Если вы до сих пор не можете отличить основания от других веществ или плохо знаете их химические свойства, то эта статья определённо для вас!
Вначале вспомним классификацию оснований
Основания (основные гидроксиды) — это сложные вещества, которые при диссоциации в водных растворах в качестве анионов (отрицательных ионов) образуют только гидроксид-ионы OH—.
Основания образованы атомами металлов со степенью окисления +1 и +2. Например, Mg(OH)₂, Cu(OH)₂, KOH, Ba(OH)₂, Fe(OH)₂, NaOH и др.
Исключение: Zn(OH)₂, Pb(OH)₂, Sn(OH)₂ и Be(OH)₂ - это амфотерные гидроксиды!
1. Названия оснований образуются из слова «гидроксид» и названия соответствующего металла с указанием степени окисления.
Постоянная степень окисления не указывается.
Например: KOH — гидроксид калия, Ba(OH)₂ — гидроксид бария, Fe(OH)₂ — гидроксид железа(II).
2. По отношению к воде все основания делят на растворимые (щелочи) и нерастворимые:
- растворимыми основаниями являются гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов
- гидроксиды других металлов являются нерастворимыми основаниями: Mg(OH)₂, Cu(OH)₂ и др.
- к разлагающимся в воде (неустойчивым) основаниям относят гидроксид аммония, гидроксид серебра (I), гидроксид меди (I):
NH₄OH = NH₃ + H₂O
2AgOH = Ag₂O + H₂O
2CuOH = Cu₂O + H₂O
Химические свойства щелочей (растворимых оснований)
1. Щелочи (растворимые основания) проявляют свойства сильных оснований:
В воде практически полностью диссоциируют, образуя щелочную среду и меняя окраску индикаторов:
NaOH = Na⁺ + OH⁻
Фенолфталеин окрашивает раствор в малиновый цвет, лакмус — в синий, метиловый оранжевый — в желтый.
2. Щелочи реагируют со всеми кислотами (реакция нейтрализации):
При этом образуются средние или кислые соли, в зависимости от соотношения реагентов.
Например, гидроксид калия с фосфорной кислотой реагирует с образованием фосфатов, гидрофосфатов или дигидрофосфатов:
3KOH + H₃PO₄ = K₃PO₄ + H₂O
2KOH + H₃PO₄ = K₂HPO₄+ 2H₂O
KOH + H₃PO₄= KH₂PO₄+ H₂O
KOH + HNO₃ = KNO₃ + H₂O
NaOH + HCl = NaCl + H₂O
3. Щелочи реагируют с кислыми солями с образованием средних солей:
NaOH + NaHCO₃ = Na₂CO₃ + H₂O
2NaHСO₃ + 2KOH = Na₂СO₃+ K₂СO₃ + 2H₂O
4. Щёлочи реагируют с амфотерными гидроксидами в растворе или расплаве:
Cr(OH)₃ + NaOH(тв) = NaCrO₂ + 2H₂O
Cr(OH)₃ + 3NaOH(р-р) = Na₃[Cr(OH)₆]
NaOH + Al(OH)₃ = Na[Al(OH)₄] (в растворе)
NaOH + Al(OH)₃ = NaAlO₂ + 2H₂O (при сплавлении)
5. Щелочи способны взаимодействовать с кислотными оксидами:
При этом образуются средние или кислые соли, в зависимости от соотношения реагентов.
Например, гидроксид натрия с углекислым газом реагирует с образованием карбонатов или гидрокарбонатов:
CO₂ (изб.) + NaOH = NaHCO₃
CO₂ + 2NaOH(изб.) = Na₂CO₃ + H₂O
3Ca(OH)₂ + P₂O₅ = Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂O
Необычно ведет себя оксид азота (IV) при взаимодействии с щелочами.
Дело в том, что этому оксиду соответствуют две кислоты — азотная (HNO₃) и азотистая (HNO₂).
Поэтому при взаимодействии оксида азота (IV) с щелочами образуются две соли - нитрит и нитрат:
2NO₂ + 2NaOH = NaNO₃ + NaNO₂ + H₂O
А вот в присутствии окислителя, например, молекулярного кислорода, образуется только одна соль — нитрат, т.к. азот +4 только повышает степень окисления:
2KOH + 2NO₂ + O₂ = 2KNO₃ + H₂O
6. Щелочи способны взаимодействовать с амфотерными оксидами:
При этом в расплаве образуются средние соли, а в растворе комплексные соли.
Например, гидроксид натрия с оксидом алюминия (или цинка) реагирует в расплаве с образованием алюминатов (или цинкатов):
2NaOH + Al₂O₃ = 2NaAlO₂ + H₂O
ZnO + 2NaOH(тв) = Na₂ZnO₂ + H₂O
в растворе образуется комплексная соль - тетрагидроксоалюминат (или тетрагидроксоцинкат):
2NaOH + Al₂O₃ + 3H₂O = 2Na[Al(OH)₄]
ZnO + 2NaOH(р-р) + H₂O = Na₂[Zn(OH)₄]
7. Щелочи вступают в обменные реакции с растворимыми солями с образованием осадка или газа:
CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄
2NaOH + 2AgNO₃ = 2NaNO₃ + Ag₂O↓ + H₂O
FeCl₂ + 2NH₃ · H₂O = Fe(OH)₂↓ + 2 NH₄Cl
или
FeCl₂ + 2NH₃ + 2H₂O = Fe(OH)₂↓ + 2 NH₄Cl
2NaOH + CuCl₂ = Cu(OH)₂↓+ 2NaCl
NH₄Cl + NaOH = NaCl + NH₃↑ + H₂O
С солями амфотерных металлов при избытке и недостатке щёлочи:
3NaOH + AlCI₃ = Al(OH)₃↓ + 3NaCl (в недостатке щёлочи)
4NaOH + AlCI₃ = Na[Al(OH)₄] + 3NaCl (в избытке щёлочи)
8. В растворах щелочей растворяются только металлы (Al, Zn,Be) с образованием комплексных солей и выделением водорода:
2Al + 2NaOH + 6H₂O = 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂↑
При этом в расплаве образуются соль, водород и оксид:
6KOH +2Al = 2KAlO₂+ 3H₂↑ + 2K₂O
9. Неметаллы (галогены, сера, белый фосфор, кремний) взаимодействуют с растворами щелочей (кроме инертных газов, азота, кислорода, водорода и углерода):
растворение хлора в щелочи в зависимости от температуры протекает с образованием различных продуктов:
Cl₂+ 2NaOH(хол. р-р) = NaCl + NaClO + H₂O
3Cl₂ + 6NaOH(гор. р-р) = 5NaCl + NaClO₃ + 3H₂O
6NaOH + 3S = Na₂SO₃ + 2Na₂S + 3H₂O
3NaOH + 4P + 3H₂O = PH₃↑ + 3NaH₂PO₂
2NaOH + Si + H₂O = Na₂SiO₃ + 2H₂↑
10. Гидроксиды щелочноземельных металлов разлагаются при нагревании:
Ca(OH)₂= CaO + H₂O
Из гидроксидов щелочных металлов аналогично протекает только разложение LiOH, а остальные плавятся без разложения:
2LiOH = Li₂O + H₂O
11. Гидроксиды щелочных металлов в расплаве подвергаются электролизу.
При этом на катоде восстанавливаются сами металлы, а на аноде выделяется молекулярный кислород:
4NaOH = 4Na + O₂ + 2H₂O
12. В процессе реакции между угарным газом и щёлочью образуется формиат — соль муравьиной кислоты.
NaOH + CO = HCOONa
13. В результате взаимодействия угарного газа с избытком щёлочи в присутствии хлора образуются две соли — хлорид и карбонат:
4NaOH + CO + Cl₂ = 2NaCl + Na₂CO₃ + 2H₂O
14. Щёлочи реагируют в водном растворе с газом силаном (бинарное соединение кремния) с образованием соли силиката и газа водорода:
2NaOH + SiH₄ + H₂O = Na₂SiO₃ + 4H₂↑
Внимание!
Щёлочи НЕ реагируют:
- с водой
- с инертными газами
- с кислородом
- с водородом
- с азотом
- с углеродом
- с основаниями, в том числе и с щелочами
- с основными оксидами
- с металлами, кроме Al, Be, Zn
Химические свойства нерастворимых оснований
1. Нерастворимые в воде основания растворяются в кислотах с образованием солей:
Mg(OH)₂ + 2HCl = MgCl₂ + 2H₂O
2. При нагревании нерастворимые основания разлагаются на оксид металла и воду:
Ni(OH)₂= NiO + H₂O
Fe(OH)₂ = FeO + H₂O
Cu(OH)₂ = CuO + H₂O
3. Некоторые нерастворимые основания могут выступать в качестве восстановителей.
Восстановителями являются основания, образованные металлами с минимальной или промежуточной степенью окисления (гидроксид железа (II), гидроксид хрома (II) и др.):
4Fe(OH)₂+ O₂+ 2H₂O = 4Fe(OH)₃
2Fe(OH)₂ + H₂O₂ = 2Fe(OH)₃
Внимание!
Нерастворимые основания НЕ взаимодействуют:
- с водой
- с любыми оксидами металлов
- с любыми гидроксидами металлов, в том числе и с щелочами
- с солями
- с серой, фосфором, кремнием, азотом, галогенами, водородом, углеродом
- с любыми металлами
- с инертными газами
Спасибо за внимание! Продолжение следует!
Обещаю, будет много полезной информации и, конечно же, море практики!
Учите химию и будьте внимательны!
Если моя статья была интересна для Вас, прошу ставить ❤
Подписывайтесь на канал, я рада каждому из Вас! ХИМИЯ без лишних слов!