Zasady (wodorotlenki) – substancje złożone, których cząsteczki zawierają jedną lub więcej grup hydroksylowych OH. Najczęściej zasady składają się z atomu metalu i grupy OH. Na przykład NaOH to wodorotlenek sodu, Ca(OH) 2 to wodorotlenek wapnia itp.
Istnieje zasada - wodorotlenek amonu, w którym grupa hydroksylowa jest przyłączona nie do metalu, ale do jonu NH 4 + (kationu amonowego). Wodorotlenek amonu powstaje w wyniku rozpuszczenia amoniaku w wodzie (reakcja dodania wody do amoniaku):
NH3 + H2O = NH4OH (wodorotlenek amonu).
Wartościowość grupy hydroksylowej wynosi 1. Liczba grup hydroksylowych w cząsteczce podstawowej zależy od wartościowości metalu i jest jej równa. Na przykład NaOH, LiOH, Al (OH) 3, Ca(OH) 2, Fe(OH) 3 itd.
Wszystkie powody - ciała stałe kto ma różne kolory. Niektóre zasady są dobrze rozpuszczalne w wodzie (NaOH, KOH itp.). Jednak większość z nich nie rozpuszcza się w wodzie.
Zasady rozpuszczalne w wodzie nazywane są zasadami. Roztwory alkaliczne są „mydlane”, śliskie w dotyku i dość żrące. Do zasad zaliczają się wodorotlenki metali alkalicznych i metale ziem alkalicznych(KOH, LiOH, RbOH, NaOH, CsOH, Ca(OH) 2, Sr(OH) 2, Ba(OH) 2 itd.). Reszta jest nierozpuszczalna.
Nierozpuszczalne zasady- są to wodorotlenki amfoteryczne, które podczas interakcji z kwasami działają jak zasady i zachowują się jak kwasy z zasadami.
Różne zasady mają różną zdolność do usuwania grup hydroksylowych, dlatego dzielimy je na mocne i słabe podstawy.
Mocne zasady w roztworach wodnych łatwo oddają swoje grupy hydroksylowe, ale słabe zasady nie.
Właściwości chemiczne zasad
Właściwości chemiczne zasad charakteryzują się ich związkiem z kwasami, bezwodnikami kwasowymi i solami.
1. Działaj na wskaźnikach. Wskaźniki zmieniają kolor w zależności od interakcji z różnymi chemikalia. W rozwiązania neutralne- mają jeden kolor, w roztworach kwasowych - inny. Podczas interakcji z zasadami zmieniają kolor: wskaźnik pomarańczy metylowej zmienia się żółty, wskaźnik lakmusowy - w Kolor niebieski, a fenoloftaleina staje się fuksją.
2. Oddziałuj z tlenkami kwasowymi z powstawanie soli i wody:
2NaOH + SiO 2 → Na 2 SiO 3 + H 2 O.
3. Reaguj z kwasami, tworząc sól i wodę. Reakcję zasady z kwasem nazywa się reakcją zobojętniania, ponieważ po jej zakończeniu środowisko staje się obojętne:
2KOH + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + 2H 2 O.
4. Reaguje z solami tworząc nową sól i zasadę:
2NaOH + CuSO 4 → Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4.
5. Po podgrzaniu mogą rozkładać się na wodę i główny tlenek:
Cu(OH)2 = CuO + H2O.
Nadal masz pytania? Chcesz dowiedzieć się więcej o podkładach?
Aby uzyskać pomoc od nauczyciela -.
Pierwsza lekcja jest darmowa!
blog.site, przy kopiowaniu materiału w całości lub w części wymagany jest link do oryginalnego źródła.
Przed omówieniem właściwości chemicznych zasad i wodorotlenki amfoteryczne, określmy jasno, co to jest?
1) Zasady lub wodorotlenki zasadowe obejmują wodorotlenki metali na stopniu utlenienia +1 lub +2, tj. których wzory zapisuje się jako MeOH lub Me(OH) 2. Są jednak wyjątki. Zatem wodorotlenki Zn(OH) 2, Be(OH) 2, Pb(OH) 2, Sn(OH) 2 nie są zasadami.
2) Do wodorotlenków amfoterycznych zalicza się wodorotlenki metali na stopniu utlenienia +3, +4, a także wyjątkowo wodorotlenki Zn(OH) 2, Be(OH) 2, Pb(OH) 2, Sn(OH) 2. Wodorotlenki metali na stopniu utlenienia +4, w Zadania z egzaminu jednolitego stanu nie występują, więc nie będą brane pod uwagę.
Właściwości chemiczne zasad
Wszystkie tereny dzielą się na:
Pamiętajmy, że beryl i magnez nie są metalami ziem alkalicznych.
Oprócz tego, że zasady są rozpuszczalne w wodzie, bardzo dobrze dysocjują również w roztworach wodnych nierozpuszczalne zasady mają niski stopień dysocjacji.
Ta różnica w rozpuszczalności i zdolności do dysocjacji zasad i nierozpuszczalnych wodorotlenków prowadzi z kolei do zauważalnych różnic w ich właściwościach chemicznych. W szczególności zasady są bardziej chemiczne związki aktywne i często są w stanie wchodzić w reakcje, w które nie wchodzą nierozpuszczalne zasady.
Oddziaływanie zasad z kwasami
Alkalia reagują z absolutnie wszystkimi kwasami, nawet bardzo słabymi i nierozpuszczalnymi. Na przykład:
Nierozpuszczalne zasady reagują prawie ze wszystkimi rozpuszczalne kwasy, nie reagują z nierozpuszczalnym kwasem krzemowym:
Należy zauważyć, że zarówno mocne, jak i słabe zasady z ogólna formuła typ Me(OH) 2 może tworzyć sole zasadowe z brakiem kwasu, na przykład:
Interakcja z tlenkami kwasowymi
Zasady reagują ze wszystkimi tlenkami kwasowymi, tworząc sole i często wodę:
Nierozpuszczalne zasady mogą reagować ze wszystkimi wyższymi tlenkami kwasowymi odpowiadającymi stabilnym kwasom, na przykład P 2 O 5, SO 3, N 2 O 5, tworząc średnie sole:
Nierozpuszczalne zasady typu Me(OH) 2 reagują w obecności wody z dwutlenkiem węgla wyłącznie tworząc sole zasadowe. Na przykład:
Cu(OH) 2 + CO 2 = (CuOH) 2 CO 3 + H 2 O
Z dwutlenkiem krzemu, ze względu na jego wyjątkową obojętność, tylko najbardziej mocne powody- zasady. W takim przypadku powstają normalne sole. Reakcja nie zachodzi z nierozpuszczalnymi zasadami. Na przykład:
Oddziaływanie zasad z amfoterycznymi tlenkami i wodorotlenkami
Wszystkie zasady reagują z amfoterycznymi tlenkami i wodorotlenkami. Jeśli reakcję prowadzi się przez stopienie amfoterycznego tlenku lub wodorotlenku ze stałą zasadą, reakcja ta prowadzi do powstania soli bezwodorowych:
Jeśli stosuje się wodne roztwory zasad, powstają sole hydroksykompleksowe:
W przypadku aluminium pod wpływem nadmiaru stężonej zasady zamiast soli Na powstaje sól Na 3:
Oddziaływanie zasad z solami
Każda zasada reaguje z dowolną solą tylko wtedy, gdy spełnione są jednocześnie dwa warunki:
1) rozpuszczalność związków wyjściowych;
2) obecność osadu lub gazu wśród produktów reakcji
Na przykład:
Stabilność termiczna podłoży
Wszystkie zasady, z wyjątkiem Ca(OH) 2, są odporne na ciepło i topią się bez rozkładu.
Wszystkie nierozpuszczalne zasady, a także słabo rozpuszczalny Ca(OH) 2, rozkładają się po podgrzaniu. Bardzo ciepło rozkład wodorotlenku wapnia – około 1000 o C:
Nierozpuszczalnych wodorotlenków jest znacznie więcej niskie temperatury rozkład. Przykładowo wodorotlenek miedzi(II) rozkłada się już w temperaturach powyżej 70 o C:
Właściwości chemiczne wodorotlenków amfoterycznych
Oddziaływanie wodorotlenków amfoterycznych z kwasami
Wodorotlenki amfoteryczne reagują z mocne kwasy:
Amfoteryczne wodorotlenki metali na stopniu utlenienia +3, tj. typu Me(OH) 3, nie reagują z kwasami takimi jak H 2 S, H 2 SO 3 i H 2 CO 3 ze względu na to, że powstałe w wyniku takich reakcji sole ulegają nieodwracalnej hydrolizie do oryginalny wodorotlenek amfoteryczny i odpowiedni kwas:
Oddziaływanie wodorotlenków amfoterycznych z tlenkami kwasowymi
Wodorotlenki amfoteryczne reagują z wyższe tlenki, które odpowiadają stabilnym kwasom (SO 3, P 2 O 5, N 2 O 5):
Amfoteryczne wodorotlenki metali na stopniu utlenienia +3, tj. typ Me(OH) 3, nie reagują z tlenkami kwasowymi SO 2 i CO 2.
Oddziaływanie wodorotlenków amfoterycznych z zasadami
Z zasad wodorotlenki amfoteryczne reagują tylko z zasadami. W takim przypadku, jeśli stosuje się wodny roztwór zasady, powstają sole hydroksykompleksowe:
A gdy wodorotlenki amfoteryczne skondensuje się ze stałymi zasadami, otrzymuje się ich bezwodne analogi:
Oddziaływanie wodorotlenków amfoterycznych z tlenkami zasadowymi
Wodorotlenki amfoteryczne reagują po stopieniu z tlenkami metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych:
Rozkład termiczny wodorotlenków amfoterycznych
Wszystkie wodorotlenki amfoteryczne są nierozpuszczalne w wodzie i jak każdy inny nierozpuszczalne wodorotlenki, rozkładają się po podgrzaniu na odpowiedni tlenek i wodę.
Powody – złożone substancje składające się z kationu metalu Me + (lub kationu metalopodobnego, na przykład jonu amonowego NH 4 +) i anionu wodorotlenkowego OH -.
Zasady dzielimy ze względu na ich rozpuszczalność w wodzie rozpuszczalny (zasada) I nierozpuszczalne zasady . Jest również niestabilne fundamenty, które samoistnie ulegają rozkładowi.
Zdobycie podstaw
1. Interakcja zasadowe tlenki z wodą. Jednocześnie reagują z wodą normalne warunki tylko te tlenki, które odpowiadają rozpuszczalnej zasadzie (zasadie). Te. w ten sposób można tylko zyskać zasady:
tlenek zasadowy + woda = zasada
Na przykład , tlenek sodu tworzy się w wodzie wodorotlenek sodu(wodorotlenek sodu):
Na2O + H2O → 2NaOH
Jednocześnie o tlenek miedzi(II). Z woda nie reaguje:
CuO + H2O ≠
2. Oddziaływanie metali z wodą. W której reagować z wodąw normalnych warunkachtylko metale alkaliczne(lit, sód, potas, rubid, cez), wapń, stront i bar.W tym przypadku zachodzi reakcja redoks, wodór jest środkiem utleniającym, a metal jest środkiem redukującym.
metal + woda = zasada + wodór
Na przykład, potas reaguje z woda bardzo burzliwy:
2K 0 + 2H 2 + O → 2K + OH + H 2 0
3. Elektroliza roztworów niektórych soli metali alkalicznych. Z reguły w celu uzyskania zasad przeprowadza się elektrolizę roztwory soli metali alkalicznych lub metali ziem alkalicznych i kwasów beztlenowych (z wyjątkiem kwasu fluorowodorowego) - chlorki, bromki, siarczki itp. Zagadnienie to zostało omówione szerzej w artykule .
Na przykład , elektroliza chlorku sodu:
2NaCl + 2H 2O → 2NaOH + H 2 + Cl 2
4. Zasady powstają w wyniku oddziaływania innych zasad z solami. W tym przypadku wchodzą ze sobą jedynie w interakcję substancje rozpuszczalne i produkty powinny się uformować nierozpuszczalna sól lub nierozpuszczalna zasada:
Lub
zasada + sól 1 = sól 2 ↓ + zasada
Na przykład: Węglan potasu reaguje w roztworze z wodorotlenkiem wapnia:
K 2 CO 3 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 ↓ + 2KOH
Na przykład: Chlorek miedzi(II) reaguje w roztworze z wodorotlenkiem sodu. W tym przypadku odpada niebieski osad wodorotlenku miedzi(II).:
CuCl2 + 2NaOH → Cu(OH)2 ↓ + 2NaCl
Właściwości chemiczne nie rozpuszczalne zasady
1. Nierozpuszczalne zasady reagują z mocnymi kwasami i ich tlenkami (i niektóre średnie kwasy). W tym przypadku, sól i woda.
nierozpuszczalna zasada + kwas = sól + woda
nierozpuszczalna zasada + tlenek kwasowy = sól + woda
Na przykład ,wodorotlenek miedzi(II) reaguje z silnym kwas chlorowodorowy:
Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O
W tym przypadku wodorotlenek miedzi (II) nie oddziałuje z tlenkiem kwasowym słaby kwas węglowy- dwutlenek węgla:
Cu(OH)2 + CO2 ≠
2. Nierozpuszczalne zasady rozkładają się po podgrzaniu na tlenek i wodę.
Na przykład, Wodorotlenek żelaza(III) pod wpływem ogrzewania rozkłada się na tlenek żelaza(III) i wodę:
2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O
3. Nierozpuszczalne zasady nie reagująz amfoterycznymi tlenkami i wodorotlenkami.
nierozpuszczalna zasada + tlenek amfoteryczny ≠
nierozpuszczalna zasada + wodorotlenek amfoteryczny ≠
4. Niektóre nierozpuszczalne zasady mogą działać jakośrodki redukujące. Reduktory to zasady utworzone przez metale minimum Lub pośredni stopień utlenienia, które mogą zwiększać ich stopień utlenienia (wodorotlenek żelaza (II), wodorotlenek chromu (II) itp.).
Na przykład , Wodorotlenek żelaza (II) można utlenić tlenem atmosferycznym w obecności wody do wodorotlenku żelaza (III):
4Fe +2 (OH) 2 + O 2 0 + 2H 2 O → 4Fe +3 (O -2 H) 3
Właściwości chemiczne zasad
1. Alkalia reagują z każdym kwasy - zarówno mocne, jak i słabe . W tym przypadku powstaje średnia sól i woda. Reakcje te nazywane są reakcje neutralizacji. Edukacja jest również możliwa kwaśna sól, jeśli kwas jest wielozasadowy, w pewnym stosunku odczynników lub w nadmiar kwasu. W nadmiar alkaliów powstaje średnia sól i woda:
zasada (nadmiar) + kwas = średnia sól + woda
zasada + kwas wielozasadowy (nadmiar) = sól kwasowa + woda
Na przykład , Wodorotlenek sodu w reakcji z trójzasadowym kwasem fosforowym może tworzyć 3 rodzaje soli: diwodorofosforany, fosforany Lub wodorofosforany.
W tym przypadku diwodorofosforany powstają w nadmiarze kwasu lub gdy stosunek molowy (stosunek ilości substancji) odczynników wynosi 1:1.
NaOH + H 3 PO 4 → NaH 2 PO 4 + H 2 O
Gdy stosunek molowy zasady i kwasu wynosi 2:1, powstają wodorofosforany:
2NaOH + H3PO4 → Na2HPO4 + 2H2O
W nadmiarze zasady lub przy stosunku molowym zasady do kwasu wynoszącym 3:1 tworzy się fosforan metalu alkalicznego.
3NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + 3H2O
2. Alkalia reagują zamfoteryczne tlenki i wodorotlenki. W której w stopie tworzą się zwykłe sole , A w roztworze - sole złożone .
zasada (stop) + tlenek amfoteryczny = średnia sól + woda
zasada (stop) + wodorotlenek amfoteryczny = średnia sól + woda
zasada (roztwór) + tlenek amfoteryczny = sól kompleksowa
zasada (roztwór) + wodorotlenek amfoteryczny = sól kompleksowa
Na przykład , gdy wodorotlenek glinu reaguje z wodorotlenkiem sodu w stopieniu powstaje glinian sodu. Tworzy się bardziej kwaśny wodorotlenek pozostałość kwasu:
NaOH + Al(OH) 3 = NaAlO 2 + 2H 2 O
A w rozwiązaniu powstaje sól złożona:
NaOH + Al(OH) 3 = Na
Proszę zwrócić uwagę na skład złożonej formuły soli:najpierw wybieramy atom centralny (doZ reguły jest to amfoteryczny wodorotlenek metalu).Następnie dodajemy do tego ligandy- w naszym przypadku są to jony wodorotlenkowe. Liczba ligandów jest zwykle 2 razy większa niż stopień utlenienia atomu centralnego. Ale kompleks glinu jest wyjątkiem, jego liczba ligandów wynosi najczęściej 4. Powstały fragment zamykamy w nawiasach kwadratowych - jest to jon zespolony. Określamy jego ładunek i dodajemy wymaganą liczbę kationów lub anionów na zewnątrz.
3. Zasady oddziałują z tlenkami kwasowymi. Jednocześnie możliwa jest edukacja kwaśny Lub średnia sól, w zależności od stosunku molowego zasady i tlenku kwasowego. W nadmiarze zasady tworzy się sól średnia, a w nadmiarze tlenku kwasowego tworzy się sól kwasowa:
zasada (nadmiar) + tlenek kwasowy = średnia sól + woda
Lub:
zasada + tlenek kwasu (nadmiar) = sól kwasowa
Na przykład , podczas interakcji nadmiar wodorotlenku sodu Z dwutlenkiem węgla powstaje węglan sodu i woda:
2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O
I podczas interakcji nadmiar dwutlenek węgla z wodorotlenkiem sodu powstaje tylko wodorowęglan sodu:
2NaOH + CO2 = NaHCO3
4. Alkalia oddziałują z solami. Alkalia reagują tylko z rozpuszczalnymi solami w rozwiązaniu, pod warunkiem że W żywności tworzy się gaz lub osad . Reakcje takie przebiegają zgodnie z mechanizmem wymiana jonów.
zasada + sól rozpuszczalna = sól + odpowiedni wodorotlenek
Zasady oddziałują z roztworami soli metali, które odpowiadają nierozpuszczalnym lub niestabilnym wodorotlenkom.
Na przykład wodorotlenek sodu reaguje z siarczanem miedzi w roztworze:
Cu 2+ SO 4 2- + 2Na + OH - = Cu 2+ (OH) 2 - ↓ + Na 2 + SO 4 2-
Również zasady reagują z roztworami soli amonowych.
Na przykład , Wodorotlenek potasu reaguje z roztworem azotanu amonu:
NH 4 + NO 3 - + K + OH - = K + NO 3 - + NH 3 + H 2 O
! Kiedy sole metali amfoterycznych oddziałują z nadmiarem zasad, powstaje sól złożona!
Przyjrzyjmy się temu zagadnieniu bardziej szczegółowo. Jeśli sól utworzone przez metal, co odpowiada wodorotlenek amfoteryczny , wchodzi w interakcję z nie duża ilość alkalia, następuje zwykła reakcja wymiany i następuje wytrącenie osaduwodorotlenek tego metalu .
Na przykład , nadmiar siarczanu cynku reaguje w roztworze z wodorotlenkiem potasu:
ZnSO 4 + 2KOH = Zn(OH) 2 ↓ + K 2 SO 4
Jednak w tej reakcji nie powstaje zasada, ale wodorotlenek foteryczny. I jak już wskazaliśmy powyżej, wodorotlenki amfoteryczne rozpuszczają się w nadmiarze zasad, tworząc sole złożone . T Zatem, gdy siarczan cynku reaguje z nadmiar roztworu alkalicznego tworzy się sól złożona, nie tworzy się osad:
ZnSO 4 + 4KOH = K 2 + K 2 SO 4
W ten sposób otrzymujemy 2 schematy oddziaływania soli metali, które odpowiadają wodorotlenkom amfoterycznym, z zasadami:
amfoteryczna sól metalu (nadmiar) + zasada = wodorotlenek amfoteryczny ↓ + sól
sól amfametalu + zasada (nadmiar) = sól kompleksowa + sól
5. Zasady oddziałują z solami kwasowymi.W tym przypadku powstają sole średnie lub mniej kwaśne.
sól kwaśna + zasada = sól średnia + woda
Na przykład , Wodorosiarczyn potasu reaguje z wodorotlenkiem potasu, tworząc siarczyn potasu i wodę:
KHSO3 + KOH = K2SO3 + H2O
Nieruchomości sole kwasowe Bardzo wygodne jest określenie, dzieląc mentalnie kwaśną sól na 2 substancje - kwas i sól. Na przykład wodorowęglan sodu NaHCO 3 rozkładamy na kwas uolowy H 2 CO 3 i węglan sodu Na 2 CO 3. Właściwości wodorowęglanu w dużej mierze zależą od właściwości kwasu węglowego i właściwości węglanu sodu.
6. Alkalia oddziałują z metalami w roztworze i topią się. W takim przypadku zachodzi reakcja utleniania i redukcji, tworząca się w roztworze sól złożona I wodór, w stopie - średnia sól I wodór.
Notatka! Tylko te metale, których tlenek ma minimum stopień pozytywny utlenianie metalu jest amfoteryczne!
Na przykład , żelazo nie reaguje z roztworami alkalicznymi, tlenek żelaza (II) ma charakter zasadowy. A aluminium rozpuszcza się w wodnym roztworze alkalicznym, tlenek glinu jest amfoteryczny:
2Al + 2NaOH + 6H 2 + O = 2Na + 3H 2 0
7. Zasady oddziałują z niemetalami. W tym przypadku zachodzą reakcje redoks. Zazwyczaj, niemetale są nieproporcjonalne w alkaliach. Nie odpowiadają z alkaliami tlen, wodór, azot, węgiel i gazy obojętne(hel, neon, argon itp.):
NaOH +O2 ≠
NaOH +N2 ≠
NaOH +C ≠
Siarka, chlor, brom, jod, fosfor i inne niemetale nieproporcjonalny w alkaliach (tj. samoutleniają się i samoregenerują).
Na przykład chlorpodczas interakcji z zimny ług przechodzi w stany utlenienia -1 i +1:
2NaOH +Cl 2 0 = NaCl - + NaOCl + + H 2 O
Chlor podczas interakcji z gorący ług przechodzi w stan utlenienia -1 i +5:
6NaOH +Cl 2 0 = 5NaCl - + NaCl +5 O 3 + 3H 2 O
Krzem utleniony alkaliami do stopnia utlenienia +4.
Na przykład, w rozwiązaniu:
2NaOH + Si 0 + H 2 + O= NaCl - + Na 2 Si +4 O 3 + 2H 2 0
Fluor utlenia zasady:
2F 2 0 + 4NaO -2 H = O 2 0 + 4NaF - + 2H 2 O
Więcej o tych reakcjach przeczytasz w artykule.
8. Alkalia nie rozkładają się pod wpływem ogrzewania.
Wyjątkiem jest wodorotlenek litu:
2LiOH = Li2O + H2O
2. PODSTAWY
Powody – są to złożone substancje składające się z atomów metali i jednej lub więcej grup hydroksylowych (OH -).
Z teoretycznego punktu widzenia dysocjacja elektrolityczna są to elektrolity (substancje, których roztwory lub stopy przewodzą Elektryczność), dysocjując w roztworach wodnych na kationy metali i aniony tylko jonów wodorotlenkowych OH - .
Zasady rozpuszczalne w wodzie nazywane są zasadami. Należą do nich zasady utworzone przez metale z 1. grupy głównej podgrupy (LiOH, NaOHi inne) oraz metale ziem alkalicznych (C A(OH) 2,senior(OH) 2, Ba(OH)2). Zasady utworzone przez metale innych grup układ okresowy praktycznie nierozpuszczalny w wodzie. Zasady w wodzie dysocjują całkowicie:
NaOH® Na + + OH - .
PolikwasZasady w wodzie dysocjują stopniowo:
Ba( OH) 2 ® BaOH + + OH - ,
Ba( OH) + Ba 2+ + OH - .
C tępy kształtdysocjacja zasad wyjaśnia powstawanie soli zasadowych.
Nazewnictwo podstaw.
Bazy to tzw w następujący sposób: Najpierw wymów słowo „wodorotlenek”, a następnie metal, który go tworzy. Jeśli metal ma zmienną wartościowość, jest to wskazane w nazwie.
KOH – wodorotlenek potasu;
Ca( OH ) 2 – wodorotlenek wapnia;
Fe( OH ) 2 – wodorotlenek żelaza ( II);
Fe( OH ) 3 – wodorotlenek żelaza ( III);
Podczas sporządzania wzorów zasad załóżmy, że cząsteczka elektrycznie neutralny. Jon wodorotlenkowy zawsze ma ładunek (–1). W cząsteczce podstawowej o ich liczbie decyduje dodatni ładunek kationu metalu. Hydrogrupę ujęto w nawiasy, a wskaźnik wyrównywania ładunku umieszczono w prawym dolnym rogu poza nawiasami:
Ca +2 (OH) – 2, Fe 3 +( Och) 3 - .
zgodnie z następującymi cechami:
1. Według kwasowości (według liczby grup OH w cząsteczce zasadowej): monokwas –NaOH, KOH , polikwas – Ca (OH) 2, Al (OH) 3.
2. Według rozpuszczalności: rozpuszczalny (zasada) –LiOH, KOH , nierozpuszczalny – Cu (OH) 2, Al (OH) 3.
3. Według siły (według stopnia dysocjacji):
silny ( α = 100%) – wszystkie zasady rozpuszczalneNaOH, LiOH, Ba(OH ) 2 , lekko rozpuszczalny Ca(OH)2.
b) słaby ( α < 100 %) – все нерастворимые основания Cu (OH) 2, Fe (OH) 3 i rozpuszczalny NH 4 OH.
4. Według właściwości chemicznych: główne – C A(OH) 2, Nie ON; amfoteryczny – Zn (OH) 2, Al (OH) 3.
Powody
Są to wodorotlenki metali alkalicznych i ziem alkalicznych (oraz magnezu), a także metali stopień minimalny utlenianie (jeśli ma wartość zmienną).
Na przykład: NaOH, LiOH, Mg ( OH) 2, Ca (OH) 2, Cr (OH) 2, Mn(OH)2.
Paragon
1. Interakcja aktywny metal z wodą:
2Na + 2H 2O → 2NaOH + H2
Ca + 2H 2 O → Ca(OH)2 + H2
Mg + 2H2O Mg ( OH) 2 + H 2
2. Oddziaływanie tlenków zasadowych z wodą (tylko dla metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych):
Na 2 O + H 2 O → 2NaOH,
CaO+ H 2 O → Ca(OH)2.
3. Przemysłową metodą wytwarzania zasad jest elektroliza roztworów soli:
2NaCI + 4H 2O 2NaOH + 2H 2 + CI 2
4. Oddziaływanie soli rozpuszczalnych z zasadami, a w przypadku zasad nierozpuszczalnych – tak jedyny sposób otrzymujący:
Na2SO4+ Ba(OH) 2 → 2NaOH + BaSO 4
MgSO4 + 2NaOH → Mg(OH)2 + Na2SO4.
Właściwości fizyczne
Wszystkie zasady są ciałami stałymi. Nierozpuszczalny w wodzie, z wyjątkiem zasad. Alkalia są białe substancje krystaliczne, mydlany w dotyku, powodujący poważne oparzenia w przypadku kontaktu ze skórą. Dlatego nazywane są „żrącymi”. Podczas pracy z alkaliami należy obserwować pewne zasady I użyć środki indywidualne ochrony (okulary, rękawice gumowe, pęseta itp.).
W przypadku dostania się alkaliów na skórę należy przemyć to miejsce dużą ilością wody do momentu zniknięcia mydła, a następnie zneutralizować je roztworem kwasu borowego.
Właściwości chemiczne
Właściwości chemiczne zasad z punktu widzenia teorii dysocjacji elektrolitycznej określa obecność w ich roztworach nadmiaru wolnych wodorotlenków -
Och, jony - .
1. Zmiana koloru wskaźników:
fenoloftaleina – malina
lakmus - niebieski
oranż metylowy – żółty
2. Reakcja z kwasami, w wyniku której powstaje sól i woda (reakcja neutralizacji):
2NaOH + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + 2H 2 O,
Rozpuszczalny
Cu(OH) 2 + 2HCl → CuCI 2 + 2H 2O.
Nierozpuszczalny
3. Interakcja z tlenkami kwasowymi:
2 NaOH+ SO 3 → Na 2 SO 4 + H 2 O
4. Interakcja z amfoterycznymi tlenkami i wodorotlenkami:
a) podczas topienia:
2 NaOH+ AI 2 O 3 2 NaAIO 2 + H2O,
NaOH + AI(OH)3NaAIO2 + 2H2O.
b) w roztworze:
2NaOH + AI 2 O 3 +3H 2 O → 2Na [ AI(OH) 4 ],
NaOH + AI(OH) 3 → Na.
5. Interakcja z niektórymi proste substancje(metale amfoteryczne, krzem i inne):
2NaOH + Zn + 2H 2 O → Na 2 [Zn(OH) 4 ] + H 2
2NaOH+ Si + H 2 O → Na 2 SiO 3 + 2H 2
6. Interakcja z rozpuszczalnymi solami z powstawaniem opadów:
2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2 + Na2SO4,
Ba( OH) 2 + K 2 SO 4 → BaSO 4 + 2KOH.
7. Słabo rozpuszczalne i nierozpuszczalne zasady rozkładają się po podgrzaniu:
Ca( o) 2 CaO + H2O,
Cu( o) 2 CuO + H2O.
kolor niebieski kolor czarny
Wodorotlenki amfoteryczne
Są to wodorotlenki metali ( Be(OH)2, AI(OH)3, Zn(OH ) 2) i metale na pośrednim stopniu utlenienia (CR(OH) 3, Mn(OH) 4).
Paragon
Wodorotlenki amfoteryczne otrzymuje się w reakcji rozpuszczalnych soli z alkaliami pobranymi w niedoborze lub w równoważnych ilościach, ponieważ w nadmiarze rozpuszczają się:
AICI 3 + 3NaOH → AI(OH)3+3NaCI.
Właściwości fizyczne
Są to substancje stałe, praktycznie nierozpuszczalne w wodzie.Zn( OH) 2 – biały, Fe (OH) 3 – kolor brązowy.
Właściwości chemiczne
Amfoteryczny wodorotlenki wykazują właściwości zasad i kwasów, dlatego oddziałują zarówno z kwasami, jak i zasadami.
1. Reakcja z kwasami, w wyniku której powstaje sól i woda:
Zn(OH) 2 + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + 2H 2 O.
2. Oddziaływanie z roztworami i stopami zasad z tworzeniem się soli i wody:
sztuczna inteligencja( O) 3 + NaOH Na,
Fe 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O,
2Fe(OH) 3 + Na 2 O 2NaFeO 2 + 3H 2 O.
Praca laboratoryjna nr 2
Odbiór i Właściwości chemiczne powodów
Cel pracy: zapoznać się z właściwościami chemicznymi zasad i metodami ich otrzymywania.
Wyroby szklane i odczynniki: probówki, lampa alkoholowa. Zestaw wskaźników, taśma magnezowa, roztwory soli aluminium, żelaza, miedzi, magnezu; alkalia( NaOH, KOH), woda destylowana.
Doświadczenie nr 1. Oddziaływanie metali z wodą.
Do probówki wlej 3–5 cm 3 wody i wrzuć do niej kilka kawałków drobno posiekanej taśmy magnezowej. Ogrzewaj na lampie alkoholowej przez 3–5 minut, ostudź i dodaj 1–2 krople roztworu fenoloftaleiny. Jak zmienił się kolor wskaźnika? Porównaj z punktem 1 na s. 27. Zapisz równanie reakcji. Jakie metale reagują z wodą?
Doświadczenie nr 2. Otrzymywanie i właściwości substancji nierozpuszczalnych
powodów
W probówkach z rozcieńczonymi roztworami soli MgCI 2, FeCI 3 , CuSO 4 (5–6 kropli) dodać 6–8 kropli rozcieńczonego roztworu alkalicznego NaOH zanim utworzą się opady. Zwróć uwagę na ich kolor. Zapisz równania reakcji.
Powstały niebieski osad Cu(OH)2 podzielić do dwóch probówek. Do jednego z nich dodaj 2-3 krople rozcieńczonego roztworu kwasu, a do drugiego taką samą ilość zasady. W której probówce rozpuszczono osad? Zapisz równanie reakcji.
Powtórz to doświadczenie z dwoma innymi wodorotlenkami otrzymanymi w reakcjach wymiany. Zanotuj zaobserwowane zjawiska, zapisz równania reakcji. Wyciągnij ogólny wniosek na temat zdolności zasad do interakcji z kwasami i zasadami.
Doświadczenie nr. 3. Otrzymywanie i właściwości wodorotlenków amfoterycznych
Powtórz poprzednie doświadczenie z roztworem soli glinu ( AICI 3 lub AI 2 (SO 4 ) 3). Obserwuj powstawanie bieli zsiadły osad wodorotlenek glinu i rozpuszczenie go przez dodanie zarówno kwasu, jak i zasady. Zapisz równania reakcji. Dlaczego wodorotlenek glinu ma właściwości zarówno kwasu, jak i zasady? Jakie inne wodorotlenki amfoteryczne znasz?
3. Wodorotlenki
Wśród związków wieloelementowych ważną grupę stanowią wodorotlenki. Niektóre z nich wykazują właściwości zasad (zasadowych wodorotlenków) - NaOH, Ba(OH ) 2 itd.; inne wykazują właściwości kwasów (wodorotlenków kwasowych) - HNO3, H3PO4 i inni. Istnieją również wodorotlenki amfoteryczne, które w zależności od warunków mogą wykazywać zarówno właściwości zasad, jak i właściwości kwasów - Zn (OH) 2, Al (OH) 3 itp.
3.1. Klasyfikacja, otrzymywanie i właściwości zasad
Z punktu widzenia teorii dysocjacji elektrolitycznej zasadami (zasadowymi wodorotlenkami) są substancje, które w roztworach dysocjują tworząc jony wodorotlenkowe OH - .
Według współczesnej nomenklatury nazywa się je zwykle wodorotlenkami pierwiastków, wskazując w razie potrzeby wartościowość pierwiastka (w nawiasie cyframi rzymskimi): KOH - wodorotlenek potasu, wodorotlenek sodu NaOH , wodorotlenek wapnia Ca(OH ) 2, wodorotlenek chromu ( II)-Cr(OH ) 2, wodorotlenek chromu ( III) - Cr (OH) 3.
Wodorotlenki metali zwykle dzieli się na dwie grupy: rozpuszczalne w wodzie(utworzony przez metale alkaliczne i metale ziem alkalicznych - Li, Na, K, Cs, Rb, Fr, Ca, Sr, Ba i dlatego nazywane alkaliami) i nierozpuszczalne w wodzie. Główną różnicą między nimi jest stężenie jonów OH - w roztworach alkalicznych jest dość wysoki, ale dla nierozpuszczalnych zasad zależy od rozpuszczalności substancji i zwykle jest bardzo mały. Jednakże małe stężenia równowagowe jonu OH - nawet w roztworach nierozpuszczalnych zasad określa się właściwości tej klasy związków.
Według liczby grup hydroksylowych (kwasowość) , które można zastąpić resztą kwasową, wyróżnia się:
Zasady monokwasowe - KOH, NaOH;
Zasady dikwasowe - Fe (OH) 2, Ba (OH) 2;
Zasady trikwasowe - Al (OH) 3, Fe (OH) 3.
Zdobycie podstaw
1. Ogólną metodą wytwarzania zasad jest reakcja wymiany, za pomocą której można otrzymać zarówno zasady nierozpuszczalne, jak i rozpuszczalne:
CuSO 4 + 2KOH = Cu(OH) 2 ↓ + K 2 SO 4 ,
K 2 SO 4 + Ba(OH) 2 = 2KOH + BaCO 3↓ .
Gdy tą metodą otrzymuje się rozpuszczalne zasady, wytrąca się nierozpuszczalna sól.
Przygotowując zasady nierozpuszczalne w wodzie o właściwościach amfoterycznych należy unikać nadmiaru zasad, gdyż może nastąpić rozpuszczenie zasady amfoterycznej np.
AlCl3 + 3KOH = Al(OH)3 + 3KCl,
Al(OH)3 + KOH = K.
W takich przypadkach wodorotlenek amonu służy do otrzymywania wodorotlenków, w których tlenki amfoteryczne nie rozpuszczają się:
AlCl3 + 3NH4OH = Al(OH)3 ↓ + 3NH4Cl.
Wodorotlenki srebra i rtęci rozkładają się tak łatwo, że przy próbie ich otrzymania w reakcji wymiany zamiast wodorotlenków wytrącają się tlenki:
2AgNO 3 + 2KOH = Ag 2 O ↓ + H 2 O + 2KNO 3.
2. Alkalia w technologii otrzymywane są najczęściej metodą elektrolizy roztwory wodne chlorki:
2NaCl + 2H 2 O = 2 NaOH + H 2 + Cl 2.
(całkowita reakcja elektrolizy)
Alkalia można również otrzymać w reakcji metali alkalicznych i ziem alkalicznych lub ich tlenków z wodą:
2 Li + 2 H 2 O = 2 LiOH + H 2,
SrO + H 2 O = Sr (OH) 2.
Właściwości chemiczne zasad
1. Wszystkie zasady nierozpuszczalne w wodzie rozkładają się po podgrzaniu, tworząc tlenki:
2 Fe (OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3 H 2 O,
Ca (OH) 2 = CaO + H 2 O.
2. Najbardziej charakterystyczną reakcją zasad jest ich oddziaływanie z kwasami – reakcja zobojętniania. Wchodzą do niego zarówno zasady, jak i nierozpuszczalne zasady:
NaOH + HNO 3 = NaNO 3 + H 2 O,
Cu(OH) 2 + H 2 SO 4 = CuSO 4 + 2H 2 O.
3. Zasady oddziałują z tlenkami kwasowymi i amfoterycznymi:
2KOH + CO 2 = K 2 CO 3 + H 2 O,
2NaOH + Al 2 O 3 = 2 NaAlO 2 + H 2 O.
4. Zasady mogą reagować z solami kwasowymi:
2NaHSO 3 + 2KOH = Na 2 SO 3 + K 2 SO 3 + 2H 2 O,
Ca(HCO 3) 2 + Ba(OH) 2 = BaCO 3↓ + CaCO3 + 2H 2O.
Cu(OH) 2 + 2NaHSO 4 = CuSO 4 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O.
5. Należy szczególnie podkreślić zdolność roztworów alkalicznych do reagowania z niektórymi niemetalami (halogeny, siarka, biały fosfor, krzem):
2 NaOH + Cl 2 = NaCl + NaOCl + H 2 O (na zimno),
6 KOH + 3 Cl 2 = 5 KCl + KClO 3 + 3 H 2 O (po podgrzaniu),
6KOH + 3S = K2SO3 + 2K2S + 3H2O,
3KOH + 4P + 3H 2O = PH 3 + 3KH 2PO 2,
2NaOH + Si + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2.
6. Ponadto stężone roztwory zasad po podgrzaniu są również zdolne do rozpuszczania niektórych metali (tych, których związki mają właściwości amfoteryczne):
2Al + 2NaOH + 6H 2O = 2Na + 3H 2,
Zn + 2KOH + 2H 2 O = K 2 + H 2.
Roztwory alkaliczne mają pH> 7 (środowisko zasadowe), zmień kolor wskaźników (lakmus - niebieski, fenoloftaleina - fioletowy).
M.V. Andryukhova, L.N. Borodina