Общие свойства оснований

                                                                                                             

Назад в СПРАВОЧНИК

 

Основания – сложные вещества, состоящие из атома металла и одной или нескольких гидроксильных групп. Общая формула оснований Ме(ОН)n. Основания (с точки зрения теории электролитической диссоциации) – это электролиты, диссоциирующие при растворении в воде с образованием катионов металла и гидроксид-ионов ОН–.

Классификация. По растворимости в воде основания делят на щелочи (растворимые в воде основания) и нерастворимые в воде основания. Щелочи образуют щелочные и щелочно-земельные металлы, а также некоторые другие элементы-металлы. По кислотности (числу ионов ОН–, образующихся при полной диссоциации, или количеству ступеней диссоциации) основания подразделяют на однокислотные (при полной диссоциации получается один ион ОН–; одна ступень диссоциации) и многокислотные (при полной диссоциации получается больше одного иона ОН–; более одной ступени диссоциации). Среди многокислотных оснований различают  двухкислотные (например, Sn(OH)2), трехкислотные (Fe(OH)3) и четырехкислотные (Th(OH)4). Однокислотным является, например, основание КОН.

Выделяют группу гидроксидов, которые проявляют химическую двойственность. Они взаимодействую как с основаниями, так и с кислотами. Это амфотерные гидроксиды (см. таблицу 1).

 

Таблица 1 - Амфотерные гидроксиды

Амфотерный гидроксид (основная и кислотная форма)

Кислотный остаток и его валентность

Комплексный ион

Zn(OH)2 / H2ZnO2

ZnO2 (II)

[Zn(OH)4]2–

Al(OH)3 / HAlO2

AlO2 (I)

[Al(OH)4]–, [Al(OH)6]3–

Be(OH)2 / H2BeO2

BeO2 (II)

[Be(OH)4]2–

Sn(OH)2 / H2SnO2

SnO2 (II)

[Sn(OH)4]2–

Pb(OH)2 / H2PbO2

PbO2 (II)

[Pb(OH)4]2–

Fe(OH)3 / HFeO2

FeO2 (I)

[Fe(OH)4]–, [Fe(OH)6]3–

Cr(OH)3 / HCrO2

CrO2 (I)

[Cr(OH)4]–, [Cr(OH)6]3–

 

Физические свойства. Основания - твердые вещества различных цветов и различной растворимости в воде.

 

Химические свойства оснований

 

1) Диссоциация: КОН + nН2О  К+×mН2О + ОН–×dН2О или сокращенно: КОН К+ + ОН–.

Многокислотные основания диссоциируют по нескольким ступеням (в основном диссоциация протекает по первой ступени). Например, двухкислотное основание Fe(OH)2 диссоциирует  по двум ступеням:

 

Fe(OH)2FeOH+ + OH– (1 ступень);

FeOH+Fe2+ + OH– (2 ступень).

 

2) Взаимодействие с индикаторами (щелочи окрашивают фиолетовый лакмус в синий цвет, метилоранж – в желтый, а фенолфталеин – в малиновый):

 

индикатор + ОН– (щелочь)  окрашенное соединение.

 

3) Разложение с образованием оксида и воды (см. таблицу 2). Гидроксиды щелочных металлов устойчивы к нагреванию (плавятся без разложения). Гидроксиды щелочно-земельных и тяжелых металлов обычно легко разлагаются. Исключение составляет Ba(OH)2, у которого tразл  достаточно высока (примерно 1000 °C).

 

Zn(OH)2 ZnO + H2O.

 

Таблица 2 - Температуры разложения некоторых гидроксидов металлов

Гидроксид tразл, °C Гидроксид tразл, °C Гидроксид tразл, °C
LiOH 925 Cd(OH)2 130 Au(OH)3 150
Be(OH)2 130 Pb(OH)2 145 Al(OH)3 >300
Ca(OH)2 580 Fe(OH)2 150 Fe(OH)3 500
Sr(OH)2 535 Zn(OH)2 125 Bi(OH)3 100
Ba(OH)2 1000 Ni(OH)2 230 In(OH)3 150

 

4) Взаимодействие щелочей с некоторыми металлами (например, Al и Zn):

 

В растворе: 2Al + 2NaOH + 6H2O  ® 2Na[Al(OH)4] + 3H2­

2Al + 2OH– + 6H2О ® 2[Al(OH)4]– + 3H2­.

При сплавлении: 2Al + 2NaOH + 2H2O   2NaAlО2 + 3H2­.

 

5) Взаимодействие щелочей с неметаллами:

 

6NaOH + 3Cl2 5NaCl + NaClO3 + 3H2O.

 

6) Взаимодействие щелочей с кислотными и амфотерными оксидами:

 

2NaOH + СО2 ® Na2CO3 + H2O                2OH– + CO2 ® CO32– + H2O.

В растворе: 2NaOH + ZnO + H2O ® Na2[Zn(OH)4]              2OH– + ZnO + H2О ® [Zn(OH)4]2–.

При сплавлении с амфотерным оксидом: 2NaOH + ZnO Na2ZnO2 + H2O.

 

7) Взаимодействие оснований с кислотами:

 

H2SO4 + Ca(OH)2 ® CaSO4¯ + 2H2O            2H+ + SO42– + Ca2+ +2OH– ® CaSO4¯ + 2H2O

H2SO4 + Zn(OH)2 ® ZnSO4 + 2H2O            2H+ + Zn(OH)2 ® Zn2+ + 2H2O.

 

8) Взаимодействие щелочей с амфотерными гидроксидами (см. таблицу 1):

 

В растворе: 2NaOH + Zn(OH)2 ® Na2[Zn(OH)4]                 2OH–  +  Zn(OH)2 ® [Zn(OH)4]2–

При сплавлении: 2NaOH + Zn(OH)2 Na2ZnO2 + 2H2O.

 

9) Взаимодействие щелочей с солями. В реакцию вступают соли, которым соответствует нерастворимое в воде основание:

 

CuSО4 + 2NaOH ® Na2SO4 + Cu(OH)2¯               Cu2+ + 2OH–  ® Cu(OH)2¯.

 

Получение. Нерастворимые в воде основания получают путем взаимодействия соответствующей соли со щелочью:

 

2NaOH + ZnSО4 ® Na2SO4 + Zn(OH)2¯              Zn2+ + 2OH– ® Zn(OH)2¯.

 

Щелочи получают:

1) Взаимодействием оксида металла с водой:

 

Na2O + H2O ® 2NaOH                     CaO + H2O ® Ca(OH)2.

 

2) Взаимодействием щелочных и щелочно-земельных металлов с водой:

 

2Na + H2O ® 2NaOH + H2­                    Ca + 2H2O ® Ca(OH)2 + H2­.

 

3) Электролизом растворов солей:

 

2NaCl + 2H2O H2­ + 2NaOH + Cl2­.

 

4) Обменным взаимодействием гидроксидов щелочно-земельных металлов с некоторыми солями. В ходе реакции должна обязательно получаться нерастворимая соль.

 

Ba(OH)2 + Na2CO3 ® 2NaOH + BaCO3¯                    Ba2+ + CO32– ® BaCO3¯.

 

Л.А. Яковишин

Назад в СПРАВОЧНИК

Рейтинг@Mail.ru   Союз образовательных сайтов