Besi (hidroksidi) – vitu tata, molekuli ambazo zina kikundi kimoja au zaidi cha haidroksi OH. Mara nyingi, besi zinajumuisha atomi ya chuma na kikundi cha OH. Kwa mfano, NaOH ni hidroksidi ya sodiamu, Ca(OH) 2 ni hidroksidi ya kalsiamu, nk.
Kuna msingi - hidroksidi ya amonia, ambayo kundi la hidroksi limeunganishwa si kwa chuma, lakini kwa NH 4 + ion (cation amonia). Hidroksidi ya amonia huundwa wakati amonia inapoyeyuka katika maji (mwitikio wa kuongeza maji kwa amonia):
NH 3 + H 2 O = NH 4 OH (hidroksidi ya amonia).
Valency ya kikundi cha hidroksi ni 1. Idadi ya vikundi vya hidroksili katika molekuli ya msingi inategemea valence ya chuma na ni sawa nayo. Kwa mfano, NaOH, LiOH, Al (OH) 3, Ca(OH) 2, Fe(OH) 3, nk.
Sababu zote - yabisi ambao wana rangi tofauti. Baadhi ya besi huyeyuka sana kwenye maji (NaOH, KOH, n.k.). Hata hivyo, wengi wao hawana mumunyifu katika maji.
Besi zinazoyeyuka katika maji huitwa alkali. Ufumbuzi wa alkali ni "sabuni", huteleza kwa kugusa na husababisha kabisa. Alkali ni pamoja na hidroksidi za alkali na madini ya alkali ya ardhi(KOH, LiOH, RbOH, NaOH, CsOH, Ca(OH) 2, Sr(OH) 2, Ba(OH) 2, n.k.). Zilizobaki haziwezi kuyeyuka.
Misingi isiyoyeyuka- hizi ni hidroksidi za amphoteric, ambazo hufanya kama besi wakati wa kuingiliana na asidi, na hufanya kama asidi na alkali.
Besi tofauti zina uwezo tofauti wa kuondoa vikundi vya hydroxy, kwa hivyo hugawanywa kuwa kali na misingi dhaifu.
Misingi yenye nguvu katika ufumbuzi wa maji kwa urahisi hutoa makundi yao ya hidroksi, lakini besi dhaifu hazifanyi.
Tabia za kemikali za besi
Mali ya kemikali ya besi ni sifa ya uhusiano wao na asidi, anhidridi ya asidi na chumvi.
1. Tenda kwa viashiria. Viashiria hubadilisha rangi kulingana na mwingiliano na tofauti kemikali. KATIKA ufumbuzi wa upande wowote- wana rangi moja, katika ufumbuzi wa asidi - mwingine. Wakati wa kuingiliana na besi, hubadilisha rangi yao: kiashiria cha machungwa cha methyl kinageuka njano, kiashiria cha litmus - ndani Rangi ya bluu, na phenolphthalein inakuwa fuchsia.
2. Kuingiliana na oksidi za asidi na Uundaji wa chumvi na maji:
2NaOH + SiO 2 → Na 2 SiO 3 + H 2 O.
3. Mwitikio na asidi, kutengeneza chumvi na maji. Mwitikio wa msingi na asidi huitwa mmenyuko wa kutokujali, kwani baada ya kukamilika kwake kati inakuwa ya upande wowote:
2KOH + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + 2H 2 O.
4. Humenyuka pamoja na chumvi kutengeneza chumvi mpya na msingi:
2NaOH + CuSO 4 → Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4.
5. Inapokanzwa, zinaweza kuoza ndani ya maji na oksidi kuu:
Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O.
Bado una maswali? Je, ungependa kujua zaidi kuhusu misingi?
Ili kupata msaada kutoka kwa mwalimu -.
Somo la kwanza ni bure!
blog.site, wakati wa kunakili nyenzo kwa ukamilifu au sehemu, kiunga cha chanzo asili kinahitajika.
Kabla ya kujadili mali ya kemikali ya besi na hidroksidi za amphoteric, hebu tufafanue wazi ni nini?
1) Besi au hidroksidi za msingi ni pamoja na hidroksidi za chuma katika hali ya oxidation +1 au +2, i.e. fomula ambazo zimeandikwa kama MeOH au Me(OH) 2. Hata hivyo, kuna tofauti. Kwa hivyo, hidroksidi Zn (OH) 2, Kuwa (OH) 2, Pb (OH) 2, Sn (OH) 2 sio besi.
2) Hidroksidi za amphoteric ni pamoja na hidroksidi za chuma katika hali ya oksidi +3, +4, na vile vile, isipokuwa, hidroksidi Zn(OH) 2, Be(OH) 2, Pb(OH) 2, Sn(OH) 2. Hidroksidi za metali katika hali ya oxidation +4, in Kazi za Mtihani wa Jimbo Moja hazitokei, kwa hivyo hazitazingatiwa.
Tabia za kemikali za besi
Sababu zote zimegawanywa katika:
Tukumbuke kwamba berili na magnesiamu sio madini ya alkali duniani.
Mbali na ukweli kwamba alkali ni mumunyifu katika maji, pia hutengana vizuri katika ufumbuzi wa maji, wakati. misingi isiyoyeyuka kuwa na kiwango cha chini cha kujitenga.
Tofauti hii ya umumunyifu na uwezo wa kutenganisha alkali na hidroksidi zisizo na maji husababisha, kwa upande wake, kwa tofauti zinazoonekana katika mali zao za kemikali. Kwa hiyo, hasa, alkali ni zaidi ya kemikali misombo hai na mara nyingi huweza kuingia katika athari ambazo besi zisizo na maji haziingii ndani.
Mwingiliano wa besi na asidi
Alkali humenyuka pamoja na asidi zote, hata dhaifu sana na zisizo na mumunyifu. Kwa mfano:
Besi zisizoyeyuka huguswa na karibu zote asidi mumunyifu, usiguse na asidi ya sililic isiyoyeyuka:
Ikumbukwe kwamba besi kali na dhaifu na formula ya jumla aina Me(OH) 2 inaweza kutengeneza chumvi za kimsingi na ukosefu wa asidi, kwa mfano:
Mwingiliano na oksidi za asidi
Alkali huguswa na oksidi zote za asidi, kutengeneza chumvi na mara nyingi maji:
Besi zisizo na maji zina uwezo wa kuguswa na oksidi zote za juu za asidi zinazolingana na asidi thabiti, kwa mfano, P 2 O 5, SO 3, N 2 O 5, kuunda chumvi za kati:
Besi zisizoyeyuka za aina ya Me(OH) 2 hutenda ikiwa kuna maji yenye dioksidi kaboni ili kuunda chumvi za kimsingi. Kwa mfano:
Cu(OH) 2 + CO 2 = (CuOH) 2 CO 3 + H 2 O
Na dioksidi ya silicon, kwa sababu ya ajizi yake ya kipekee, ndio wengi tu sababu kali- alkali. Katika kesi hii, chumvi za kawaida huundwa. Mwitikio hautokei kwa besi zisizo na maji. Kwa mfano:
Mwingiliano wa besi na oksidi za amphoteric na hidroksidi
Alkali zote humenyuka pamoja na oksidi za amphoteric na hidroksidi. Ikiwa majibu yanafanywa kwa kuunganisha oksidi ya amphoteric au hidroksidi na alkali imara, majibu haya husababisha kuundwa kwa chumvi zisizo na hidrojeni:
Ikiwa suluhisho la maji ya alkali hutumiwa, basi chumvi tata ya hydroxo huundwa:
Katika kesi ya alumini, chini ya hatua ya ziada ya alkali iliyokolea, badala ya Na chumvi, Na 3 huundwa:
Mwingiliano wa besi na chumvi
Msingi wowote humenyuka na chumvi yoyote ikiwa tu masharti mawili yametimizwa kwa wakati mmoja:
1) umumunyifu wa misombo ya kuanzia;
2) uwepo wa mvua au gesi kati ya bidhaa za majibu
Kwa mfano:
Utulivu wa joto wa substrates
Alkali zote, isipokuwa Ca(OH) 2, ni sugu kwa joto na kuyeyuka bila kuoza.
Besi zote zisizo na maji, pamoja na Ca(OH) 2 ambayo huyeyuka kidogo, hutengana inapokanzwa. Wengi joto mtengano wa hidroksidi ya kalsiamu - karibu 1000 o C:
Hidroksidi zisizo na maji zina mengi zaidi joto la chini mtengano. Kwa mfano, hidroksidi ya shaba (II) hutengana tayari kwa joto zaidi ya 70 o C:
Kemikali mali ya hidroksidi amphoteric
Mwingiliano wa hidroksidi za amphoteric na asidi
Hidroksidi za amphoteriki huguswa nayo asidi kali:
Hidroksidi za chuma za amphoteric katika hali ya oxidation +3, i.e. chapa Me(OH) 3, usigusane na asidi kama vile H 2 S, H 2 SO 3 na H 2 CO 3 kwa sababu ya ukweli kwamba chumvi ambazo zinaweza kutengenezwa kama matokeo ya athari kama hizo zinakabiliwa na hidrolisisi isiyoweza kutenduliwa. hidroksidi ya asili ya amphoteric na asidi inayolingana:
Mwingiliano wa hidroksidi za amphoteric na oksidi za asidi
Hidroksidi za amphoteriki huguswa nayo oksidi za juu, ambayo inalingana na asidi thabiti (SO 3, P 2 O 5, N 2 O 5):
Hidroksidi za chuma za amphoteric katika hali ya oxidation +3, i.e. chapa Me(OH) 3, usijibu ikiwa na oksidi za asidi SO 2 na CO 2.
Mwingiliano wa hidroksidi za amphoteric na besi
Miongoni mwa besi, hidroksidi za amphoteric huguswa tu na alkali. Katika kesi hii, ikiwa suluhisho la maji la alkali linatumiwa, basi chumvi tata ya hydroxo huundwa:
Na wakati hidroksidi za amphoteric zimeunganishwa na alkali ngumu, analogues zao zisizo na maji hupatikana:
Mwingiliano wa hidroksidi za amphoteric na oksidi za msingi
Hidroksidi za amphoteriki hutenda zinapounganishwa na oksidi za alkali na madini ya alkali ya ardhini:
Mtengano wa joto wa hidroksidi za amphoteric
Hidroksidi zote za amphoteric hazipatikani katika maji na, kama yoyote hidroksidi zisizo na maji, kuoza wakati joto ndani ya oksidi sambamba na maji.
Sababu – vitu tata ambavyo vinajumuisha cation ya chuma Me + (au cation ya chuma-kama, kwa mfano, ioni ya amonia NH 4 +) na anion hidroksidi OH -.
Kulingana na umumunyifu wao katika maji, besi imegawanywa katika mumunyifu (alkali) Na misingi isiyoyeyuka . Kuna pia misingi isiyo imara, ambayo hutengana papo hapo.
Kupata misingi
1. Mwingiliano oksidi za msingi na maji. Wakati huo huo, huguswa na maji hali ya kawaida pekee oksidi hizo zinazolingana na msingi wa mumunyifu (alkali). Wale. kwa njia hii unaweza kupata tu alkali:
oksidi ya msingi + maji = msingi
Kwa mfano , oksidi ya sodiamu fomu katika maji hidroksidi ya sodiamu(hidroksidi ya sodiamu):
Na 2 O + H 2 O → 2NaOH
Wakati huo huo kuhusu oksidi ya shaba (II). Na maji haina kuguswa:
CuO + H 2 O ≠
2. Mwingiliano wa metali na maji. Ambapo kuguswa na majikatika hali ya kawaidamadini ya alkali pekee(lithiamu, sodiamu, potasiamu, rubidium, cesium), kalsiamu, strontium na bariamu.Katika kesi hii, mmenyuko wa redox hutokea, hidrojeni ni wakala wa oxidizing, na chuma ni wakala wa kupunguza.
chuma + maji = alkali + hidrojeni
Kwa mfano, potasiamu humenyuka na maji dhoruba sana:
2K 0 + 2H 2 + O → 2K + OH + H 2 0
3. Electrolysis ya ufumbuzi wa baadhi ya chumvi alkali chuma. Kama sheria, kupata alkali, electrolysis inafanywa miyeyusho ya chumvi inayoundwa na madini ya alkali au alkali ya ardhini na asidi isiyo na oksijeni (isipokuwa kwa asidi hidrofloriki) - kloridi, bromidi, sulfidi, nk Suala hili linajadiliwa kwa undani zaidi katika makala. .
Kwa mfano , electrolysis ya kloridi ya sodiamu:
2NaCl + 2H 2 O → 2NaOH + H 2 + Cl 2
4. Misingi huundwa na mwingiliano wa alkali nyingine na chumvi. Katika kesi hii, wanaingiliana tu dutu mumunyifu, na bidhaa zinapaswa kuunda chumvi isiyoyeyuka, au msingi usioyeyuka:
au
alkali + chumvi 1 = chumvi 2 ↓ + alkali
Kwa mfano: Potasiamu kabonati humenyuka katika mmumunyo pamoja na hidroksidi ya kalsiamu:
K 2 CO 3 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 ↓ + 2KOH
Kwa mfano: Kloridi ya shaba(II) humenyuka katika mmumunyo pamoja na hidroksidi sodiamu. Katika kesi hii, huanguka shaba ya bluu(II) mvua ya hidroksidi:
CuCl 2 + 2NaOH → Cu(OH) 2 ↓ + 2NaCl
Sifa za kemikali sio besi za mumunyifu
1. Besi zisizoyeyuka humenyuka pamoja na asidi kali na oksidi zake (na baadhi ya asidi za kati). Kwa kesi hii, chumvi na maji.
msingi usioyeyuka + asidi = chumvi + maji
msingi usioyeyuka + oksidi ya asidi = chumvi + maji
Kwa mfano ,hidroksidi shaba(II) humenyuka ikiwa na nguvu asidi hidrokloriki:
Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O
Katika kesi hii, hidroksidi ya shaba (II) haiingiliani na oksidi ya asidi dhaifu asidi ya kaboni- kaboni dioksidi:
Cu(OH) 2 + CO 2 ≠
2. Besi zisizo na maji hutengana inapokanzwa ndani ya oksidi na maji.
Kwa mfano, Hidroksidi ya chuma(III) hutengana na kuwa oksidi ya chuma(III) na maji inapopashwa joto:
2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O
3. Misingi isiyoyeyuka haifanyi kazina oksidi za amphoteric na hidroksidi.
msingi usioyeyuka + oksidi ya amphoteric ≠
msingi usioyeyuka + hidroksidi ya amphoteric ≠
4. Baadhi ya besi zisizo na maji zinaweza kufanya kamamawakala wa kupunguza. Wakala wa kupunguza ni besi zinazoundwa na metali na kiwango cha chini au hali ya oxidation ya kati, ambayo inaweza kuongeza hali yao ya oxidation (chuma (II) hidroksidi, chromium (II) hidroksidi, nk).
Kwa mfano , Hidroksidi ya chuma (II) inaweza kuoksidishwa na oksijeni ya anga katika uwepo wa maji hadi chuma (III) hidroksidi:
4Fe +2 (OH) 2 + O 2 0 + 2H 2 O → 4Fe +3 (O -2 H) 3
Tabia za kemikali za alkali
1. Alkali huguswa na yoyote asidi - wote wenye nguvu na dhaifu . Katika kesi hii, chumvi na maji ya kati huundwa. Majibu haya yanaitwa athari za neutralization. Elimu pia inawezekana chumvi kali, ikiwa asidi ni polybasic, kwa uwiano fulani wa vitendanishi, au ndani asidi ya ziada. KATIKA alkali ya ziada chumvi na maji ya kati huundwa:
alkali (ziada) + asidi = chumvi ya kati + maji
alkali + asidi ya polybasic (ziada) = chumvi ya asidi + maji
Kwa mfano , Hidroksidi ya sodiamu, wakati wa kuingiliana na asidi ya fosforasi ya tribasic, inaweza kuunda aina 3 za chumvi: dihydrogen phosphates, fosfati au haidrofosfati.
Katika kesi hii, phosphates ya dihydrogen huundwa kwa ziada ya asidi, au wakati uwiano wa molar (uwiano wa kiasi cha vitu) wa reagents ni 1: 1.
NaOH + H 3 PO 4 → NaH 2 PO 4 + H 2 O
Wakati uwiano wa molar wa alkali na asidi ni 2: 1, hydrophosphates huundwa:
2NaOH + H3PO4 → Na2HPO4 + 2H2O
Kwa ziada ya alkali, au kwa uwiano wa molar wa alkali na asidi ya 3: 1, phosphate ya chuma ya alkali huundwa.
3NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + 3H2O
2. Alkali hujibu kwaoksidi za amphoteric na hidroksidi. Ambapo chumvi za kawaida huundwa katika kuyeyuka , A katika suluhisho - chumvi ngumu .
alkali (yeyuka) + oksidi ya amphoteric = chumvi ya kati + maji
alkali (yeyuka) + amphoteric hidroksidi = chumvi ya kati + maji
alkali (suluhisho) + oksidi ya amphoteric = chumvi tata
alkali (suluhisho) + hidroksidi ya amphoteric = chumvi tata
Kwa mfano , wakati hidroksidi ya alumini humenyuka pamoja na hidroksidi ya sodiamu katika kuyeyuka aluminate ya sodiamu huundwa. Aina za hidroksidi yenye asidi zaidi mabaki ya asidi:
NaOH + Al(OH) 3 = NaAlO 2 + 2H 2 O
A katika suluhisho chumvi ngumu huundwa:
NaOH + Al(OH) 3 = Na
Tafadhali kumbuka jinsi formula tata ya chumvi inaundwa:kwanza tunachagua atomi kuu (kwaKama sheria, ni chuma cha hidroksidi ya amphoteric).Kisha tunaongeza juu yake mishipa- kwa upande wetu hizi ni ions hidroksidi. Idadi ya ligandi kawaida ni kubwa mara 2 kuliko hali ya oxidation ya atomi ya kati. Lakini muundo wa alumini ni ubaguzi; idadi yake ya ligand mara nyingi ni 4. Tunafunga kipande kinachosababishwa katika mabano ya mraba - hii ni ioni tata. Tunaamua malipo yake na kuongeza idadi inayotakiwa ya cations au anions nje.
3. Alkali huingiliana na oksidi za asidi. Wakati huo huo, elimu inawezekana chachu au chumvi ya kati, kulingana na uwiano wa molar wa alkali na oksidi ya asidi. Kwa ziada ya alkali, chumvi ya kati huundwa, na kwa ziada ya oksidi ya asidi, chumvi ya asidi huundwa:
alkali (ziada) + oksidi ya asidi = chumvi ya kati + maji
au:
alkali + asidi oksidi (ziada) = chumvi ya asidi
Kwa mfano , wakati wa kuingiliana ziada ya hidroksidi ya sodiamu Na dioksidi kaboni, kaboni ya sodiamu na maji huundwa:
2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O
Na wakati wa kuingiliana ziada kaboni dioksidi na hidroksidi ya sodiamu tu bicarbonate ya sodiamu huundwa:
2NaOH + CO 2 = NaHCO 3
4. Alkali huingiliana na chumvi. Alkali hujibu tu na chumvi mumunyifu katika suluhisho, mradi tu Gesi au sediment huunda kwenye chakula . Majibu kama hayo yanaendelea kulingana na utaratibu kubadilishana ion.
alkali + chumvi mumunyifu = chumvi + hidroksidi sambamba
Alkali huingiliana na ufumbuzi wa chumvi za chuma, ambazo zinahusiana na hidroksidi zisizo na imara au zisizo imara.
Kwa mfano, hidroksidi ya sodiamu humenyuka pamoja na sulfate ya shaba katika suluhisho:
Cu 2+ SO 4 2- + 2Na + OH - = Cu 2+ (OH) 2 - ↓ + Na 2 + SO 4 2-
Pia alkali huguswa na suluhisho la chumvi za amonia.
Kwa mfano , Hidroksidi ya potasiamu humenyuka pamoja na suluhisho la nitrati ya ammoniamu:
NH 4 + NO 3 - + K + OH - = K + NO 3 - + NH 3 + H 2 O
! Wakati chumvi za metali za amphoteric zinaingiliana na alkali ya ziada, chumvi tata huundwa!
Hebu tuangalie suala hili kwa undani zaidi. Ikiwa chumvi iliyoundwa na chuma, ambayo inalingana na hidroksidi ya amphoteric , inaingiliana na sio kiasi kikubwa alkali, basi mmenyuko wa kawaida wa kubadilishana hutokea, na mvua hutokeahidroksidi ya chuma hii .
Kwa mfano , ziada ya salfati ya zinki humenyuka katika suluhisho na hidroksidi ya potasiamu:
ZnSO 4 + 2KOH = Zn(OH) 2 ↓ + K 2 SO 4
Hata hivyo, katika mmenyuko huu sio msingi unaoundwa, lakini hidroksidi ya foteriki. Na, kama tulivyosema hapo juu, hidroksidi za amphoteric huyeyuka katika alkali nyingi ili kuunda chumvi ngumu . T Hivyo, wakati sulfate ya zinki humenyuka na ufumbuzi wa ziada wa alkali chumvi ngumu huundwa, hakuna fomu za mvua:
ZnSO 4 + 4KOH = K 2 + K 2 SO 4
Kwa hivyo, tunapata miradi 2 ya mwingiliano wa chumvi za chuma, ambazo zinalingana na hidroksidi za amphoteric, na alkali:
amphoteric chuma chumvi (ziada) + alkali = amphoteric hidroksidi↓ + chumvi
amph.metal chumvi + alkali (ziada) = chumvi tata + chumvi
5. Alkali huingiliana na chumvi za asidi.Katika kesi hii, chumvi za kati au chumvi kidogo za asidi huundwa.
chumvi kali + alkali = chumvi ya kati + maji
Kwa mfano , Hidroksidi ya potasiamu humenyuka pamoja na hidroksidi ya potasiamu kuunda salfiti ya potasiamu na maji:
KHSO 3 + KOH = K 2 SO 3 + H 2 O
Mali chumvi za asidi Ni rahisi sana kuamua kwa kugawanya kiakili chumvi ya asidi katika vitu 2 - asidi na chumvi. Kwa mfano, tunavunja bicarbonate ya sodiamu NaHCO 3 kuwa asidi ya uoliki H 2 CO 3 na carbonate ya sodiamu Na 2 CO 3. Mali ya bicarbonate kwa kiasi kikubwa imedhamiriwa na mali ya asidi ya kaboni na mali ya carbonate ya sodiamu.
6. Alkali huingiliana na metali katika suluhisho na kuyeyuka. Katika kesi hii, mmenyuko wa kupunguza oxidation hutokea, kutengeneza katika suluhisho chumvi tata Na hidrojeni, katika kuyeyuka - chumvi ya kati Na hidrojeni.
Kumbuka! Ni metali hizo tu ambazo oksidi yake ina kiwango cha chini shahada chanya oxidation ya chuma ni amphoteric!
Kwa mfano , chuma haina kuguswa na ufumbuzi wa alkali, oksidi ya chuma (II) ni ya msingi. A alumini huyeyuka katika suluhisho la alkali yenye maji, oksidi ya alumini ni ya amphoteric:
2Al + 2NaOH + 6H 2 + O = 2Na + 3H 2 0
7. Alkali huingiliana na zisizo za metali. Katika kesi hii, athari za redox hufanyika. Kwa kawaida, zisizo za metali hazina uwiano katika alkali. Hawajibu na alkali oksijeni, hidrojeni, nitrojeni, kaboni na gesi ajizi(heli, neon, argon, nk):
NaOH +O 2 ≠
NaOH +N 2 ≠
NaOH +C ≠
Sulfuri, klorini, bromini, iodini, fosforasi na mengine yasiyo ya metali isiyo na uwiano katika alkali (yaani zinajiongeza oksidi na kujiokoa).
Kwa mfano, kloriniwakati wa kuingiliana na maji baridi huenda katika hali ya oxidation -1 na +1:
2NaOH +Cl 2 0 = NaCl - + NaOCl + + H 2 O
Klorini wakati wa kuingiliana na maji moto huenda katika hali ya oxidation -1 na +5:
6NaOH +Cl 2 0 = 5NaCl - + NaCl +5 O 3 + 3H 2 O
Silikoni iliyooksidishwa na alkali hadi hali ya oksidi +4.
Kwa mfano, katika suluhisho:
2NaOH + Si 0 + H 2 + O= NaCl - + Na 2 Si +4 O 3 + 2H 2 0
Fluorini huoksidisha alkali:
2F 2 0 + 4NaO -2 H = O 2 0 + 4NaF - + 2H 2 O
Unaweza kusoma zaidi kuhusu majibu haya katika makala.
8. Alkali haziozi zinapokanzwa.
Isipokuwa ni hidroksidi ya lithiamu:
2LiOH = Li 2 O + H 2 O
2. MISINGI
Sababu – hizi ni vitu ngumu vinavyojumuisha atomi za chuma na kikundi kimoja au zaidi cha hidroksili (OH -).
Kutoka kwa mtazamo wa kinadharia kutengana kwa umeme hizi ni elektroliti (vitu ambavyo suluhisho au kuyeyuka kwake hufanya umeme), kutenganisha katika ufumbuzi wa maji katika cations chuma na anions ya ions hidroksidi tu OH - .
Besi zinazoyeyuka katika maji huitwa alkali. Hizi ni pamoja na besi ambazo zinaundwa na metali za kikundi cha 1 cha kikundi kikuu (LiOH, NaOHna wengine) na madini ya ardhi ya alkali (C A(OH) 2,Sr(OH) 2, Ba (OH) 2). Misingi inayoundwa na metali ya vikundi vingine meza ya mara kwa mara kivitendo hakuna katika maji. Alkali katika maji hutengana kabisa:
NaOH® Na + + OH - .
Asidi ya polyacidMsingi katika maji hutengana hatua kwa hatua:
Ba( OH) 2 ® BaOH + + OH - ,
Ba( OH) + Ba 2+ + OH -.
C umbo butukutengana kwa besi kunaelezea uundaji wa chumvi za msingi.
Nomenclature ya misingi.
Misingi inaitwa kwa njia ifuatayo: Kwanza tamka neno "hydroxide", na kisha chuma kinachounda. Ikiwa chuma kina valence ya kutofautiana, inaonyeshwa kwa jina.
KOH - hidroksidi ya potasiamu;
Ca( OH ) 2 - hidroksidi ya kalsiamu;
Fe ( OH 2 - hidroksidi ya chuma ( II);
Fe ( OH 3 - hidroksidi ya chuma ( III);
Wakati wa kuunda kanuni za msingi kudhani kwamba molekuli upande wowote wa umeme. Ioni ya hidroksidi daima ina chaji (-1). Katika molekuli ya msingi, idadi yao imedhamiriwa na malipo mazuri ya cation ya chuma. Kikundi cha haidrojeni kimefungwa kwenye mabano, na faharasa ya kusawazisha malipo imewekwa chini kulia nje ya mabano:
Ca +2 (OH) – 2, Fe 3 +( OH ) 3 - .
kulingana na sifa zifuatazo:
1. Kwa asidi (kwa idadi ya vikundi vya OH katika molekuli ya msingi): monoasidi -NaOH, KOH asidi ya polyasidi - Ca (OH) 2, Al (OH) 3.
2. Kwa umumunyifu: mumunyifu (alkali) -LiOH, KOH , isiyoyeyuka - Cu (OH) 2, Al (OH) 3.
3. Kwa nguvu (kwa kiwango cha kujitenga):
a) nguvu ( α = 100%) - besi zote za mumunyifuNaOH, LiOH, Ba(OH ) 2 , mumunyifu kidogo Ca(OH)2.
b) dhaifu ( α < 100 %) – все нерастворимые основания Cu (OH) 2, Fe (OH) 3 na mumunyifu NH 4 OH.
4. Kulingana na sifa za kemikali: kuu - C A(OH) 2, Na YEYE; amphoteric - Zn (OH) 2, Al (OH) 3.
Sababu
Hizi ni hidroksidi za alkali na madini ya alkali ya ardhi (na magnesiamu), pamoja na metali ndani shahada ya chini oxidation (ikiwa ina thamani ya kutofautiana).
Kwa mfano: NaOH, LiOH, Mg ( OH) 2, Ca (OH) 2, Cr (OH) 2, Mhe(OH)2.
Risiti
1. Mwingiliano chuma hai na maji:
2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2
Ca + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + H 2
Mg + 2 H 2 O Mg ( OH) 2 + H 2
2. Mwingiliano wa oksidi za kimsingi na maji (tu kwa alkali na madini ya alkali ya ardhini):
Na 2 O + H 2 O → 2NaOH,
CaO+ H 2 O → Ca(OH)2.
3. Mbinu ya viwandani kwa ajili ya kuzalisha alkali ni electrolysis ya ufumbuzi wa chumvi:
2NaCI + 4H 2 O 2NaOH + 2H 2 + CI 2
4. Kuingiliana kwa chumvi mumunyifu na alkali, na kwa besi zisizo na msingi huu njia pekee kupokea:
Na2SO4+ Ba(OH) 2 → 2NaOH + BaSO 4
MgSO 4 + 2NaOH → Mg(OH) 2 + Na 2 SO 4.
Tabia za kimwili
Misingi yote ni yabisi. Hakuna katika maji, isipokuwa kwa alkali. Alkali ni nyeupe vitu vya fuwele, sabuni kwa kugusa, na kusababisha kuchoma kali ikiwa inagusana na ngozi. Ndiyo maana wanaitwa "caustic". Wakati wa kufanya kazi na alkali, ni muhimu kuchunguza sheria fulani na kutumia njia za mtu binafsi ulinzi (glasi, glavu za mpira, kibano, nk).
Ikiwa alkali huingia kwenye ngozi, safisha eneo hilo kwa maji mengi mpaka sabuni itatoweka, na kisha uifanye na suluhisho la asidi ya boroni.
Tabia za kemikali
Sifa za kemikali za besi kutoka kwa mtazamo wa nadharia ya kutengana kwa elektroni imedhamiriwa na uwepo katika suluhisho la ziada ya hidroksidi za bure -
Ioni za OH - .
1. Kubadilisha rangi ya viashiria:
phenolphthalein - raspberry
litmus - bluu
methyl machungwa - njano
2. Mwitikio wa asidi kuunda chumvi na maji (majibu ya kutojali):
2NaOH + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + 2H 2 O,
Mumunyifu
Cu(OH) 2 + 2HCI → CuCI 2 + 2H 2 O.
isiyoyeyuka
3. Mwingiliano na oksidi za asidi:
2 NaOH+ SO 3 → Na 2 SO 4 + H 2 O
4. Mwingiliano na oksidi za amphoteric na hidroksidi:
a) wakati wa kuyeyuka:
2 NaOH+ AI 2 O 3 2 NaAIO 2 + H 2 O,
NaOH + AI(OH) 3 NaAIO 2 + 2H 2 O.
b) katika suluhisho:
2NaOH + AI 2 O 3 +3H 2 O → 2Na[ AI(OH) 4],
NaOH + AI(OH) 3 → Na.
5. Mwingiliano na baadhi vitu rahisi(metali za amphoteric, silicon na wengine):
2NaOH + Zn + 2H 2 O → Na 2 [Zn(OH) 4 ] + H 2
2NaOH+ Si + H 2 O → Na 2 SiO 3 + 2H 2
6. Mwingiliano na chumvi mumunyifu na malezi ya mvua:
2NaOH + CuSO 4 → Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4,
Ba( OH) 2 + K 2 SO 4 → BaSO 4 + 2KOH.
7. Besi zenye mumunyifu kidogo na zisizo na mumunyifu hutengana inapokanzwa:
Ca( O) 2 CaO + H2O,
Cu( O) 2 CuO + H2O.
rangi ya bluu rangi nyeusi
Hidroksidi za amphoteric
Hizi ni hidroksidi za chuma ( Kuwa(OH)2, AI(OH)3, Zn(OH ) 2) na metali katika hali ya kati ya oksidi (Cr(OH) 3, Mhe(OH) 4).
Risiti
Hidroksidi za amphoteric hupatikana kwa kujibu chumvi mumunyifu na alkali zilizochukuliwa kwa upungufu au idadi sawa, kwa sababu. kwa ziada huyeyusha:
AICI 3 + 3NaOH → AI(OH) 3 +3NaCI.
Tabia za kimwili
Hizi ni vitu vikali ambavyo haviwezi kuyeyuka katika maji.Zn( OH ) 2 - nyeupe, Fe (OH) 3 - rangi ya kahawia.
Tabia za kemikali
Amphoteric hidroksidi huonyesha mali ya besi na asidi, na kwa hiyo huingiliana na asidi na besi zote.
1. Mwitikio wa asidi kuunda chumvi na maji:
Zn(OH) 2 + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + 2H 2 O.
2. Mwingiliano na suluhisho na kuyeyuka kwa alkali na malezi ya chumvi na maji:
AI( OH) 3 + NaOH Na,
Fe 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O,
2Fe(OH) 3 + Na 2 O 2NaFeO 2 + 3H 2 O.
Kazi ya maabara No
Risiti na Tabia za kemikali sababu
Lengo la kazi: kufahamiana na mali ya kemikali ya besi na njia za utayarishaji wao.
Vioo na vitendanishi: zilizopo za mtihani, taa ya pombe. Seti ya viashiria, mkanda wa magnesiamu, ufumbuzi wa alumini, chuma, shaba, chumvi za magnesiamu; alkali ( NaOH, KOH), maji yaliyochujwa.
Uzoefu nambari 1. Mwingiliano wa metali na maji.
Mimina 3-5 cm 3 ya maji kwenye bomba la majaribio na udondoshe vipande kadhaa vya mkanda wa magnesiamu uliokatwa vizuri ndani yake. Joto juu ya taa ya pombe kwa dakika 3-5, baridi na kuongeza matone 1-2 ya suluhisho la phenolphthalein. Je, rangi ya kiashiria ilibadilikaje? Linganisha na nukta ya 1 kwenye uk. 27. Andika mlingano wa majibu. Ni metali gani huguswa na maji?
Uzoefu nambari 2. Maandalizi na mali ya isiyoyeyuka
sababu
Katika zilizopo za mtihani na ufumbuzi wa chumvi wa kuondokana MgCI 2, FeCI 3 , CuSO 4 (matone 5-6) kuongeza matone 6-8 ya ufumbuzi wa alkali diluted NaOH kabla ya fomu za mvua. Kumbuka rangi yao. Andika milinganyo ya majibu.
Gawanya maji yanayotokana na bluu Cu(OH)2 katika mirija miwili ya majaribio. Ongeza matone 2-3 ya suluhisho la asidi ya dilute kwa mmoja wao, na kiasi sawa cha alkali kwa nyingine. Mvua iliyeyushwa katika bomba gani la majaribio? Andika mlinganyo wa majibu.
Rudia jaribio hili na hidroksidi nyingine mbili zilizopatikana kwa miitikio ya kubadilishana. Kumbuka matukio yaliyozingatiwa, andika milinganyo ya majibu. Chora hitimisho la jumla kuhusu uwezo wa besi kuingiliana na asidi na alkali.
Uzoefu No. 3. Maandalizi na mali ya hidroksidi za amphoteric
Rudia jaribio la hapo awali na suluhisho la chumvi ya alumini ( AICI 3 au AI 2 (SO 4 ) 3). Angalia uundaji wa nyeupe mashapo yaliyopinda hidroksidi alumini na kuyeyusha kwa kuongeza asidi na alkali. Andika milinganyo ya majibu. Kwa nini hidroksidi ya alumini ina mali ya asidi na msingi? Ni hidroksidi gani zingine za amphoteric unazojua?
3. Hidroksidi
Miongoni mwa misombo ya multielement, kundi muhimu ni hidroksidi. Baadhi yao huonyesha mali ya besi (hidroksidi za msingi) - NaOH, Ba(OH ) 2, nk; wengine huonyesha mali ya asidi (asidi hidroksidi) - HNO3, H3PO4 na wengine. Kuna pia hidroksidi za amphoteric ambazo, kulingana na hali, zinaweza kuonyesha mali ya besi na mali ya asidi - Zn (OH) 2, Al (OH) 3, nk.
3.1. Uainishaji, maandalizi na mali ya besi
Kwa mtazamo wa nadharia ya kutengana kwa elektroliti, besi (hidroksidi za msingi) ni vitu ambavyo hutengana katika suluhisho kuunda ioni za hidroksidi za OH. - .
Kulingana na nomenclature ya kisasa, kawaida huitwa hidroksidi za vitu, ikionyesha, ikiwa ni lazima, valence ya kitu (katika nambari za Kirumi kwenye mabano): KOH - hidroksidi ya potasiamu, hidroksidi ya sodiamu. NaOH , hidroksidi ya kalsiamu Ca (OH ) 2, hidroksidi ya chromium ( II)-Cr(OH ) 2, hidroksidi ya chromium ( III) - Cr (OH) 3.
Hidroksidi za chuma Kawaida imegawanywa katika vikundi viwili: mumunyifu wa maji(iliyoundwa na madini ya alkali na alkali ya ardhi - Li, Na, K, Cs, Rb, Fr, Ca, Sr, Ba na kwa hiyo huitwa alkali) na isiyoyeyuka katika maji. Tofauti kuu kati yao ni kwamba mkusanyiko wa ions OH - katika ufumbuzi wa alkali ni ya juu kabisa, lakini kwa besi zisizo na maji imedhamiriwa na umumunyifu wa dutu na kwa kawaida ni ndogo sana. Walakini, viwango vidogo vya usawa vya ioni ya OH - hata katika ufumbuzi wa besi zisizo na maji, mali ya darasa hili la misombo imedhamiriwa.
Kwa idadi ya vikundi vya hidroksili (asidi) , yenye uwezo wa kubadilishwa na mabaki ya asidi, yanajulikana:
Asidi ya mono-asidi - KOH, NaOH;
Msingi wa diasidi - Fe (OH) 2, Ba (OH) 2;
Asidi ya msingi - Al (OH) 3, Fe (OH) 3.
Kupata misingi
1. Njia ya jumla ya kuandaa besi ni mmenyuko wa kubadilishana, kwa msaada wa ambayo besi zote mbili zisizo na mumunyifu zinaweza kupatikana:
CuSO 4 + 2KOH = Cu(OH) 2 ↓ + K 2 SO 4 ,
K 2 SO 4 + Ba(OH) 2 = 2KOH + BaCO 3↓ .
Wakati besi za mumunyifu zinapatikana kwa njia hii, chumvi isiyo na maji hupanda.
Wakati wa kuandaa besi zisizo na maji na mali ya amphoteric, alkali ya ziada inapaswa kuepukwa, kwani kufutwa kwa msingi wa amphoteric kunaweza kutokea, kwa mfano;
AlCl 3 + 3KOH = Al(OH) 3 + 3KCl,
Al(OH) 3 + KOH = K.
Katika hali kama hizi, hidroksidi ya amonia hutumiwa kupata hidroksidi, ambayo oksidi za amphoteric hazipunguki:
AlCl 3 + 3NH 4 OH = Al(OH) 3 ↓ + 3NH 4 Cl.
Hidroksidi za fedha na zebaki huoza kwa urahisi hivi kwamba wakati wa kujaribu kuzipata kwa majibu ya kubadilishana, badala ya hidroksidi, oksidi hutiririka:
2AgNO 3 + 2KOH = Ag 2 O ↓ + H 2 O + 2KNO 3.
2. Alkali katika teknolojia kawaida hupatikana kwa electrolysis ufumbuzi wa maji kloridi:
2NaCl + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 + Cl 2.
(jumla ya majibu ya electrolysis)
Alkali pia inaweza kupatikana kwa kuguswa na madini ya alkali na alkali ya ardhini au oksidi zao kwa maji:
2 Li + 2 H 2 O = 2 LiOH + H 2,
SrO + H 2 O = Sr (OH) 2.
Tabia za kemikali za besi
1. Besi zote zisizoyeyuka kwenye maji hutengana zinapopashwa na kutengeneza oksidi:
2 Fe (OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3 H 2 O,
Ca (OH) 2 = CaO + H 2 O.
2. Mmenyuko wa tabia zaidi wa besi ni mwingiliano wao na asidi - mmenyuko wa neutralization. Alkali na besi zisizo na maji huingia ndani yake:
NaOH + HNO 3 = NaNO 3 + H 2 O,
Cu(OH) 2 + H 2 SO 4 = CuSO 4 + 2H 2 O.
3. Alkali huingiliana na oksidi za asidi na amphoteric:
2KOH + CO 2 = K 2 CO 3 + H 2 O,
2NaOH + Al 2 O 3 = 2NaAlO 2 + H 2 O.
4. Besi zinaweza kuguswa na chumvi za asidi:
2NaHSO 3 + 2KOH = Na 2 SO 3 + K 2 SO 3 + 2H 2 O,
Ca(HCO 3) 2 + Ba(OH) 2 = BaCO 3↓ + CaCO 3 + 2H 2 O.
Cu(OH) 2 + 2NaHSO 4 = CuSO 4 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O.
5. Ni muhimu kusisitiza hasa uwezo wa ufumbuzi wa alkali kuguswa na baadhi ya zisizo za metali (halojeni, sulfuri, fosforasi nyeupe, silicon):
2 NaOH + Cl 2 = NaCl + NaOCl + H 2 O (katika baridi),
6 KOH + 3 Cl 2 = 5 KCl + KClO 3 + 3 H 2 O (wakati joto),
6KOH + 3S = K 2 SO 3 + 2K 2 S + 3H 2 O,
3KOH + 4P + 3H 2 O = PH 3 + 3KH 2 PO 2,
2NaOH + Si + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2.
6. Kwa kuongeza, ufumbuzi wa kujilimbikizia wa alkali, wakati wa joto, pia una uwezo wa kufuta baadhi ya metali (wale ambao misombo yao ina mali ya amphoteric):
2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3H 2,
Zn + 2KOH + 2H 2 O = K 2 + H 2.
Suluhisho za alkali zina pH> 7 (mazingira ya alkali), kubadilisha rangi ya viashiria (litmus - bluu, phenolphthalein - zambarau).
M.V. Andryukhova, L.N. Borodina