупп ОН. Гидрат аммиака NH₃ ∙ H₂O тоже является основанием.

Щёлочи — растворимые в воде основания; это сильные электролиты, при их диссоциации в качестве анионов образуются только гидроксид-ионы.

Общие свойства щелочей — их действие на индикаторы и образование солей в реакциях с кислотами, кислотными и амфотерными оксидами, амфотерными гидроксидами и солями.

Нерастворимые основания взаимодействуют с кислотами, при нагревании разлагаются на оксид и воду.

Амфотерные основания нерастворимы в воде, взаимодействуют с кислотами и растворами щелочей.

Щёлочи получают электролизом водных растворов солей, а также взаимодействием щелочных и щёлочноземельных металлов и их оксидов с водой.

Нерастворимые в воде основания получают действием щелочей на растворы солей металлов.

Вопросы, задания, задачи

1. Назовите основания: КОН, Са(ОН)₂, Сu(OH)₂, Ni(OH)₂, Fe(OH)₂, Fe(OH)₃. Какие из них относятся к нерастворимым, малорастворимым, растворимым?

2. Приведите пример уравнения реакции взаимодействия щёлочи с амфотерным гидроксидом в:

3. Докажите, что гидрат аммиака NH₃ ∙ H₂O относится к основаниям.

4. Перечислите химические свойства:

а) щелочей;
б) нерастворимых оснований;
в) амфотерных гидроксидов.

5. Составьте уравнения реакций между гидроксидом натрия и веществами, формулы которых СО₂, Н₂SO₃, FeSO₄, Mg(NO₃)₂. Назовите образовавшиеся соли.

6. Выберите реагент (или реагенты) для осуществления следующих превращений.

Превращение	Реагенты
а) K → KОН; б) CuCl₂ → Cu(OH)₂; в) Fe₂O₃ → Fe(OH)₃; г) BaO → Ba(OH)₂	1) Mg(OH)₂; 2) NaOH; 3) NaCl; 4) HCl; 5) H₂O

7. Составьте уравнения диссоциации веществ Zn(OH)Cl и LiOH. Какое из них не относится к щелочам? Почему?

8. Составьте уравнения реакций согласно схеме:

9. Укажите окраску лакмуса в растворе, полученном при добавлении к раствору, содержащему гидроксид натрия массой 10 г, раствора, содержащего серную кислоту такой же массы.

10. К раствору гидроксида натрия массой 150 г с массовой долей щёлочи 3 % добавили натрий массой 2,3 г. Определите массовую долю вещества в конечном растворе (с точностью до четырёх значащих цифр).

Атомы и молекулы. Химический элемент. Простые и сложные вещества. Основные классы неорганических веществ. Номенклатура неорганических соединений

Атом — электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов.

Молекулой называют наименьшую электронейтральную частицу вещества, способную к самостоятельному существованию и обладающую его химическими свойствами. Молекула представляет собой систему взаимодействующих между собой атомов, образующих определённую структуру с помощью химических связей.

Химический элемент — совокупность атомов, характеризующихся одинаковым значением (величиной) заряда ядра.

Ионами называют электрически заряженные частицы, возникающие при потере или присоединении электронов атомами или молекулами.

Катионами называют положительно заряженные ионы.

Анионами называют отрицательно заряженные ионы.

Вещество — любая совокупность атомов и молекул.

Свойства веществ (температуры плавления и кипения, плотность, цвет и т. д.) относятся к совокупности атомов или молекул.

По химическому составу неорганические вещества делят на простые и сложные.

Простыми называют вещества, которые образуют атомы одного и того же химического элемента (например, H₂, O₂).

Простые вещества делят на металлы и неметаллы.

Металлами называют простые вещества, которые обладают характерными металлическими свойствами, а именно высокой электро- и теплопроводностью и металлическим блеском.

Простые вещества, которые образуют атомы элементов-неметаллов, при нормальных условиях такими свойствами не обладают.

В периодической таблице Д.И. Менделеева неметаллы расположены в главных подгруппах справа вверху от условной диагонали, проведённой через бор и астат. В главных подгруппах слева от этой диагонали и во всех побочных подгруппах располагаются металлы.

Сложными называют вещества, которые состоят из атомов двух и более элементов (например, H₂S, NO₂).

Для выражения состава вещества используют различные химические формулы. При их написании используют общепринятые символы химических элементов. Символ элемента состоит из первой буквы или первой и одной из последующих букв латинского названия элемента, при этом первая буква всегда прописная, а вторая — строчная.

Названия и обозначения атомов совпадают с символами химических элементов. Например, О — атом кислорода, 2О — два атома кислорода, О₂ — молекула кислорода, О₃ — молекула озона.

Сложные вещества разделяют на условно электроположительную (катион) и условно электроотрицательную (анион) составляющие. В формуле сложного вещества вначале ставят катион, а затем — анион, например KBr, CuSO₄. Названия сложного вещества читают справа налево, т. е. вначале называют его электроотрицательную составляющую в именительном падеже, а затем электроположительную в родительном падеже.

Для бинарных, т. е. состоящих из двух элементов соединений, действуют следующие правила. Если соединение состоит из металла и неметалла, то на первом месте всегда ставят металл (как более электроположительный элемент): K₂S, BaCl₂.

В формулах соединений, состоящих только из неметаллов, на первом месте всегда ставят элемент, находящийся левее в условном ряду неметаллов, построенном по их возрастающей электроотрицательности:

Например, IBr — бромид йода, CS₂ — дисульфид углерода.

Формула молекулярная (брутто-формула) включает символы всех химических элементов, входящих в состав соединений. Около каждого символа ставят числовой индекс, показывающий, сколько атомов данного вида входит в состав соединения. Таким образом, молекулярная формула показывает качественный и количественный состав молекулы. Например, формула KNO₃ показывает, что вещество состоит из 1 атома калия (индекс, равный 1, не ставится), 1 атома азота и 3 атомов кислорода.

Чтобы правильно прочитать формулу, надо знать как русские, так и латинские обозначения элементов. Называя вещество «вода», мы говорим, что его формула H₂O (читается «аш два о»). Данное вещество состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода.

Называя вещество сульфат калия, K₂SO₄, мы читаем его формулу «калий два эс о четыре». Данное вещество состоит из двух атомов калия, одного атома серы и четырех атомов кислорода.

Если в формуле структурный фрагмент повторяется несколько раз, его заключают в круглые скобки и за скобками ставят числовой индекс, который произносят «дважды», «трижды», например, Ca(NO₃)₂ читается «кальций эн о три дважды», Mg₃(PO₄)₂ читается «магний три пэ о четыре дважды».

Коэффициент, стоящий перед формулой вещества в уравнении реакции, читают как число, например: 3HNO₂ — «три аш эн о два».

Оксидами называют класс химических соединений, состоящий из какого-либо элемента и атома кислорода со степенью окисления –2.

Называют оксиды, руководствуясь следующими правилами:

Вначале указывают слово оксид, а затем в родительном падеже название второго элемента;
Если элемент может образовать несколько оксидов, то после названия элемента в скобках указывают его валентность;
При написании формул оксидов кислород всегда ставят на втором месте.

Примеры: K₂O — оксид калия, N₂O₅ — оксид азота (V), CrO₃ — оксид хрома (IV).

Для некоторых распространённых оксидов используют тривиальные названия, например CaO — негашеная известь, N₂O — веселящий газ, CO — угарный газ, CO₂ — углекислый газ.

Оксиды классифицируют так.

Низшими называют оксиды, в которых элемент проявляет низшую степень окисления, например MnO — оксид марганца (II).

Высшими называют оксиды, в которых элемент проявляет высшую степень окисления, например Mn₂O₇ — оксид марганца (VII).

Несолеобразующими, или безразличными, называют оксиды, не проявляющие ни основные, ни кислотные свойства, например N₂O, NO, CO.

Солеобразующими называют группу кислотных, основных и амфотерных оксидов.

Основные оксиды образуют металлы в низших степенях окисления. Наиболее известные из них: Li₂O, Na₂O, K₂O, Rb₂O, Cs₂O, MgO, CaO, SrO, BaO, Cu₂O, Ag₂O, HgO, CrO, FeO.

Амфотерными называют оксиды, которые проявляют как основные, так и кислотные свойства, в зависимости от другого реагента. Наиболее известные амфотерные оксиды Al₂O₃, Cr₂O₃, ZnO, BeO, PbO, SnO. Ряд оксидов, например CuО, Fe₂O₃, проявляет амфотерные свойства с преобладанием основных.

Существует несколько способов получения оксидов.

Реакции простых веществ с кислородом:

При взаимодействии сложных веществ с кислородом часто образуется смесь оксидов элементов:

Оксиды металлов реагируют с химически более активными металлами. При этом образуется новый оксид и новый металл:

Некоторые высшие оксиды получают доокислением низших оксидов, а ряд низших оксидов получают разложением высших оксидов:

Иногда для получения оксидов используют реакции разложения солей и гидроксидов:

Основаниями называют класс химических соединений, которые состоят из катиона металла или иона аммония и одной или нескольких гидроксильных групп, способных к замещению на анионы.

Число гидроксильных групп определяет кислотность основания, например: NaOH — однокислотное, Mg(OH)₂ — двухкислотное и т. д.

Щелочами называют растворимые в воде основания.

Сильные основания: гидроксиды щелочных и щёлочноземельных металлов LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Ba(OH)₂, Ca(OH)₂, Sr(OH)₂. Слабые основания: все нерастворимые в воде гидроксиды металлов и гидрат аммиака.

Называют основания следующим образом:

Вначале указывают слово гидроксид, а затем добавляют название металла в родительном падеже;
Если элемент может образовывать несколько оснований, то после его названия в круглых скобках римской цифрой указывают валентность: KOH — гидроксид калия, Fe(OH)₂ — гидроксид железа (II), Fe(OH)₃ — гидроксид железа (III);
При написании формул гидроксидов гидроксильную группу всегда ставят на втором месте.

Для некоторых распространённых гидрокидов используют тривиальные названия, например: Ca(OH)₂ — гашёная известь; NaOH — едкий натр, или каустик.

Существуют следующие способы получения оснований:

Реакция основных оксидов с водой:

Взаимодействие некоторых металлов с водой:

Реакция обмена между солями и основаниями:

Первые два способа применяют для получения растворимых, а последний — для получения нерастворимых в воде оснований. Существуют и иные способы получения оснований.

Все растворы щелочей имеют pH > 7. При этих значениях pH происходит изменение окраски индикаторов: лакмуса — на синюю, фенолфталеина — на малиновую, метилового оранжевого — на жёлтую, что является качественным методом обнаружения щелочей. Более подробный материал о показателе pH будет изложен в уроке 24.

Кислотами называют класс химических соединений, которые содержат в своём составе один или несколько катионов водорода, способных замещаться на атомы металлов, и анионов кислотных остатков.

Основностью кислоты называют число способных замещаться на металл атомов водорода в её молекуле. По основности кислоты делят на одно-, двух- и трёхосновные, например HBr, H₂S и H₃PO₄ соответственно.

В зависимости от элементного состава кислоты делят на бескислородные и кислородные, например HBr и H₂SO₃. Кислотный остаток — это структурный элемент молекулы кислоты, который выступает как единое целое в ходе химических реакций.

В таблице 4 приведены формулы и названия наиболее распространенных кислот и их солей.

Сильные кислоты: HI, HBr, HCl, HClO₃, HClO₄, H₂SO₄, HNO₃.

Кислородсодержащие кислоты и основания объединяют в общий класс гидроксидов.

Амфотерными называют гидроксиды, способные реагировать как с кислотами, так и с основаниями. Амфотерные гидроксиды: Al(OH)₃, Cr(OH)₃, Zn(OH)₂, Pb(OH)₂, Be(OH)₂, Sn(OH)₂. Некоторые гидроксиды, например Cu(OH)₂, Fe(OH)₃, проявляют амфотерные свойства с преобладанием основных.

Большинство кислородных кислот получают реакцией соответствующих оксидов с водой:

Некоторые кислоты получают из солей путём вытеснения более сильной кислотой, например:

Бескислородные кислоты получают прямым взаимодействием неметалла с водородом либо действием более сильных кислот на соответствующие соли:

Солями называют класс химических соединений, которые представляют собой продукты взаимодействия кислот с основаниями.

По составу соли классифицируют на средние, кислые и основные.

Средними называют соли, которые состоят только из катиона металла или иона аммония и аниона кислотного остатка, например: CsBr, MgSO₄.

Кислыми называют соли, которые наряду с катионом металла содержат катионы водорода, способные замещаться на другие катионы в ходе обменных реакций, например: LiHCO₃ (гидрокарбонат лития), CaHPO₄ (гидрофосфат кальция).

Основными называют соли, которые наряду с анионом кислотного остатка содержат одну или несколько гидроксильных групп, способных замещаться на анионы в ходе реакций обмена, например: Al(OH)₂Br, Cu(OH)I.

При написании формул солей на первом месте ставят катион, а при написании названий — анион. Названия солей состоят из названия аниона в именительном падеже и названия катиона в родительном. Например, NaBr — бромид натрия, BaCO₃ — карбонат бария. Если металл проявляет различные степени окисления, то в названиях степень окисления указывается римской цифрой: FeCl₂ — хлорид железа (II), FeCl₃ — хлорид железа (III). Кислые соли называют добавлением к аниону приставки гидро-, а если необходимо, то и соответствующего числительного, например: NaHCO₃ — гидрокарбонат натрия, КH₂PO₄ — дигидрофосфат калия, Al(OH)₂Br — дигидроксобромид алюминия, Cu(OH)I — гидроксойодид меди (II).

Основные соли называют добавлением приставки гидроксо- к названию кислотного остатка, указывая, если необходимо, соответствующее числительное: Mg(OH)Cl — гидроксохлорид магния, Al(OH)₂Cl — дигидроксохлорид алюминия.

Существует множество путей получения солей. Приведём наиболее важные из них.

Реакция нейтрализации, т. е. взаимодействие кислот и оснований, взаимодействие кислот с основными и амфотерными оксидами и реакция оснований с кислотными оксидами:

Взаимодействие кислот или щелочей с солями:

Взаимодействие металлов с неметаллами, кислотами, солями:

Взаимодействие основных и кислотных оксидов:

По своим физическим свойствам соли — твёрдые кристаллические вещества, часто имеющие высокие температуры плавления. По растворимости в воде соли делятся на растворимые (более 1 г вещества на 100 г воды), малорастворимые (от 0,1 до 1 г вещества на 100 г воды) и нерастворимые (менее 0,1 г вещества на 100 г воды). В воде растворимы все соли азотной и уксусной кислот.

Тренировочные задания

1. Кислотой и амфотерным гидроксидом соответственно являются

2. Основанием и кислотным оксидом соответственно являются

3. Кислой солью и несолеобразующим оксидом соответственно являются

4. Гидроксидом и щёлочью соответственно являются

5. Вещество, химическая формула которого Cr₂(SO₄)₃, имеет название

1) сульфат хрома (III)
2) сульфит хрома (III)
3) сульфат хрома (II)
4) сульфит хрома (II)

6. Вещество, химическая формула которого CaHPO₄, называется

1) фосфат кальция
2) гидрофосфат кальция
3) дигидрофосфат кальция
4) фосфид кальция

7. К простым веществам относится

1) поваренная соль
2) кислород
3) оксид кремния
4) пищевая сода

8. К простым веществам относится

1) поташ
2) углекислый газ
3) веселящий газ
4) бром

9. К сложным веществам относится

1) поташ
2) сера
3) озон
4) бром

10. К сложным веществам относится

1) фтор
2) фосфор
3) углекислый газ
4) бром

11. Только основные оксиды приведены в списке

12. Только несолеобразующие оксиды приведены в списке

13. В перечне веществ, формулы которых: А) H₂O В) HNO₃ Д) CaO Б) N₂O Г) H₂SO₄ Е) NaOH к оксидам относятся

1) АБВ
2) АБД
3) БВД
4) БДЕ

14. В перечне веществ, формулы которых: А) CaO В) Cr₂O₃ Д) SrO Б) Fe₂O₃ Г) NO Е) Li₂O к основным оксидам относятся

1) АБВ
2) АБД
3) БВД
4) АДЕ

15. В перечне веществ, формулы которых: А) CO₂ В) SO₂ Д) SrO Б) CrO₃ Г) Cr₂O₃ Е) CrO к кислотным оксидам относятся

16. В перечне веществ, формулы которых: А) CrO В) ZnO Д) Al₂O₃ Б) CrO₃ Г) Cr₂O₃ Е) NO к амфотерным оксидам относятся

1) АБВ
2) АВД
3) ВГД
4) АДЕ

1) АБВ
2) БВГ
3) БВД
4) АБД

18. В перечне веществ, формулы которых: А) HCl В) (NH₄)₂HPO₄ Д) H₃PO₄ Б) HNO₃ Г) NH₄HSO₄ Е) Ca(HCO₃)₂ к кислотам относятся

Основания

Основания являются классом неорганических веществ, применяемым в жизни с давних времен за счет ощущения мылкости. Главное отличие этого класса неорганических веществ от остальных - наличие гидроксогруппы, которая придает особые физические и химические свойства.

Основания бывают растворимыми (щелочи) и нерастворимыми. Растворимые основания мылкие на ощупь. Все основания вступают в реакцию нейтрализации - взаимодействие с кислотой. С развитием химии и изучением физических и химических свойств основания расширили круг своего применения: бытовые моющие средства, промышленные чистящие средства, очистка нефти, строительство, краски, удобрения, батарейки. Также стало широко использоваться одно из химических свойств оснований - взаимодействие с кислотами, которое называется реакцией нейтрализацией. Однако основания таят в себе опасность: с растворами щелочей надо работать аккуратно и осторожно, чтобы не получить химических ожогов.

Определение, номенклатура и классификация оснований

Основания – сложные вещества, в состав которых входят атомы металлов, соединенные с одним или несколькими гидроксогруппами (-ОН).

Гидроксид-ион(гидроксогруппа) – сложный ион, состоящий из кислорода и водорода и имеющий суммарный заряд 1- : О -2 Н +1 . Валентность гидроксогруппы равна 1.

Общая формула оснований : М(ОН)_n, где М – металл, n- число групп ОН - и в то же время численное значение заряда иона (степени окисления) металла.

Слово «гидроксид» (им.падеж) + название металла (род.падеж) + указание степени окисления, если она переменная, римскими цифрами в скобках

NaOH – гидроксид натрия
Ca(OH)₂ – гидроксид кальция
Fe(OH)₂ – гидроксид железа (II) (читается «гидроксид железа два»)
Fe(OH)₃ – гидроксид железа (III) (читается «гидроксид железа 3»)

Наличие кислорода;Кислородсодержащие;\(KOH, Sr(OH)_<2>\) ;Бескислородные;\(NH_\) как аммиачная вода Кислотность (число групп \(ОН^\) в составе или число присоединяемых \(Н^\));Однокислотные;\(NaOH, TlOH, NH_\) ;Двухкислотные;\(Ca(OH)_<2>, Mg(OH)_<2>\) ;Трёхкислотные;\(La(OH)_, TI(OH)_\) Растворимость в воде;Растворимые (щелочи);\(NaOH, KOH, Ca(OH)_<2>^\), \(Ba(OH)_<2>\) ;Нерастворимые;\(Cr(OH)_<2>, Mn(OH)_<2>\) Степень электролитической диссоциации;Сильные (α→1);\(Щелочи^ LiOH-CsOH\), \(Ca(OH)_<2>-Ra(OH)_<2>\) , \(TlOH\) ;Слабые (α→0);Нерастворимые основания Летучесть;Летучие;\(NH_∙H_<2>O\) ;Нелетучие;Щелочи, нерастворимые основания Стабильность;Стабильные;\(NaOH, Ba(OH)_<2>\) ;Нестабильные;\(NH_∙H_<2>O→ NH_↑+H_<2>O\)

Ca(OH)₂ – в таблице растворимости малорастворим (м), но его относят к растворимым основаниям. К малорастворимым веществам относятся вещества, которые растворяются ограниченно – менее 1 г в 100 г воды. Это означает следующее: если в стакан, содержащий 100 г воды, поместить 10 г кристаллического гидроксида кальция, то 1 г вещества растворится, а остальные 9 г – нет. Прозрачная жидкость над осадком будет представлять собой раствор щелочи – гидроксида кальция Ca(OH)₂.

Щелочи – растворимые основания. Их образуют элементы-металлы главной подгруппы первой группы (А-группы) периодической системы, а также элементы главной подгруппы второй группы (A-группы): кальций, барий и стронций. Свойства растворимых и нерастворимых оснований существенно различаются.

Получение оснований

Основания получают разными способами. Выбор способа получения зависит от того, к какой группе данное соединение относится, является щёлочью или нерастворимым основанием.

Взаимодействием щелочных и щелочноземельных металлов с водой . Протекает реакция замещения, в ходе которой кроме щёлочи образуется водород. Активные металлы энергично взаимодействуют с водой при обычных условиях.

М + Н₂О = Растворимое основание (Щелочь) + Н₂↑
Где М – щелочные и щелочноземельные металлы.

Взаимодействием оксидов щелочных и щелочноземельных металлов с водой . При этом протекает реакция соединения. Именно так получают гидроксид кальция в промышленных условиях.

В промышленности гидроксид натрия и калия получают путём электролиза : пропускают постоянный электрический ток через раствор хлорида натрия или калия.

Действием щелочей на растворимые соли металлов.

Раствор щелочи + раствор соли = нерастворимое основание + соль

Свойства основания

Все неорганические основания – твердые вещества (кроме гидроксида аммония NH₄OH), которые характеризуются разной растворимостью в воде.

Гидроксиды щелочных металлов при обычных условиях представляют собой твердые белые кристаллические вещества, гигроскопичные, мылкие на ощупь, очень хорошо растворимы в воде (их растворение идет с выделением тепла), легкоплавки.

Гидроксиды щелочноземельных металлов (Ca(OH)₂, Ba(OH)₂, Sr(OH)₂) – белые порошкообразные вещества, гораздо менее растворимые в воде по сравнению с гидроксидами щелочных металлов.

Нерастворимые в воде основания обычно образуются в виде гелеобразных (студенистых) осадков, разлагающихся при хранении.

Нерастворимые в воде основания могут иметь различную окраску, например: гидроксид железа (III) – бурого цвета, гидроксид алюминия - белого цвета, гидроксид меди (II) – голубого цвета.

Основания – это сложные вещества, состоящие из атомов металлов и одной или нескольких гидроксогрупп (ОН — ).

С точки зрения теории электролитической диссоциации это электролиты (вещества, растворы или расплавы которых проводят электрический ток), диссоциирующие в водных растворах на катионы металлов и анионы только гидроксид — ионов ОН — .

Растворимые в воде основания называются щелочами. К ним относятся основания, которые образованы металлами 1-й группы главной подгруппы (LiOH, NaOH и другие) и щелочноземельными металлами (Са(ОН)₂, Sr(ОН)₂, Ва(ОН)₂). Основания, образованные металлами других групп периодической системы в воде практически не растворяются. Щелочи в воде диссоциируют полностью:

Многокислотные основания в воде могут диссоциировать ступенчато:

Ba(OH) + = Ba 2+ + OH — .

Cтупенчатой диссоциацией оснований объясняется образование основных солей.

Номенклатура оснований.

Основания называются следующим образом: сначала произносят слово «гидроксид», а затем металл, который его образует. Если металл имеет переменную валентность, то она указывается в названии.

КОН – гидроксид калия;

Ca(OH)₂ – гидроксид кальция;

Fe(OH)₂ – гидроксид железа (II);

Fe(OH)₃ – гидроксид железа (III);

При составлении формул оснований исходят из того, что молекула электронейтральна. Гидроксид – ион всегда имеет заряд (–1). В молекуле основания их число определяется положительным зарядом катиона металла. Гидрокогруппа заключается в круглые скобки, а выравнивающий заряды индекс ставится справа внизу за скобками:

Классификация оснований по следующим признакам:

По кислотности (по числу групп ОН — в молекуле основания): однокислотные – NaOH, KOH, многокислотные – Ca(OH)₂, Al(OH)₃.
По растворимости: растворимые (щелочи) – LiOH, KOH, нерастворимые – Cu(OH)₂, Al(OH)₃.
По силе (по степени диссоциации):

а) сильные (α = 100 %) – все растворимые основания NaOH, LiOH, Ba(OH)₂, малорастворимый Ca(OH)₂.

По химическим свойствам: основные – Са(ОН)₂, NaОН; амфотерные – Zn(ОН)₂, Al(ОН)₃.

Получение

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

Промышленным способом получения щелочей является электролиз растворов солей:

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

Физические свойства

Все основания являются твердыми веществами. В воде нерастворимы, кроме щелочей. Щелочи – это белые кристаллические вещества, мылкие на ощупь, вызывающие сильные ожоги при попадании на кожу. Поэтому они называются «едкими». При работе со щелочами необходимо соблюдать определенные правила и использовать индивидуальные средства защиты (очки, резиновые перчатки, пинцеты и др.).

Если щелочь попала на кожу необходимо промыть это место большим количеством воды до исчезновения мылкости, а затем нейтрализовать раствором борной кислоты.

Химические свойства

Химические свойства оснований с точки зрения теории электролитической диссоциации обусловлены наличием в их растворах избытка свободных гидроксид –

метиловый оранжевый – желтый

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

Взаимодействие с амфотерными оксидами и гидроксидами:

а) при сплавлении:

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

Взаимодействие с растворимыми солями с образованием осадков:

Малорастворимые и нерастворимые основания разлагаются при нагревании:

голубой цвет черный цвет

Амфотерные гидроксиды

Это гидроксиды металлов (Be(OH)₂, AI(OH)₃, Zn(OH)₂) и металлов в промежуточной степени окисления (Сr(OH)_3, Mn(OH)₄).

Амфотерные гидроксиды получают взаимодействием растворимых солей со щелочами взятых в недостатке или эквивалентном количестве, т.к. в избытке они растворяются:

Физические свойства

Это твердые вещества, практически нерастворимые в воде. Zn(OH)₂ – белый, Fe(ОН)₃ – бурый цвет.

Химические свойства

Амфотерные гидроксиды проявляют свойства оснований и кислот, поэтому взаимодействуют как с кислотами, так и с основаниями.

Взаимодействие с кислотами с образованием соли и воды:

Взаимодействие с растворами и расплавами щелочей с образованием соли и воды:

в растворе: AI(OH)₃ + NaOH = Na[AI(OH)₄] или 3NaOH + AI(OH)₃ → Na3[AI(OH)₆].

Взаимодействие с кислотными и основными оксидами:

Также вы можете посмотреть ВИДЕО-уроки на эту тему:

И выполнить задания из ЦТ и ЕГЭ на эту тему вы можете здесь

А также вы можете получить доступ ко всем видео-урокам, заданиям реального ЕГЭ, ЦТ и РТ с подробными видео-объяснениями, задачам и всем материалам сайта кликнув здесь «Получить все материалы сайта»

Читайте также: