Cu oh 2 on lahustumatu alus. Põhjused

Metall ja hüdroksüülrühm (OH). Näiteks naatriumhüdroksiid - NaOH, kaltsiumhüdroksiid - Ca(Oh) 2 , baariumhüdroksiid - Ba(Oh) 2 jne.

Hüdroksiidide valmistamine.

1. Vahetusreaktsioon:

CaSO 4 + 2NaOH = Ca(OH) 2 + Na 2 SO 4,

2. Soola vesilahuste elektrolüüs:

2KCl + 2H2O = 2KOH + H2 + Cl2,

3. Leelis- ja leelismuldmetallide või nende oksiidide koostoime veega:

K+2H 2 O = 2 KOH + H 2 ,

Hüdroksiidide keemilised omadused.

1. Hüdroksiidid on oma olemuselt aluselised.

2. Hüdroksiidid lahustub vees (leelis) ja on lahustumatu. Näiteks, KOH- lahustub vees ja Ca(Oh) 2 - kergelt lahustuv, omab lahust valge. Perioodilise tabeli 1. rühma metallid D.I. Mendelejev antakse lahustuvad alused(hüdroksiidid).

3. Hüdroksiidid lagunevad kuumutamisel:

Cu(Oh) 2 = CuO + H 2 O.

4. Leelised reageerivad happeliste ja amfoteersete oksiididega:

2KOH + CO 2 = K 2 CO 3 + H 2 O.

5. Leelised võivad erinevatel temperatuuridel reageerida mõne mittemetalliga erineval viisil:

NaOH + Cl 2 = NaCl + NaOCl + H 2 O(külm),

NaOH + 3 Cl 2 = 5 NaCl + NaClO 3 + 3 H 2 O(soojus).

6. Suhelge hapetega:

KOH + HNO3 = KNO 3 + H 2 O.

MÄÄRATLUS

Hüdroksiidid kutsutakse komplekssed ained, mis sisaldavad ühe või mitme hüdroksorühmaga ühendatud metalliaatomeid.

Enamik põhjusi - tahked ained erineva lahustuvusega vees. Vask(II)hüdroksiid sinine värv(joon. 1), raud(III)hüdroksiid on pruun, enamik teisi on valged.

Riis. 1. Vask(II)hüdroksiid. Välimus.

Hüdroksiidide valmistamine

Lahustuvaid aluseid (leeliseid) saab laboris reageerides aktiivsed metallid ja nende oksiidid veega:

CaO + H2O = Ca(OH)2.

Leeliselised naatriumhüdroksiid ja kaltsiumhüdroksiid saadakse naatriumkloriidi ja kaaliumkloriidi vesilahuste elektrolüüsil.

Vees lahustumatud alused saadakse soolade reageerimisel leelistega vesilahustes:

FeCl 3 + 3NaOH aq = Fe(OH) 3 ↓ + 3NaCl.

Hüdroksiidide keemilised omadused

Lahustuvatel ja mittelahustuvatel alustel on ühised omadused: nad reageerivad hapetega, moodustades soolasid ja vett (neutraliseerimisreaktsioon):

NaOH + HCl = NaCl + H2O;

Cu(OH)2 + 2HCl = CuCl2 + H2O.

Leeliselahused muudavad mõnede ainete – lakmus, fenoolftaleiin ja metüülapelsin – värvust, mida nimetatakse indikaatoriteks (tabel 1).

Tabel 1. Indikaatorite värvuse muutused hapete ja aluste lahuste mõjul.

Välja arvatud üldine vara, leelistel ja vees lahustumatutel alustel on samuti spetsiifilised omadused. Näiteks vask(II)hüdroksiidi sinise sademe kuumutamisel moodustub must aine - see on vask(II)oksiid:

Cu(OH)2 = CuO + H2O.

Leelised, erinevalt lahustumatutest alustest, tavaliselt kuumutamisel ei lagune. Nende lahendused mõjuvad indikaatoritele ja korrodeeruvad orgaaniline aine, reageerivad soolalahustega (kui need sisaldavad moodustuvat metalli lahustumatu alus) Ja happelised oksiidid:

Fe 2 (SO 4) 3 + 6KOH = 2Fe(OH) 3 ↓ + 3K 2 SO 4;

2KOH + CO 2 = K 2 CO 3 + H 2 O.

Hüdroksiidide kasutamine

Hüdroksiide kasutatakse laialdaselt tööstuses ja igapäevaelus. Näiteks, suur tähtsus sisaldab kaltsiumhüdroksiidi. See on valge rabe pulber. Veega segamisel tekib nn lubjapiim. Kuna kaltsiumhüdroksiid lahustub vees vähe, saadakse pärast lubjapiima filtreerimist selge lahus - lubjavesi, mis süsihappegaasi läbimisel muutub häguseks. Kustutatud lubjast valmistatakse Bordeaux' segu, mis on vahend taimehaiguste ja kahjurite vastu võitlemiseks. Laimipiima kasutatakse laialdaselt keemiatööstus, näiteks suhkru, sooda ja muude ainete tootmisel.

Naatriumhüdroksiidi kasutatakse õli puhastamiseks, seebi tootmiseks ja tekstiilitööstuses. Akudes kasutatakse kaaliumhüdroksiidi ja liitiumhüdroksiidi.

Näited probleemide lahendamisest

NÄIDE 1

Harjutus	Ühes tinahüdroksiidis on elementide massiosa võrdne: tina - 63,6%; hapnik - 34,2%; vesinik - 2,2%. Määrake selle hüdroksiidi valem.
Lahendus	Massiosa elemendi X molekulis koostisega HX arvutatakse järgmine valem: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Tähistagem ühendis sisalduvate elementide moolide arvu “x” (tina), “y” (hapnik) ja “z” (vesinik). Seejärel näeb molaarsuhe välja selline järgmisel viisil(suhtelised väärtused aatomi massid, võetud perioodilisustabel DI. Mendelejev, ümardades täisarvudeks): x:y:z = ω(Sn)/Ar(Sn): ω(O)/Ar(O): ω(H)/Ar(H); x:y:z = 63,6/119: 34,2/16: 2,1/1; x:y:z = 0,53: 2,14: 2,1 = 1:4:4. See tähendab, et tinahüdroksiidi valem on Sn(OH)4.
Vastus	Tinahüdroksiidi valem on Sn(OH)4

NÄIDE 2

Harjutus	Määratakse baariumhüdroksiidi massiosa lahuses, mis on saadud 50 g vee ja 1,2 g baariumoksiidi segamisel.
Lahendus	Aine X massiosa lahuses arvutatakse järgmise valemi abil: ω (X) = m(X) / m lahus × 100%. Lahuse mass on lahustunud aine ja lahusti masside summa: m lahus = m(H2O) + m(BaO) = 50 + 1,2 = 51,2 g. Kirjutame baariumhüdroksiidi tootmise reaktsioonivõrrandi: BaO + H 2 O = Ba(OH) 2. Arvutame lähteainete moolide koguse: n(H20) = m(H20)/M(H20); M(H20) = 18 g/mol; n(H20) = 50/18 = 2,8 mol. n(BaO) = m(BaO)/M(BaO); M(BaO) = 153 g/mol; n(BaO) = 1,2/153 = 0,008 mol. Arvutamisel kasutame defitsiidis olevat ühendit (baariumoksiid). Võrrandi järgi n(BaO) :n(Ba(OH)2) = 1:1, s.o. n(Ba(OH)2) = n(BaO) = 1,04 mol. Siis on saadud baariumhüdroksiidi mass võrdne: m(Ba(OH)2) = n(Ba(OH)2) × M(Ba(OH)2); M(Ba(OH)2) = 171 g/mol; m(Ba(OH)2) = 0,008 × 171 = 1,368 g. Leiame baariumhüdroksiidi massiosa lahuses: ω (Ba(OH)2) = 1,368 / 51,2 × 100% = 2,67%.
Vastus	Baariumhüdroksiidi massiosa on 2,67%.

Hüdroksiidid leelismetallid– tavatingimustes on need tahked valged kristalsed ained, hügroskoopsed, katsudes seebised, vees hästi lahustuvad (nende lahustumine on eksotermiline protsess), sulavad. Leelismuldmetallide hüdroksiidid Ca(OH) 2, Sr(OH) 2, Ba(OH) 2) on valged pulbrilised ained, mis lahustuvad vees palju vähem kui leelismetallide hüdroksiidid. Vees lahustumatud alused moodustuvad tavaliselt geelitaoliste sademena, mis ladustamisel lagunevad. Näiteks Cu(OH)2 on sinine želatiinne sade.

3.1.4 Aluste keemilised omadused.

Aluste omadused määratakse OH – ioonide olemasolu järgi. Leeliste ja vees lahustumatute aluste omadustes on erinevusi, kuid ühine omadus on interaktsiooni reaktsioon hapetega. Aluste keemilised omadused on toodud tabelis 6.

Tabel 6 – Keemilised omadused põhjustel

Leelised	Lahustumatud alused
Kõik alused reageerivad hapetega ( neutraliseerimisreaktsioon)
2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O	Cr(OH)2 + 2HC1 = CrC12 + 2H2O
Alused reageerivad happeoksiididega soola ja vee moodustumisega: 6KON + P 2 O 5 = 2K 3 PO 4 + 3H 2 O
Leelised reageerivad soolalahustega, kui üks reaktsiooniproduktidest sadeneb(st kui moodustub lahustumatu ühend): CuSO 4 + 2KOH = Cu(OH) 2  + K 2 SO 4 Na 2 SO 4 + Ba(OH) 2 = 2NaOH + BaSO 4 	Alused, mis on vees lahustumatud ja amfoteersed hüdroksiidid lagunevad kuumutamisel vastavale oksiidile ja veele: Mn(OH)2  MnO + H2O Cu(OH) 2  CuO + H 2 O
Leelised saab tuvastada indikaatoriga. Aluselises keskkonnas: lakmus - sinine, fenoolftaleiin - karmiinpunane, metüüloranž - kollane

3.1.5 Olulised põhjused.

NaOH- seebikivi, seebikivi. Madalsulav (t pl = 320 °C) valged hügroskoopsed kristallid, vees hästi lahustuvad. Lahus on katsudes seebine ja ohtlikult söövitav vedelik. NaOH on keemiatööstuse üks olulisemaid tooteid. Seda on vaja suurtes kogustes naftasaaduste puhastamiseks ning seda kasutatakse laialdaselt seebi-, paberi-, tekstiili- ja muudes tööstusharudes, samuti tehiskiu tootmiseks.

CON- söövitav kaalium. Valged hügroskoopsed kristallid, vees hästi lahustuvad. Lahus on katsudes seebine ja ohtlikult söövitav vedelik. KOH omadused on sarnased NaOH omadega, kuid kaaliumhüdroksiidi kasutatakse selle kallima hinna tõttu palju harvemini.

Ca(OH) 2 - kustutatud lubi. Valged kristallid, vees vähe lahustuvad. Lahust nimetatakse "lubjaveeks", suspensiooni nimetatakse "lubjapiimaks". Laimi vesi kasutatakse süsinikdioksiidi äratundmiseks, muutub see CO 2 läbimisel häguseks. Kustutatud lupja kasutatakse laialdaselt ehituses sideainete tootmise alusena.

1. Alus + happesool + vesi

KOH + HCl
KCl + H2O.

2. Alus + happeoksiid
sool + vesi

2KOH + SO 2
K 2 SO 3 + H 2 O.

3. Leelis + amfoteerne oksiid/hüdroksiid
sool + vesi

2NaOH (tv) + Al 2 O 3
2NaAlO2 + H20;

NaOH (tahke) + Al(OH) 3
NaAlO2 + 2H2O.

Vahetusreaktsioon aluse ja soola vahel toimub ainult lahuses (nii alus kui sool peavad olema lahustuvad) ja ainult siis, kui vähemalt üks saadustest on sade või nõrk elektrolüüt(NH4OH, H2O)

Ba(OH)2 + Na2SO4
BaSO4 + 2NaOH;

Ba(OH)2 + NH4Cl
BaCl2 + NH4OH.

Kuumakindlad on ainult leelismetalli alused, välja arvatud LiOH

Ca(OH)2
CaO + H20;

NaOH ;

NH4OH
NH3 + H2O.

2NaOH (s) + Zn
Na2ZnO2 + H2.

HAPPED

Happed TED-i positsioonist nimetatakse kompleksaineid, mis lahustuvad lahuses, moodustades vesinikuiooni H +.

Hapete klassifikatsioon

1. Vesilahuses elimineeruvate vesinikuaatomite arvu järgi jagatakse happed: ühealuseline(HF, HNO2), kahealuseline(H2CO3, H2SO4), tribasic(H3PO4).

2. Happe koostise järgi jagunevad need hapnikuvaba(HCl, H2S) ja hapnikku sisaldav(HClO 4, HNO 3).

3. Vastavalt hapete dissotsieerumisvõimele vesilahustes jagatakse need nõrk Ja tugev. Molekulid tugevad happed vesilahustes lagunevad nad täielikult ioonideks ja nende dissotsiatsioon on pöördumatu.

Näiteks HCl
H++Cl-;

H2SO4
H++HSO .

Nõrgad happed dissotsieeruvad pöörduvalt, s.t. nende molekulid vesilahustes lagunevad osaliselt ioonideks ja mitmealuselised - järk-järgult.

CH3COOH
CH3COO- + H+;

1) H2S
HS - + H + , 2) HS -
H++S2-.

Happemolekuli osa, millel puudub üks või mitu vesinikiooni H+, nimetatakse happejääk. Happejäägi laeng on alati negatiivne ja selle määrab happemolekulist eemaldatud H + ioonide arv. Näiteks ortofosforhape H 3 PO 4 võib moodustada kolm happelist jääki: H 2 PO - divesinikfosfaadi ioon, HPO - vesinikfosfaadi ioon, PO - fosfaadiioon.

Hapnikuvabade hapete nimetused koostatakse, lisades hapet moodustava elemendi venekeelse nime juure (või aatomirühma nimele, näiteks CN - - tsüaan) lõpu - vesinik: HCl - vesinikkloriidhape ( vesinikkloriidhape), H 2 S – vesiniksulfiidhape, HCN – vesiniktsüaniidhape (vesiniktsüaniidhape).

Hapnikku sisaldavate hapete nimetused on samuti moodustatud hapet moodustava elemendi venekeelsest nimetusest, millele on lisatud sõna "hape". Sel juhul lõpeb happe nimetus, milles element on kõrgeima oksüdatsiooniastmega, tähega "... ova" või "... ova", näiteks H 2 SO 4 on väävelhape, H 3 AsO 4 on arseenhape. Hapet moodustava elemendi oksüdatsiooniastme vähenemisega muutuvad lõpud järgmises järjestuses: "...ei"(HClO 4 – perkloorhape), "... is"(HClO 3 – perkloorhape), "...väsinud"(HClO 2 – kloorhape), "...munakas"(HClO on hüpokloorhape). Kui element moodustab happeid, olles ainult kahes oksüdatsiooniastmes, siis elemendi madalaimale oksüdatsiooniastmele vastava happe nimetus saab lõpu "... puhas" (HNO 3 - lämmastikhape, HNO 2 - lämmastikhape) .

Sama happeline oksiid (näiteks P 2 O 5) võib vastata mitmele happele, mis sisaldavad molekulis antud elemendi ühte aatomit (näiteks HPO 3 ja H 3 PO 4). Sellistel juhtudel sisalduva happe nimetus väikseim number molekulis olevad hapnikuaatomid, lisatakse eesliide “meta...” ja molekulis suurima arvu hapnikuaatomeid sisaldava happe nimele on eesliide “orto...” (HPO 3 - metafosforhape, H 3 PO 4 - ortofosforhape).

Kui happemolekul sisaldab hapet moodustava elemendi mitut aatomit, lisatakse selle nimele numbriline eesliide, näiteks H 4 P 2 O 7 - kaks fosforhape, H 2 B 4 O 7 – neli boorhape.

H2SO5H2S2O8

S H – O – S –O – O – S – O – H

H-O-O O O O

Peroksoväävelhape Peroksoväävelhape

Hapete keemilised omadused

HF + KOH
KF + H2O.

H2SO4 + CuO
CuSO4 + H2O.

2HCl + BeO
BeCl2 + H2O.

Happed interakteeruvad soolalahustega, kui selle tulemusena moodustub hapetes lahustumatu sool või alghappega võrreldes nõrgem (lenduv) hape.

H2SO4 + BaCl2
BaSO4 +2HCl;

2HNO3 + Na2CO3
2NaNO3 + H2O + CO2 .

H2CO3
H 2 O + CO 2.

H 2 SO 4 (lahjendatud) + Fe
FeS04 + H2;

HCl + Cu .

Joonis 2 näitab hapete vastasmõju metallidega.

HAPPE – OKSIDEERIJA

Metall pingereas pärast H 2

+
ei mingit reaktsiooni

Metall pingevahemikus kuni N 2

+
metallisool + H2

min kraadini

H2S04 kontsentreeritud

Au, Pt, Ir, Rh, Ta

oksüdatsioon (s.o.)

+
ei mingit reaktsiooni

/Mq/Zn

olenevalt tingimustest

Metallsulfaat max s.o.

+
+ +

Metall (muud)

+
+ +

HNO 3 kontsentreeritud

Au, Pt, Ir, Rh, Ta

+
ei mingit reaktsiooni

Leelis/leelismuldmetall

Metallnitraat max d.o.

Metall (muud; Al, Cr, Fe, Co, Ni kuumutamisel)

TN+

+

HNO 3 lahjendatud

Au, Pt, Ir, Rh, Ta

+
ei mingit reaktsiooni

Leelis/leelismuldmetall

NH 3 (NH 4 NO 3)

Nitraatemetall

la in max s.o.

+
+

Metall (ülejäänud pingete õues kuni N 2)

NO/N2O/N2/NH3 (NH4NO3)

olenevalt tingimustest

+

Metall (ülejäänud pingete reas pärast H 2)

Joonis 2. HAPPETE KOOSTÖÖ METALLIDEGA

SOOLA

soolad - need on komplekssed ained, mis dissotsieeruvad lahustes, moodustades positiivselt laetud ioonid (katioonid - aluselised jäägid), välja arvatud vesinikuioonid ja negatiivselt laetud ioonid (anioonid - happejäägid), muud kui hüdroksiidioonid.

Enne aluste ja amfoteersete hüdroksiidide keemiliste omaduste arutamist määratlegem selgelt, mis need on?

1) Aluste ehk aluseliste hüdroksiidide hulka kuuluvad metallhüdroksiidid oksüdatsiooniastmes +1 või +2, s.o. mille valemid on kirjutatud kas MeOH või Me(OH) 2. Siiski on erandeid. Seega ei ole hüdroksiidid Zn(OH) 2, Be(OH) 2, Pb(OH) 2, Sn(OH) 2 alused.

2) Amfoteersed hüdroksiidid hõlmavad metallhüdroksiide oksüdatsiooniastmes +3, +4, aga ka erandina hüdroksiidid Zn(OH) 2, Be(OH) 2, Pb(OH) 2, Sn(OH) 2. Metallhüdroksiidid oksüdatsiooniastmes +4, in Ühtse riigieksami ülesanded ei esine, seega ei võeta neid arvesse.

Aluste keemilised omadused

Kõik põhjused on jagatud:

Tuletagem meelde, et berüllium ja magneesium leelismuldmetallid ei kohaldata.

Lisaks vees lahustuvusele dissotsieeruvad leelised väga hästi ka vesilahustes, samas kui lahustumatutel alustel on madal dissotsiatsiooniaste.

See erinevus leeliste ja lahustumatute hüdroksiidide lahustuvuses ja dissotsieerumisvõimes põhjustab omakorda märgatavaid erinevusi nende keemilistes omadustes. Nii et eriti leelised on keemiliselt rohkem aktiivsed ühendid ja on sageli võimelised osalema reaktsioonides, milles lahustumatud alused ei osale.

Aluste koostoime hapetega

Leelised reageerivad absoluutselt kõigi hapetega, isegi väga nõrkade ja lahustumatutega. Näiteks:

Lahustumatud alused reageerivad peaaegu kõigiga lahustuvad happed, ei reageeri lahustumatu ränihappega:

Tuleb märkida, et nii tugev kui nõrgad põhjused Koos üldine valem tüüp Me(OH)2 võib happe puudumisega moodustada aluselisi sooli, näiteks:

Koostoime happeoksiididega

Leelised reageerivad kõigi happeliste oksiididega, moodustades soolasid ja sageli vett:

Lahustumatud alused on võimelised reageerima kõigi kõrgemate happeliste oksiididega, mis vastavad stabiilsetele hapetele, näiteks P 2 O 5, SO 3, N 2 O 5, moodustades keskmised soolad:

Me(OH)2 vormis lahustumatud alused reageerivad vee juuresolekul ainega süsinikdioksiid eranditult aluseliste soolade moodustumisega. Näiteks:

Cu(OH) 2 + CO 2 = (CuOH) 2 CO 3 + H 2 O

Ränidioksiidiga oma erakordse inertsuse tõttu ainult kõige rohkem tugevad põhjused- leelised. Sel juhul moodustuvad normaalsed soolad. Reaktsioon ei toimu lahustumatute alustega. Näiteks:

Aluste koostoime amfoteersete oksiidide ja hüdroksiididega

Kõik leelised reageerivad amfoteersete oksiidide ja hüdroksiididega. Kui reaktsioon viiakse läbi amfoteerse oksiidi või hüdroksiidi sulatamisel tahke leelisega, põhjustab see reaktsioon vesinikuvabade soolade moodustumist:

Kui kasutatakse leeliste vesilahuseid, moodustuvad hüdroksokomplekssoolad:

Alumiiniumi puhul tekib kontsentreeritud leelise liia toimel Na-soola asemel Na3-sool:

Aluste koostoime sooladega

Mis tahes alus reageerib mis tahes soolaga ainult siis, kui samaaegselt on täidetud kaks tingimust:

1) lähteühendite lahustuvus;

2) sademe või gaasi olemasolu reaktsioonisaaduste hulgas

Näiteks:

Substraatide termiline stabiilsus

Kõik leelised, välja arvatud Ca(OH) 2, on kuumuskindlad ja sulavad ilma lagunemiseta.

Kõik lahustumatud alused ja ka vähelahustuv Ca(OH) 2 lagunevad kuumutamisel. Enamik soojust kaltsiumhüdroksiidi lagunemine - umbes 1000 o C:

Lahustumatutes hüdroksiidides on palju rohkem madalad temperatuurid lagunemine. Näiteks vask(II)hüdroksiid laguneb juba temperatuuril üle 70 o C:

Amfoteersete hüdroksiidide keemilised omadused

Amfoteersete hüdroksiidide koostoime hapetega

Amfoteersed hüdroksiidid reageerivad tugevate hapetega:

Amfoteersed metallhüdroksiidid oksüdatsiooniastmes +3, s.o. tüüp Me(OH) 3, ei reageeri selliste hapetega nagu H 2 S, H 2 SO 3 ja H 2 CO 3, kuna soolad, mis võivad selliste reaktsioonide tulemusena tekkida, alluvad pöördumatule hüdrolüüsile. algne amfoteerne hüdroksiid ja vastav hape:

Amfoteersete hüdroksiidide koostoime happeoksiididega

Amfoteersed hüdroksiidid reageerivad kõrgemad oksiidid, mis vastavad stabiilsetele hapetele (SO 3, P 2 O 5, N 2 O 5):

Amfoteersed metallhüdroksiidid oksüdatsiooniastmes +3, s.o. tüüp Me(OH) 3, ei reageeri happeliste oksiididega SO 2 ja CO 2.

Amfoteersete hüdroksiidide koostoime alustega

Aluste hulgas reageerivad amfoteersed hüdroksiidid ainult leelistega. Pealegi, kui seda kasutatakse vesilahus leelised, siis tekivad hüdroksokomplekssoolad:

Ja kui amfoteersed hüdroksiidid sulatatakse tahkete leelistega, saadakse nende veevabad analoogid:

Amfoteersete hüdroksiidide koostoime aluseliste oksiididega

Amfoteersed hüdroksiidid reageerivad leelis- ja leelismuldmetallide oksiididega sulatamisel:

Amfoteersete hüdroksiidide termiline lagunemine

Kõik amfoteersed hüdroksiidid on vees lahustumatud ja nagu kõik lahustumatud hüdroksiidid, lagunevad kuumutamisel vastavaks oksiidiks ja veeks.