Основания номенклатура как составить формулу оснований

Содержание:

Основания, как и оксиды, кислоты и соли, относятся к сложным неорганическим веществам. Выясним, из каких частей состоит формула любого основания, воспользовавшись таким рядом формул:

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Разделим формулы черточкой на две части, отделив символ металлического элемента от остальных символов, и напишем над металлом его валентность:

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Общим для всех формул является наличие группы атомов Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами которая имеет название гидроксильная группа. В первой формуле она записана без скобок, а в остальных формулах заключена в скобки, после которых стоит соответствующий индекс.

Как вы уже знаете, понятие валентности распространяется на группы атомов, в частности на кислотные остатки. Имеет свою валентность и гидроксильная группа Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами Она одновалентна. Обратите внимание на валентность металла в приведенных формулах, и станет понятно, что наличие индексов связано с валентностью металла. Действительно, одновалентный калий соединен с одной гидроксильной группой, двухвалентные кальций и барий — с двумя, а трехвалентный алюминий — с тремя. Поэтому, чтобы соблюдать правило относительно одинаковой суммы единиц валентностей обеих частей формулы сложного вещества, и ставят соответствующие индексы.

Теперь можем сформулировать определение оснований:

Основания — это сложные вещества, образованные металлическим элементом и гидроксильными группами.

Запишем формулу оснований в общем виде:

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Следует отметить, что основания, как и соли,— вещества не молекулярного, а ионного строения, поэтому их формулы отображают соотношения ионов металла Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами и ионов гидроксильной группы Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами в веществе.

Номенклатура оснований

По современной номенклатуре название оснований состоит из двух слов: слова гидроксид и названия металлического элемента, например: Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами — гидроксид калия. Если металл проявляет переменную валентность, ее указывают в круглых скобках после названия металла без интервала: Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами — гидроксид хромаОснования в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

У некоторых оснований сохранились также исторические названия: Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами — едкое кали, Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами — едкий натр.

Составление формул оснований и определение валентности металла в формуле основания. Рассмотрим на примерах, как составлять формулы оснований и определять валентность металла по формуле основания.

Пример:

Составить формулу гидроксида магния.

Решение

Исходя из определения оснований, первым записываем символ металла, а после него — гидроксильную группу Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами Магний проявляет постоянную валентность 2. Поэтому и гидроксильных групп в формуле этого основания будет две.

Ответ: формула основания —Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Пример 2. Определить валентность меди в формулах оснований Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Решение

Известно, что в формуле основания валентность металла совпадает с количеством гидроксильных групп. Первая формула содержит одну гидроксильную группу, вторая — две. Поэтому в первой формуле медь одновалентна, а во второй — двухвалентна.

Ответ: Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Физические свойства и классификация оснований

Основания — твердые вещества, преимущественно белого цвета, хотя встречаются и других цветов. Например, гидроксид медиОснования в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами — голубой, гидроксид железаОснования в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами — коричневый.

По способности растворяться в воде основания, как и соли, бывают растворимые, малорастворимые и нерастворимые. Преобладают нерастворимые. Среди хорошо растворимых — гидроксид натрия, гидроксид калия. Их растворы мылкие на ощупь.

Растворимые в воде основания получили название щелочи. По таблице растворимости солей, оснований и кислот можно узнать, к какой группе по способности растворяться в воде принадлежит то или иное основание.

Итак, по физической характеристике — способности растворяться в воде — основания разделяют на растворимые, или щелочи, и нерастворимые.

Существует еще одна классификация оснований — по химическим свойствам. Согласно ей их разделяют на типичные основания и амфотерные гидроксиды. Но об этом речь пойдет позже.

Основания, хорошо растворимые в воде,— тугоплавкие вещества. Основания, нерастворимые в воде, при нагревании разлагаются с выделением воды и образованием оксида.

Итоги:

  • Основания — сложные вещества немолекулярного строения, химическая формула которых состоит из одного атома металла и одной или нескольких гидроксильных групп.
  • Число одновалентных гидроксильных групп в формуле основания равно валентности металла, поэтому в общем виде формула оснований имеет вид Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами
  • Современное название основания состоит из слова гидроксид с добавлением к нему названия металла. Если металл проявляет переменную валентность, то ее указывают после названия металла в скобках.
  • При обычных условиях основания находятся в твердом состоянии, часть из них хорошо растворяется в воде. Растворенные в воде основания называются щелочами.

Что такое основания

Известь — соединение, известное человеку давно. Смесь извести с водой нередко используют и в настоящее время в строительстве. Такой смесью белят стволы и ветки деревьев, защищая их от вредителей, а зимой — от солнечных ожогов. Известь (точнее — гашеная известь) Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами принадлежит к классу оснований.

Каждое основание образовано тремя элементами. Из них два элемента «обязательные» — Оксиген и Гидроген, а третьим является металлический элемент.

Основание — соединение, которое состоит из катионов металлического элемента Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами и гидроксид-анионов Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Название иона Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами происходит от названий элементов Гидрогена и Оксигена. Объяснить, почему его заряд равен — 1, можно так. Представим себе, что ион Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами образуется в результате соединения ионов Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами и сложим заряды этих частиц: Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Формулы оснований

Выведем общую химическую формулу соединений этого класса. Вы знаете, что любое вещество электронейтрально. Поэтому в основании на каждый ион металлического элемента с зарядом +n должно приходиться ионов Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами. Следовательно, общая формула оснований — Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Примеры химических формул оснований: Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Основания — ионные соединения. Поэтому для них не составляют графические формулы.

Названия оснований

Химические названия оснований состоят из двух слов. Первым словом является название элемента, а вторым — «гидроксид». Например, соединение с формулой Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами называют «натрий гидроксид», а основание Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами — «магний гидроксид» . Склоняется лишь второе слово названия: натрий гидроксида, магний гидроксидом.

Если элемент имеет переменную валентность, то в названии основания указывают ее значение после названия элемента (римской цифрой в скобках): Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами — феррум(II) гидроксид.

Это интересно. Оснований Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами и Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами не существует.

Среди соединений с общей формулой Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами есть и такие, которые не принадлежат к основаниям, так как отличаются от них по химическим свойствам. Их называют амфотерными гидроксидами (§ 13).

Основание Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами основный оксид. Каждому основанию соответствует определенный оксид:

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Заряд иона металлического элемента в основании и оксиде один и тот же.

Оксиды, которые отвечают основаниям, называют основными.

В отличие от оксидов, оснований в природе нет.

Выводы:

Основания — соединения, которые содержат катионы металлических элементов Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами и гидроксид-анионы Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами Общая формула оснований — Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Химическое название основания состоит из названия металлического элемента и слова “гидроксид”.

Каждому основанию соответствует оксид; его называют основным оксидом. Заряд иона металлического элемента в этих соединениях один и тот же.

Свойства и применение оснований

Физические свойства оснований:

Вам известно, что каждое основание состоит из положительно заряженных ионов металлического элемента и отрицательно заряженных гидроксид-ионов Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами. Основания, как и ионные оксиды, в обычных условиях являются твердыми веществами. Они должны иметь высокие температуры плавления. Но при умеренном нагревании почти все основания разлагаются (на соответствующий оксид и воду). Расплавить удается только гидроксиды Натрия и Калия (температуры плавления соединений составляют соответственно 322 и 405 °С).

Большинство оснований не растворяются в воде (рис. 20). Малорастворимыми являются гидроксиды Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами а хорошо растворимыми — основания, образованные щелочными элементами Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиОснования в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами и соединение Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами
> > >
Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами
Водорастворимые основания называют щелочами*.

* – К щелочам часто относят соединенияОснования в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Сведения о растворимости оснований в воде можно найти в таблице, размещенной на форзаце 2 учебника. Ее называют таблицей растворимости. Приводим соответствующий фрагмент этой таблицы:

Растворимость некоторых оснований в воде при температуре 20—25 °СОснования в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Буквой «р» обозначены растворимые основания (щелочи), «м» —малорастворимые, «н>> — нерастворимые. Прочерк «— » означает, что такого основания не существует.

Щелочи и их растворы мылки на ощупь, разъедают многие материалы, вызывают серьезные ожоги кожи, слизистых оболочек, сильно поражают глаза (рис. 21). Поэтому натрий гидроксид в прошлом получил название «едкий натр», а калий гидроксид — «едкое кали ».

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Работая со щелочами и их растворами, будьте особенно осторожны. Если раствор щелочи попал на руку, немедленно смойте его большим количеством проточной воды и обратитесь за помощью к учителю или лаборанту. Вы получите у них разбавленный раствор определенного вещества (например, уксусной кислоты), которым нужно обработать кожу для удаления остатков щелочи. После этого руку тщательно промойте водой.

Химические свойства оснований:

Возможность протекания многих реакций с участием оснований зависит от растворимости этих соединений в воде. Щелочи в химических превращениях значительно более активны, чем нерастворимые основания, которые, например, с солями и некоторыми кислотами не реагируют.

Действие на индикаторы:

Растворы щелочей способны изменять окраску особых веществ — индикаторов*. Эти вещества были обнаружены в некоторых плодах и цветах. В настоящее время используют индикаторы, которые производят на химических заводах. Они более эффективны, чем природные, и лучше сохраняются.

К важнейшим индикаторам относятся лакмус, фенолфталеин, метиловый оранжевый (сокращенное название — метилоранж), а также универсальный индикатор. Последний является смесью нескольких веществ. Эта смесь, в отличие от отдельных веществ-индикаторов, изменяет цвет не только в присутствии щелочи, но и в зависимости от ее количества в растворе.

В химических лабораториях применяют водные растворы метилоранжа и лакмуса, водно-спиртовый раствор фенолфталеина. Очень удобна в использовании так называемая индикаторная бумага. Это — специальная бумага, пропитанная раствором индикатора, а затем высушенная и нарезанная маленькими полосками (рис. 22). Существует также индикаторная бумага, пропитанная раствором лакмуса или фенолфталеина.

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Изменение окраски индикатора (рис. 23) является следствием его реакции со щелочью.
Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами
* —  Термин происходит от латинского слова indico — указываю, определяю.

Уравнения таких реакций не приводим, поскольку формулы индикаторов и продуктов их химических превращений довольно сложные.

Нерастворимые основания на индикаторы не действуют.

Реакции с кислотными оксидами

Растворимые и нерастворимые основания взаимодействуют с соединениями противоположного характера, т. е. имеющими кислотные свойства. Среди этих соединений — кислотные оксиды. Соответствующие реакции были рассмотрены в предыдущем параграфе. Приводим дополнительные примеры:

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Реакции с кислотами

При взаимодействии основания с кислотой вещества обмениваются своими составными частями:
Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами
Это — реакция обмена.

Выяснить, осталась ли щелочь после добавления определенной порции кислоты, можно, добавив к жидкости 1 — 2 капли раствора фенолфталеина. Если малиновый цвет не появился, то щелочь полностью прореагировала с кислотой.

Пример реакции нерастворимого основания с кислотой:

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Реакцию между основанием и кислотой называют реакцией нейтрализации.

Выяснить, осталась ли щелочь после добавления определенной порции кислоты, можно, добавив к жидкости 1 — 2 капли раствора фенолфталеина. Если малиновый цвет не появился, то щелочь полностью прореагировала с кислотой.

Пример реакции нерастворимого основания с кислотой:

Мп(ОН)2 + 2HN03 = Mn(N03)2 + 2Н20.

Реакцию между основанием и кислотой называют реакцией нейтрализации.

Реакции щелочей с солями

Это — реакции обмена. Они происходят в растворе, причем исходная соль должна быть растворимой, а новое основание или новая соль — нерастворимыми.

Выясним возможность реакции между натрий гидроксидом и манган(II) нитратом:

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Воспользуемся таблицей растворимости (приводим ее фрагмент):Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Как видим, соль Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами растворяется в воде. Чтобы реакция произошла, исходные вещества — щелочь Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами и соль Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами — должны обменяться своими ионами с образованием нерастворимого соединения. По таблице определяем, что этим соединением является новое основание Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами а новая соль Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами растворяется в воде. Значит, реакция между натрий гидроксидом и манган(II) нитратом возможна:

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Термическое разложение

Почти все основания (кроме гидроксидов Натрия и Калия) при нагревании разлагаются на соответствующий оксид и воду (водяной пар):

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Взрослым известна жидкость под названием «нашатырный спирт». Это — водный раствор газа аммиака Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами его используют как лечебное средство. В нашатырном спирте содержится необычное по своему составу основание. Его формула — Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами а химическое название — аммоний гидроксид. Соединение образуется в результате реакции

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

в которую вступает небольшая часть растворенного аммиака, и одновременно разлагается на исходные вещества. На это указывает знак Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами в химическом уравнении.

Аммоний гидроксид подобно щелочам (NaOH, КОН и др.) изменяет окраску индикаторов, взаимодействует с кислотными оксидами, кислотами, солями:

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Изложенный материал обобщен в схеме 2.

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами
 

Применение оснований

Широкое применение среди оснований получили щелочи, прежде всего гидроксиды Кальция и Натрия.

Вам известно, что вещество, называемое гашеной известью, является кальций гидроксидом Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами Гашеную известь используют как связующий материал в строительстве. Ее смешивают с песком и водой. Полученную смесь наносят на кирпич, штукатурят ею стены. В результате реакций основания с углекислым газом и силиций(IV) оксидом смесь затвердевает. Кальций гидроксид также применяют в сахарной промышленности, сельском хозяйстве, при изготовлении зубных паст, получении многих важных веществ.

Натрий гидроксид используют при производстве мыла (осуществляют реакции щелочи с жирами), лекарств, в кожевенной промышленности, для очистки нефти и т. д.

Выводы:

Основания — твердые вещества ионного строения. Большинство оснований не растворяется в воде. Водорастворимые основания называют щелочами. Щелочи изменяют окраску особых веществ — индикаторов.

Основания взаимодействуют с кислотными оксидами и кислотами с образованием солей и воды. Щелочи реагируют и с солями; продукты каждой реакции — другие основание и соль. Нерастворимые основания разлагаются при нагревании на соответствующие оксиды и воду.

Реакцию между основанием и кислотой называют реакцией нейтрализации. На практике используют преимущественно гидроксиды Кальция и Натрия.

Способы получения оснований и амфотерных гидроксидов

Получение щелочей: один из способов получения щелочей основан на реакции металла с водой (рис. 40). Кроме щелочи, образуется водород:

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Второй способ получения щелочей — взаимодействие основного оксида с водой:

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Таким способом получают гашеную известь на заводах и непосредственно перед использованием этого вещества для строительных работ, побелки стволов деревьев:

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Щелочь можно получить и с помощью реакции обмена между растворимой солью и другой щелочью (в растворе). Исходные соединения подбирают так, чтобы образовалась нерастворимая соль:

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Гидроксиды Натрия и Калия производят в промышленности действием постоянного электрического тока на водные растворы хлоридов:

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Этот процесс называют электролизом.

Получение нерастворимых оснований

Нерастворимое основание можно получить только с помощью реакции обмена между солью и щелочью в растворе. Поскольку основание будет выпадать в осадок, то образующаяся соль должна быть растворимой в воде (два нерастворимых соединения разделить невозможно):

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Малорастворимый магний гидроксид может быть не только продуктом реакции обмена. Это соединение, как и щелочи, образуется при взаимодействии металла или оксида с водой. Правда, эти реакции происходят медленно, а первая — только при нагревании:

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами
Изложенное обобщает схема 7.

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Схема 7. Получение оснований

Получение амфотерных гидроксидов

Ввиду того что амфотерный гидроксид проявляет свойства основания и кислоты, его можно получить с помощью реакций обмена и как основание

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

и как кислоту

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Эти превращения происходят потому, что все амфотерные гидроксиды нерастворимы в воде.

Щелочь или кислоту нельзя брать в избытке, поскольку амфотерный гидроксид реагирует с обоими соединениями. Например, при взаимодействии натрий цинка с избытком сульфатной кислоты вместо цинк гидроксида образуется цинк сульфат:

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Некоторые амфотерные гидроксиды можно получить реакцией обмена между двумя солями в растворе, если одна из солей — продуктов реакции — разлагается водой (такие сведения имеются в таблице растворимости):

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Выводы:

Щелочи получают взаимодействием соответствующих металлов или оксидов с водой.

Общий метод получения растворимых и нерастворимых оснований, а также амфотерных гидроксидов основан на реакции обмена между щелочью и солью в растворе. Амфотерные гидроксиды, кроме того, получают взаимодействием соответствующих солей с кислотами.

Химические свойства оснований

О действии растворов оснований на индикаторы, взаимодействие оснований с кислотными оксидами и кислотами вы узнали ранее. Вспомним соответствующие реакции.

Действие оснований на индикаторы

(Это свойство имеют лишь основания, растворимые в воде, то есть щелочи.) В растворе щелочей лакмус приобретает синий цвет, метиловый оранжевый — желтый, а фенолфталеин — малиновый. Универсальный индикатор в разбавленном растворе щелочи имеет зеленую окраску, в концентрированном — синюю и сине-фиолетовую.

Взаимодействие с кислотными оксидами

Щелочи взаимодействуют с кислотными оксидами, образовывая соль кислоты, которой отвечает взятый для реакции оксид, и воду:

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Взаимодействие с кислотами (реакция нейтрализации)

Щелочи (уравнение а) и нерастворимые основания (уравнение б) взаимодействуют с кислотами, образуя соль и воду:

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Следующие два свойства оснований вам еще неизвестны, поэтому для их изучения проведем химический эксперимент.

Взаимодействие щелочей с растворами солей

(Реакция происходит в том случае, если по крайней мере один из продуктов реакции выпадает в осадок или выделяется в виде газа.)

Опыт 1. Нальем в сосуд раствор сульфата железаОснования в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами и прибавим к нему раствор гидроксида натрия. Сразу же происходит взаимодействие веществ, о чем свидетельствует образование коричнево-красного осадка:

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Отношение оснований к нагреванию

Щелочи устойчивы к нагреванию. Нерастворимые основания при нагревании разлагаются на оксид металла и воду.

Опыт 2. Сухую пробирку на 1/4 наполним гидроксидом медиОснования в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами закрепим ее в держателе и нагреем. Наблюдаем, как голубой цвет (цвет гидроксида медиОснования в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами изменится на черный (цвет оксида медиОснования в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами а вблизи отверстия пробирки появятся капельки воды: Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

В том, что одним из продуктов этой реакции будет вода, можно удостовериться, подержав холодный предмет (например, стеклянную пластину) около отверстия пробирки.

Чтобы закрепить знания о химических свойствах оснований, выполните лабораторные опыты 3, 4, 5, 6. Прежде чем приступить к их выполнению, ознакомьтесь с мерами предосторожности во время работы со щелочами и неуклонно выполняйте их.

Меры предосторожности во время работы со щелочами:

Твердые щелочи и их растворы разъедают ткань, бумагу, вызывают ожоги кожи, глаз, что очень опасно. Поэтому обращаться с ними нужно осторожно: гранулу щелочи (вспомните, что это твердые вещества) ни в коем случае не брать руками; не разливать растворы; следить, чтобы раствор не попадал на открытые участки кожи, в глаза, на одежду, парту, книги, тетради. Вам понадобятся защитная одежда (халат, передник) и защитные очки. Посуду с раствором щелочи следует держать закрытой, чтобы она не реагировала с углекислым газом воздуха.

Если вы разлили щелочь, сразу нейтрализуйте ее уксусом. Участок кожи, на который попала щелочь, быстро промойте большим количеством воды. Если щелочь попала в глаза, немедленно промойте их медицинским раствором борной кислоты.

Итоги:

  •  Щелочи в химическом отношении более активны, чем нерастворимые основания, и имеют такие типичные свойства:

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

  • Типичными химическими свойствами нерастворимых оснований является взаимодействие с кислотами и разложение при нагревании:

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

  • Реакция нейтрализации свойственна и щелочам, и нерастворимым основаниям.
  • Взаимодействие щелочи с раствором соли происходит, если среди продуктов реакции есть нерастворимые вещества.

“Для того, чтобы спаять две железные части какого-либо предмета, необходимо поверхность металла тщательным образом очистить от ржавчины, в состав которой входит гидроксид железаОснования в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами (этот процесс имеет еще название «травление»). Чаще всего для этого используют соляную кислоту: Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Чтобы во время травления с кислотой взаимодействовала только ржавчина, а не железо, из которого изготовлен предмет, в травильный раствор добавляют ингибиторы — вещества, которые действуют противоположно катализаторам. Они замедляют реакции, а то и совсем их прекращают. Ингибитором реакции между железом и соляной кислотой является органическое вещество уротропин.

Если вы хотя бы раз пользовались горючим под названием «сухой спирт», то имели дело со смесью уротропина с небольшим количеством парафина. Это горючее удобно тем, что быстро зажигается, легко гаснет и почти не оставляет пепла.

Понятие об амфотерных гидроксидах

Щелочи и большинство нерастворимых оснований взаимодействуют с кислотами и не взаимодействуют с представителями своего класса. Кислоты взаимодействуют с основаниями и не взаимодействуют с другими кислотами. Проверив экспериментально, с какими веществами данное вещество взаимодействует, а с какими — нет, можно сказать: к классу оснований или к классу кислот оно относится. Это общее правило. Однако оно имеет исключение, понять которое нам помогут опыты с гидроксидом цинка.

По способности растворяться в воде это вещество принадлежит к нерастворимым основаниям. Единственным способом получения нерастворимых оснований является взаимодействие растворимой соли соответствующего металла с раствором щелочи. Одним из продуктов этого взаимодействия будет нерастворимое основание.

Опыт 1. Нальем в колбу раствор сульфата цинка и добавим к нему небольшими порциями раствор гидроксида натрия, пока в колбе не образуется белый осадок (рис. 13):

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Образовавшийся осадок разделим, поместим в 2 колбы и проведем следующие опыты.

Опыт 2. В первую колбу с гидроксидом цинка добавим соляной кислоты. Осадок сразу исчезает, что является признаком химического явления: Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Обратимся к таблице растворимости и увидим, что образовавшаяся соль хлорид цинка — растворимое в воде соединение.

Произошла реакция нейтрализации, в которой гидроксид цинка проявил свойства основания.

Опыт 3. Во вторую колбу с гидроксидом цинка добавим раствор гидроксида натрия. Наблюдение показывает, что, как и в опыте с соляной кислотой, осадок исчез. Следовательно, осадок прореагировал с избытком щелочи (в опыте 1 мы прекратили доливать раствор щелочи, как только образовался осадок. При избыточном добавлении щелочи мы успели бы лишь визуально зафиксировать появление и исчезновение осадка).

Запишем уравнение проведенной реакции:

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Образовалась соль натрия, в которой вместо привычного кислотного остатка есть остаток, содержащий один атом цинка и четыре (тетра — четыре) гидроксильные группы. Остаток такого вида записывают в квадратных скобках.

В этой реакции гидроксид цинка сыграл роль кислоты, потому что металлический элемент цинк после реакции вошел в состав кислотного остатка.

Гидроксиды, которые образуют соль при взаимодействии как с кислотой, так и со щелочью, называют амфотерными гидроксидами.

Повторите материал об амфотерных оксидах (§ 13) и составьте формулы амфотерных гидроксидов, которые им отвечают.

Амфотерные гидроксиды реагируют со щелочами не только в растворе, но и в расплаве:

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Образовавшаяся соль имеет двухвалентный кислотный остаток Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами Наличие в нем цинка доказывает, что при сплавлении со щелочью гидроксид цинка проявил свойства кислоты.

Проведенные опыты свидетельствуют, что разделение сложных неорганических веществ на оксиды, кислоты, основания и

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

соли не лишено исключений. Бывают вещества со смешанными свойствами, например амфотерные гидроксиды.

Применение оснований:

Представители этого класса неорганических веществ в природе отсутствуют. Но потребность в них существует, поэтому их получают специально. Наибольшее практическое значение имеют щелочи гидроксид натрия и гидроксид калия. Применение этих и некоторых других оснований показано на рисунке 14.

Итоги:

Получение оснований

Растворимые основания (щелочи) получают взаимодействием металла или его оксида с водой.

1. Взаимодействие активных металлов с водой приводит к образованию щелочей и выделению водорода:

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

(К какому типу относятся эти реакции?)

2. Взаимодействие оксидов активных металлов с водой завершается образованием растворимого в воде гидроксида — щелочи:

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

(Какой это тип реакции?)

3. В промышленности щелочи получают электролизом водных растворов бескислородных кислот. Этот способ вы будете изучать в следующем классе.

4. Нерастворимые основания получают действием раствора щелочи на растворимую соль соответствующего металла:

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Классификация, номенклатура и получение оснований

Поместите в керамический тигель немного карбоната кальция (известняка) и в течение 10 минут раскалите на огне спиртовки.
После того как тигель остынет, влейте поверх него немного дистиллированной воды, Затем помешивайте стеклянной палочкой и проверьте красной лакмусовой бумагой. Что вы наблюдаете? Обсудите свои соображения с товарищами. Запишите уравнения реакций.

Сложные вещества, в составе которых содержатся одна или несколько гидроксильных групп (ОН), соединенных с атомами металлов, называются основаниями. Основания обозначаются общей формулой Me(OH)n

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Гидроксильная группа ОН всегда одновалентна. Число гидроксильных групп соответствует валентности металла.

Классификация:

Основания классифицируются по своей растворимости в воде и кислотности.
Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Растворимые в воде основания называют щелочами. Кроме Li, Na, К, Rb, Cs, Ca, Sr, Ba, гидроксиды других металлов не растворяются или очень мало растворяются в воде. Часть нерастворимых в воде оснований обладает амфотерными (двойственными) свойствами.

Основания, вступающие в реакцию как с кислотами, так и с щелочами, образуя соль и воду, называются амфотерными основаниями: Zn (ОН)2, Be (OH)2, Al (OH)3, Fe (OH)3.

Число гидроксильных групп в составе оснований определяет их кислотность.

Номенклатура:

При наименовании оснований по международной номенклатуре, если металл, образующий основание, имеет постоянную валентность, то вначале указывается слово «гидроксид», а затем название металла. Если же металл обладает переменной валентностью, то после слова «гидроксид» и названия металла валентность отмечают римскими цифрами в скобках.

Основания металлов с постоянной валентностью Основания металлов с постоянной валентностью
Гидроксид металла Международное название Гидроксид металла Международное название
Mg(OH)2 Гидроксид магния Pb(OH)2 Гидроксид свинца (II)
NaOH Гидроксид натрия Cr(OH)3 Гидроксид хрома (III)
Al(OH)3 Гидроксид алюминия CuOH Гидроксид меди (I)

Графические формулы оснований:
Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Получение растворимых в воде оснований

Получение в лабораторных условиях.
При взаимодействии активных металлов (щелочных металлов Li, Na, К, Rh, Cs и щелочноземельных металлов Ca, Sr, Ba) с водой.
Эти реакции протекают в обычных условиях.

металл + вода → щелочь + H2 ↑

2Li + 2HОH → 2LiOH + H2 ↑

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами
 

При взаимодействии в обычных условиях гидридов щелочных (NaH3 КН) и щелочноземельных металлов(CaH2, BaH2) с водой.
гидрид металла + вода → щелочь + H2↑

NaH + H2O → NaOH + H2
CaH2 + 2H2O → Ca(OH) 2 + 2H2

При взаимодействии оксидов щелочных и щелочноземельных металлов с водой.
оксид металла + вода → щелочь

Na2O + H2O → 2NaOH  

CaO + H2O → Ca(OH)2

Получение нерастворимых в воде оснований

При добавлении в раствор растворимой соли среднеактивных и пассивных металлов щелочи. Получение растворимых в воде оснований этим методом возможно в том случае, если в результате реакции получится нерастворимая соль.

FeCh + ЗКОН → Fe(OH)3↓ + 3 KCl
Na2SO4 + Ba(OH)2 → BaSO4↓ + 2NaOH

Получение в промышленности

Путем воздействия постоянного электрического тока на водные растворы хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов.
2NaCl + 2H2OОснования в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиH2↑ +Cl2 ↑ +2NaOH

Физические и химические свойства оснований

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами
Определите основания по цвету раствора и осадка в пробирке. Какие физические и химические свойства имеют основания?

Физические свойства: В обычных условиях щелочи это растворимые в воде твердые вещества белого цвета. Некоторые нерастворимые в воде основания имеют другие цвета. Cu(OH)2 голубого, CuOH желтого, Fe(OH)3 бурого, Fe(ОН)2 зеленовато-бурого, Сг(ОН)3 серовато-зеленого цвета.

Все щелочи бывают скользкие как мыло. При растворении в воде они образуют бесцветный раствор.

На рисунке показывается, как меняется цвет индикаторов под действием щелочей. Нерастворимые в воде основания не меняют окраску индикаторов.
Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Слово «индико» в переводе с латинского означает «показываю», «определяю». Индикаторы это сложные органические соединения. Для определения щелочей (а также кислот) используют такие индикаторы, как лакмус, фенолфталеин и метилоранж.

Химические свойства: Взаимодействие оснований с кислотами (реакция нейтрализации). Для всех оснований характерным химическим свойством является их взаимодействие с кислотами. При взаимодействии кислот с основаниями образуются соль и вода.

Cu(OH)2 + 2HNO3 → Cu(NO3)2 +2H2O

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами Нальем в химический стакан (или колбу) на 1/4 раствора гидроксида натрия и добавим к нему 1 2 капли лакмуса. Затем к полученному раствору будем прикатывать раствор соляной кислоты.
Понаблюдайте, как меняется цвет. Запишите уравнение реакции.

Взаимодействие щелочей с амфотерными металлами. Из металлов щелочи взаимодействуют только с амфотерными металлами (Be, Zn, Al), при этом образуется соль и выделяется водород.

Zn+ 2NaOH Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиNa2ZnO2 + H2
2Al + 2NaOH + 2H2OОснования в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами2NaAlO2+3H2

Взаимодействие щелочей с неметаллами. Щелочи взаимодействуют с целым рядом неметаллов (CL, Br2), образуя соль и воду. Лишь при взаимодействии с кремнием выделяется водород.
Si+ 2NaOH +H2OОснования в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиNa2SiO3+ 2H2

Щелочам и нерастворимым в воде основаниям присущи и отличающие их друг от друга химические свойства.

Взаимодействие щелочей с кислотными оксидами. Щелочи вступают в реакцию с кислотными оксидами, а нерастворимые в воде основания не вступают в такую реакцию. 1 моль таких кислотных оксидов, как CO2, S02, SO2, вступает в реакцию соединения с 1 молем однокислотной щелочи.
CO2+NaOH → NaHCO3

Хранить щелочи в открытой посуде нельзя. Потому что при вступлении в реакцию с углекислым газам воздуха образуются соответствующие карбонаты.

В этих реакциях даже в том случае, если кислотного оксида берется в избытке, реакция соединения всё равно происходит. При избытке щелочи, например, в соотношении молей 1:2, получится нормальная соль и вода.

CO2 + 2NaOH → Na2CO3 +H2O

Такие кислотные оксиды, как CO2, SO2, SO2, в зависимости от мольного соотношения, вступают в различные реакции с двухкислотными щелочами, при этом получаются различные продукты.

CO2 + Ca(OH)2 → СаСО3↓ + H2O 2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2

Из кислотных оксидов NO2 при взаимодействии с щелочами образует две различные соли.
2NO2 + 2NaOH → NaNO3 + NaNO2 +H2O

Взаимодействие щелочей с амфотерными оксидами и гидроксидами. Щелочи также взаимодействуют с амфотерными оксидами и гидроксидами, образуя соль и воду.

Разложение оснований. В то время как щелочи не разлагаются, нерастворимые в воде основания при нагревании разлагаются. Самыми неустойчивыми основаниями являются гидроксиды серебра и ртути. Они подвергаются разложению при комнатной температуре.
Hg(OH)2 → HgO+ H2O

Задача:

При размешивании растворов, как показано на рисунке, то в I сосуде красный цвет лакмуса превратится в голубой, а во II сосуде голубой цвет превратится в красный. На основе этих данных определите, какое из веществ X, Y, Z является кислотой, а какие основанием?

Кислота Основание
A)   X, Y Z
В)   Y, Z X
С)    Y  X, Z
D)    Z     X, Y
Е)    X Y, Z

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Решение: Если в I сосуде красный цвет лакмуса превращается в голубой, то Х→кислота, a Y→ щелочь.
А во II сосуде голубой цвет лакмуса превращается в красный, значит, Z→ щелочь, a X→ кислота.
Ответ: E

Задача:

Какие выражения верные, если в результате реакции получается нерастворимая в воде соль?
1)    Формула полученной соли: YxAb
2)    Получится х+b моль Н2О
3)    xОснования в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиb
4)    Продукты реакции проводят электрический ток
5)    Полученный в реакции v (H2O)=x=b

Вступившие в реакцию вещества v (моль)
HxA кислота a
Y(OH)b основание a

Решение: HxA + Y(OH)b→ YxAb+ xH2O (или b H2O).
Ответ: 1:5. Согласно условиям, поскольку соль YxAb нерастворимая в воде соль, то она не проводит электрический ток.

Задача:

Что можно определить на основе таблицы?
1)    Массу оксида
2)    Ar (X)
3)    Степень окисления X в оксиде.

Вещества, полностью вступившие в реакцию Продукт реакции
X O2 XO
4 г 1,6 г

Решение:
Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами
m(ХО) = 4+1,6 = 5,6г; Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами 

Ответ: 1,2,3

Задача:

Вещества, вступившие в реакцию, и их мольное количество Масса полученной соли (в г) N (атом) в молекуле полученной соли (в целом)
Fe(OH)3 HNO3
1 xl yl z1
x2 y2 z2
x3 y3 z3
1 2
A) х1Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамих2Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамих3      z1Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиz2Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиz3
В) х3Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамих2Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамих1 z1Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиz2Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиz3
С) х1Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамих2Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамих3 z3Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиz2Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиz1
D) x2Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиx1Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиx3 z2Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиz1Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиz3
Е) х3Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамих2Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамих1 z3Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиz2Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиz1

Если y3Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиy2Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиy1, то определите отношения между x1Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиx2Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиχ3 и z1Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиz2Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиz3.

Решение:

Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами
Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами
Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами

Ответ: E x3Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиx2Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиx1        z3Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиz2Основания в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерамиz1

  • Кислоты в химии
  • Соли в химии
  • Хлор в химии
  • Сера в химии
  • Вода в химии и её элементный состав, молекулярное строение, формула и молярная масса
  • Железо как химический элемент
  • Озон как химический элемент
  • Оксиды в химии

В (1754) году французский химик Г. Руэль ((1703)–(1770)) ввёл термин «основание», подразумевая, что к соединениям данного класса относится любое вещество, которое способно взаимодействовать с кислотами, образуя соли.

Guillaume-François_Rouelle.jpg

Гийом Франсуа Руэль

(1703)–(1770)

Позже значение этого термина неоднократно уточнялось. Одно из определений, которым пользуются в настоящее время, звучит так:

Основаниями называют сложные вещества, в состав которых входят металлические химические элементы, соединённые с одной или несколькими гидроксогруппами (группами атомов (-OH)).

Исходя из этого, общую химическую формулу оснований можно изобразить следующим образом:

где (M) — знак металлического химического элемента,

а (n) — индекс, численно совпадающий с валентностью металла.

Основания относятся к электролитам, то есть к веществам, растворы и расплавы которых проводят электрический ток.

С точки зрения теории электролитической диссоциации, основания — электролиты, которые, диссоциируя, из отрицательно заряженных ионов образуют только гидроксид-ионы.

Номенклатура оснований

Название основания состоит из слова «гидроксид» и названия металлического химического элемента в родительном падеже. Если металлический элемент имеет переменную валентность, то последняя указывается римскими цифрами в скобках без пробела сразу же после названия металла.

Пример:

Fe(OH)2

 — гидроксид железа((II)),

Cr(OH)2

 — гидроксид хрома((II)).

Растворимые в воде основания называют щелочами.

По их способности растворяться в воде основания делят на растворимые и практически нерастворимые.

base (1).png

Примеры:

Ca(OH)2

 — гидроксид кальция.

Примеры:

Cu(OH)2

 — гидроксид меди((II)),

Fe(OH)2

 — гидроксид железа((II)),

Cr(OH)2

 — гидроксид хрома.

Источники:

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d5/Guillaume-Fran%C3%A7ois_Rouelle.jpg

Основания: классификация, номенклатура, получение

Урок посвящен повторению и обобщению сведений о классификации и свойствах оснований, сравнению химических свойств растворимых и нерастворимых в воде оснований. 

I. Общая формула и названия оснований

Ос­но­ва­ния – это слож­ные ве­ще­ства, в со­став ко­то­рых вхо­дят атомы ме­тал­лов и гид­рок­силь­ные груп­пы – ОН.

Ва­лент­ность гид­рок­силь­ной груп­пы равна еди­ни­це. По­это­му общую фор­му­лу ос­но­ва­ний можно за­пи­сать так:

Ме(ОН)n

где n – число, рав­ное ва­лент­но­сти ме­тал­ла

На­зва­ния ос­но­ва­ний со­сто­ят из двух слов: пер­вое слово в на­зва­нии – «гид­рок­сид», а вто­рое – на­зва­ние ме­тал­ла. Если ва­лент­ность ме­тал­ла пе­ре­мен­ная, то она ука­зы­ва­ет­ся в скоб­ках в конце на­зва­ния. На­при­мер:

NaOH – гид­рок­сид на­трия

Cu(OH)2 – гид­рок­сид меди(II)

У неко­то­рых ос­но­ва­ний есть ис­то­ри­че­ски сло­жив­ши­е­ся на­зва­ния. На­при­мер, гид­рок­сид на­трия по­лу­чил на­зва­ние едкий натр или ка­у­сти­че­ская сода, гид­рок­сид калия – едкое кали, гид­рок­сид каль­ция – га­ше­ная из­весть (пу­шон­ка). Эти на­зва­ния ве­ществ часто встре­ча­ют­ся в тех­ни­че­ской ли­те­ра­ту­ре.

Формула

Название

Формула

Название

LiOH

гидроксид лития

Ca(OH)2

гидроксид кальция

NaOH

гидроксид натрия

Cu(OH)2

гидроксид меди(II)

KOH

гидроксид калия

Fe(OH)3

гидроксид железа(III)

Обратите внимание, что кислородсодержащие кислоты также относятся к гидроксидам, поскольку содержат гидроксогруппу.

Однако, в России принято разделять основные и кислотные гидроксиды на два класса неорганических веществ: основания и кислоты, соответственно. Поэтому в нашей стране чаще всего термин “гидроксид” используется как синоним “основания”.

II. Классификация оснований

Щёлочи – это основания растворимые в воде.  

К щелочам относят гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов: LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2.

Остальные – нерастворимые.
К нерастворимым относят так называемые амфотерные гидроксиды, которые при взаимодействии с кислотами выступают как основания, а со щёлочью -как кислоты.

Классификация оснований по числу групп ОН:

n=1  однокислотное    

n=2  двухкислотное    

n=3  трехкислотное

III. Способы получения оснований


ЩЁЛОЧЕЙ

1. Металл + H2O = ЩЁЛОЧЬ + Н2                  

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

Здесь, Металл – это щелочной металл (LiNaKRbCs)  или щелочноземельный (CaBa,Ra)

2. Оксид металла+ H2O = Щелочь           

Na2O + H2O = 2 NaOH

Здесь, оксид металла (основный оксид, растворимый в воде) – щелочного металла (Li,NaKRbCs)  или щелочноземельного (CaBaRa)

НЕРАСТВОРИМЫХ ОСНОВАНИЙ

СОЛЬ(р-р) + ЩЁЛОЧЬ = ОСНОВАНИЕ↓ + СОЛЬ  

МехАу+ Ме*(OH)= Me(OH)у↓+Ме*хАn  

CuSO4 + 2 NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4

Видео “Получение нерастворимых оснований”

Это интересно

Зачем купать крендель в гидроксиде натрия?

Гидроксид натрия необходим для приготовления некоторых блюд, например, традиционного немецкого кренделя — брецеля. Брецель является в Германии эмблемой пекарей и очень часто изображается на вывесках булочных и пекарен. Перед выпечкой брецели погружают на несколько секунд в раствор гидроксида натрия, что способствует образованию уникальной хрустящей корочки.

Чтобы приготовить скандинавское блюдо из рыбы — лютефиск — также необходим гидроксид натрия. Сушёную треску вымачивают 5 — 6 дней в едкой щёлочи, и рыба приобретает мягкую, желеобразную консистенцию.

Гидроксид натрия зарегистрирован в качестве пищевой добавки E524.

IV. Выполните задания

№1. Распределите химические формулы в таблицу : 

LiOH , NO , Al2O3, Zn(OH)2, CaO , SiO2, CrO , NaOH , Mn2O7, Fe(OH)2Cr2O3

Основный оксид Кислотный оксид Амфотерный оксид Безразличный оксид Щёлочь Нерастворимое основание
           

№2. Выпишите химические формулы оснований в два отдельных столбика: щёлочи и нерастворимые основания и назовите их : MnO, P2O5, Ca(OH)2, CO, Al(OH)3, BeO, Mg(OH)2,K2O, ZnO, KOH, CrO3

№3. Приведите по два уравнения реакций получения следующих оснований:
1) Гидроксид калия
2) Гидроксид кальция
в) Гидроксид железа (III)

V. Тренажеры

Тренажер №1. Классификация оснований

Тренажёр №2. Классификация оснований по растворимости в воде

Тренажёр №3. Оказание первой помощи при попадании щелочей на кожу

Тренажёр №4. Правила техники безопасности при работе со щелочами

Тренажёр №5. Составление названия основания по формуле

Тренажёр №6. Составление формул оснований

Тренажёр №7. Установление соответствия: основание – оксид металла

ЦОРы

Видео: “Получение нерастворимых оснований”

Видео-презентация: Классификация оснований”

Оcнованиями
называются химические
вещества, распадающиеся (диссоциирующие)
в водном растворе (или в расплаве) на
положительно заряженные ионы металла
и отрицательно заряженные ионы гидроксила
(определение Аррениуса).

Например:

NaOH

Na
+
+ OH

Гидроксид натрия катион натрия гидроксид-ион

Основаниями являются сложные вещества,
образующиеся при гидратации основных
оксидов.

Например:

CaO
+ H2O
= Ca(OH)2
– гидроксид кальция,

BaO + H2O
= Ва(ОН)2
гидроксид бария.

Классификация оснований

По растворимости в воде все основания
можно подразделить на растворимые в
воде и нерастворимые.

Основания, растворимые в воде, называются
щелочами
(см. табл. 6 приложения).

Большинство
оснований в воде
нерастворимы.

Основания различаются по
кислотности.
Они бывают однокислотными и многокислотными.

Кислотность оснований
определяется количеством гидроксильных
групп, которые могут быть замещены на
кислотные остатки.

Рис. 2.4. Классификация
оснований

Однокислотные
основания образуются от одновалентных
металлов, а многокислотные
основания – от поливалентных металлов.

Например:

LiОН – однокислотное основание,

Са(ОН)2
– двухкислотное основание,

A1(ОН)3
– трехкислотное основание и т.д.

Графическое изображение формул оснований

При графическом изображении формул
оснований следует иметь в виду, что
число гидроксильных групп определяется
валентностью металла и, что атом водорода
связан с металлом через атом кислорода:

Например:

Ca(OH)2
H-O-Ca-O-H

O-H

Al(OH)3 Al O-H

O-H

Номенклатура оснований

По международной номенклатуре
названия оснований складываются из
слова «гидроксид»,
названия металла
и, если металл проявляет переменную
валентность, то в скобках указывается
его валентность.

Например:

КОН – гидроксид калия,

Сu(ОН)2
– гидроксид меди (II),

Fе(ОН)3
– гидроксид железа (III).

Для ряда оснований используются
тривиальные названия.

Например:

NaОН – едкий натр, каустическая
сода, каустик,

КОН – едкое кали,

Bа(ОН)2
– едкий барий,

Са(ОН)2
– гашеная известь.

Химические свойства оснований

Растворы щелочей – мыльные на ощупь и
меняют окраску индикаторов:

а) фиолетовый раствор лакмуса – в синий
цвет,

б) бесцветный раствор фенолфталеина –
в малиновый цвет.

1. Большинство
малорастворимых оснований при нагревании
легко разлагаются
на
оксид и воду.

Например:

Сu(ОН)2


СuО + Н2О,

Sn(OH)2


SnO + Н2О.

Основания щелочных металлов
термически устойчивы.
Так, гидроксид натрия NaОН
кипит при Т
= 1400 C
без разложения.

2. Основания
взаимодействуют с кислотами

(реакция нейтрализации), образуя соль
и воду.

Например:

NaОН + НС1 = NaС1
+ Н2О,

Сu(ОН)2
+ Н2SO4
= СuSO4
+ 2H2O,

Мg(ОН)2
+ 2НNO3
= Мg(NO3)2
+ 2Н2О.

3. Основания взаимодействуют с кислотными оксидами.

Например:

Са(ОН)2
+ СO2
= СаСО3
↓+ Н2О,

Ва(OH)2
+ SO3
= ВаSO4
↓+ Н2О,

6NaОН + Р2О5
= 2NaЗPO4
+ 3H2O.

4. Растворимые
в воде основания (щелочи) взаимодействуют
с амфотерными оксидами
,
образуя при сплавлении соответствующие
соли.

Например:

Al2O3
+ 2NaOH
NаА1O2
+ Н2О,

ZnO + 2КОН

K2ZnO2
+ H2O.

При
взаимодействии амфотерных оксидов с
концентрированными растворами щелочей
образуются гидроксокомплексы.

ZnO
+ 2КОН + H2O

K2[Zn(OH)4].

тетрагидроксоцинкат калия

5. Щелочи
взаимодействуют с растворами солей
,
образуя новое основание и новую соль.

Например:

2NaОН + СuSО4
= Сu(ОH)2
↓+ Na24,

ЗNH4ОН
+ АlСl3
= А1(ОН)3
↓+ 3NH4Cl,

2КОН + МnС12
= Мn(ОН)2
↓+ 2КС.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #

    24.03.2015588.29 Кб662.doc

  • #

    25.03.2015198.14 Кб32.doc

  • #
  • #
  • #
  • #

Содержание

  • 1 Определение. Структура и формула основания
  • 2 Номенклатура
  • 3 Классификация
    • 3.1 Щелочи
  • 4 Свойства
    • 4.1 Химические свойства
  • 5 Получение
  • 6 Применение
    • 6.1 Задания
    • 6.2 Ответы

Основания в химии – совокупность соединений с характерной способностью к взаимодействию с кислотами, в результате которого происходит образование солей. Основания связаны с основными оксидами.

Определение. Структура и формула основания

Основания (основные гидроксиды) – соединения, образуемые связью между положительно заряженным ионом металла и высокореакционной гидроксильной группой – анионом OH-. В зависимости от валентности металла его ион может присоединять одну или несколько гидроксогрупп.

В составе основания катион металла и протон H+, входящий в гидроксогруппу, взаимно отталкиваются. Их удерживает притяжение к отрицательному иону кислорода O2-, причем протон расположен ближе и притягивается сильнее. Связь с металлом менее прочна, и ее величина определяется радиусом металлического иона.

Общий вид формулы основного гидроксида — MeOHn. Для определения величины n – количества гидроксогрупп, присоединяющихся к металлу, необходимо знать его степень окисления :

натрий Na+ n=1 NaOH
железо(II) Fe2+ n=2 FeOH2
железо(III) Fe3+ n=3 FeOH3

В качестве основания может рассматриваться гидрат аммиака () в водном растворе, в этом случае формула данного соединения записывается как NH4OH.

Номенклатура

Наименования оснований строятся по правилу: «гидроксид + название металла». Если степень окисления металла непостоянна, в названии указывается его валентность: гидроксид железа(III).

Некоторые основания имеют, помимо систематических, тривиальные (традиционные и технические) названия:

Основание

Тривиальное название

гидроксид натрия NaOH едкий натр; каустик (техн.)
гидроксид калия KOH едкое кали; калиевый щелок
гидрат аммиака NH4OH (в растворе – гидроксид аммония) аммиачная вода
гидроксид кальция Ca (OH2) гашеная известь; пушонка
гидроксид бария Ba (OH2) (в растворе) баритовая вода

Классификация

Основания подразделяются по следующим признакам:

Растворимость в воде:

  • растворимые – гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов, тяжелого металла таллия(I) TlOH, а также гидроксид аммония;
  • нерастворимые.

Кислотность – количество n соединенных с металлом гидроксид-ионов OH-: одно-, двух-, трехкислотные.

Сила – способность к диссоциации, то есть отдаче гидроксид-ионов:

  • сильные (все растворимые, за исключением гидроксида аммония, и малорастворимые гидроксиды щелочноземельных металлов кальция Ca(OH2) и стронция Sr(OH2);
  • слабые (нерастворимые в воде основания и гидроксид аммония NH4OH).

Щелочи

К щелочам относят сильные основания, растворимые в воде. В отношении гидроксидов кальция и стронция понятие «щелочь» применяется к растворенной части:

Формула щелочи имеет вид ROH либо ROH2  в зависимости от степени окисления образующего ее металла R. Трехосновных щелочей не существует. В таблице представлены щелочи, образованные металлами разных групп периодической таблицы:

Металлы

Гидроксиды

Щелочные (I A):

  • Li (литий)
  • Na (натрий)
  • K (калий)
  • Rb (рубидий)
  • Cs (цезий)
«Едкие щелочи»:

LiOH

NaOH

KOH

RbOH

CsOH

Щелочноземельные (II A):

  • Ca (кальций)
  • Sr (стронций)
  • Ba (барий)
  • Ra (радий)
Ca(OH2)

Sr(OH2)

Ba(OH2)

Ra(OH2)

III A:

  • TlI таллий(I)
TlOH

Чем больше радиус металлического катиона и чем меньше его заряд (степень окисления), тем слабее связь с гидроксогруппой OH- и, следовательно, тем сильнее основание. Наиболее сильные щелочи в химии – это гидроксиды цезия и радия: у этих металлов самые крупные ионы. Соответственно слабейшая из щелочей – гидроксид лития.

Свойства

В стандартных условиях основания – твердые вещества с кристаллическим строением, различных оттенков (чаще белые или бесцветные), без запаха. Едкие щелочи в твердом состоянии чрезвычайно гигроскопичны. Расплавы и растворы щелочей являются электролитами.

Водные растворы щелочей – мылкие жидкости, вызывающие изменение цвета индикаторов:

  • лакмус: фиолетовый → синий;
  • фенолфталеин: бесцветный → малиновый;
  • метилоранж: оранжевый → желтый;
  • универсальный: оранжевый → синий.

Концентрированные щелочные растворы опасны в обращении. При работе с ними необходимо использовать средства защиты и соблюдать технику безопасности. Едкие щелочи растворяются не только в воде, но также в метаноле и этаноле.

Химические свойства

1. В растворах и расплавах сильные основания диссоциируют:

Гидроксид аммония – неустойчивое соединение и самопроизвольно разлагается на аммиак и воду:

2. Взаимодействие с кислотами

Реакции нейтрализации между щелочью и кислотой, продуктами которых являются соль и вода:

Ионное уравнение: ; сокращенное .

Слабое основание не диссоциирует, поэтому для реакции

  • Реакция протекает не до конца при избытке одного из реагентов:

– образуется основная соль сульфат гидроксомеди(II);

– образуется кислая соль дигидрофосфат натрия.

Если оба реагента слабые, реакция не идет.

3. Взаимодействие с оксидами и гидроксидами

  • Между щелочью и кислотным оксидом с образованием соли и воды:

  • Между щелочным расплавом и амфотерным оксидом либо гидроксидом:

  • Между раствором щелочи и амфотерным оксидом (гидроксидом):

В реакциях этого типа образуется комплексная соль (здесь – гексагидроксоалюминат натрия).

Нерастворимые основания принадлежат к амфотерным гидроксидам: по отношению к сильным основаниям они обладают кислотными свойствами.

4. Между щелочью и растворимой солью протекает реакция обмена, если хотя бы один из продуктов выпадает в осадок:

Ионное уравнение: ; сокращенное – .

5. Участие в окислительно-восстановительных реакциях с металлами, не образующими основных оксидов (Be, Al, Zn, Sn), и с некоторыми неметаллами:

6. Разложение на оксид и воду при нагревании нерастворимых и малорастворимых оснований:

.

Легкорастворимые щелочи устойчивы к нагреванию, за исключением гидроксида лития.

Получение

Это интересно:

Масса молекул. Количество вещества и моль

О химических элементах и атомах

Применение

Физико-химические свойства оснований сделали их незаменимыми веществами во всех отраслях, использующих химические технологии:

  • в добыче полезных ископаемых и металлургии;
  • в производстве потребительских товаров, косметической, пищевой и фармацевтической продукции;
  • в производстве красителей, бытовой химии и удобрений;
  • в топливной и химической промышленности;
  • в строительстве и многих других областях.

Наиболее широко применяются щелочи, но и нерастворимые основания используются в производстве полимеров, в очистных сооружениях, в медицине, в электротехнике.

Задания

1. Какое соединение в ряду KOH, Ra(OH2), BeO, P2O5, HBrO3, Al(OH3) является:

    1. амфотерным оксидом;
    2. едкой щелочью;
    3. кислотным оксидом;
    4. нерастворимым основанием;
    5. гидроксидом щелочноземельного металла?

2. Какое основание в каждой из пар является более сильным?

    1. Ca(OH)2 или Mg(OH)2;
    2. Ba(OH)2 или Ca(OH)2;
    3. Ra(OH)2 или CsOH;
    4. Sr(OH0)2 или Al(OH)3;
    5. KOH или LiOH.

3. Какие соединения образуются в результате реакции Zn(OH)2+H2SO4? Напишите ее молекулярное и ионное уравнения.

4. Какие соединения являются продуктом реакции между гидроксидом натрия и оксидом азота(V)? Напишите уравнения в молекулярной и ионной форме.

5. Какое основание можно получить, используя реакцию между гидроксидом калия и сульфатом магния? Запишите ее уравнения.

6. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций, позволяющих осуществить превращения .

Ответы



Добавить комментарий