- Классификация оснований
- Химические свойства оснований
- обобщить и систематизировать знания о классификации оснований
- изучить химические свойства растворимых и нерастворимых оснований
- Какие вещества называются основаниями?
- Назовите общую формулу гидроксидов.
- Какие бывают основания?
Классификация оснований
Мы уже знаем, что основания – это соединения металлов в валентности I и II с ОН-группами. В зависимости от количества этих групп выделяют однокислотные основания (KOH, NaOH) и двухкислотные основания (Ca(OH)2, Fe(OH)2).
Стоит также помнить, что гидроксиды цинка, бериллия, олова и свинца с валентностями II относятся к амфотерным гидроксидам, а не к основаниям.
Какие же особенности характерны для оснований?
Химические свойства оснований
I. Растворимые основания — щёлочи (р. о.)
- Действие индикатора
Рис. 1. Фенолфталеин в щелочной среде
Фактически с индикатором взаимодействуют гидроксид-ионы, содержащиеся в растворе любой щёлочи. При этом протекает химическая реакция с образованием нового продукта, признаком протекания которой является изменение окраски вещества.
$NaOH$ + лакмус → синий
+ фенолфталеин → малиновый
+ метилоранж → жёлтый
- Р. о. + кислотный оксид = соль + вода
$Ca \left(OH\right)_{2} + CO_{2} = CaCO_{3} + H_{2} O$
- Р. о. + кислота = соль + вода
$NaOH + HCl = NaCl + H_{2} O$
Реакция нейтрализации — частный случай реакции обмена: при взаимодействии щёлочи и кислоты образуются соль и вода.
4. Р. о. + соль = новый гидроксид + новая соль
Рис. 2. Образование бурого осадка гидроксида железа (III)
Реакция обмена между основанием и солью возможна в том случае, если оба исходных вещества растворимы, а в результате образуется хотя бы одно нерастворимое вещество (выпадает осадок).
$FeCl_{3} + 3 NaOH = Fe \left(OH\right)_{3} \downarrow + 3 NaCl$
Выпадает бурый осадок гидроксида
железа (III).
II. Нерастворимые основания (н. о.)
- Н. о. + кислота = соль + вода
$Cu \left(OH\right)_{2} + 2 HCl = CuCl_{2} + 2 H_{2} O$
- Разложение нерастворимых оснований при нагревании
$Cu \left(OH\right)_{2} = CuO + H_{2} O$
Пример 1
Среди указанных веществ выберите лишнее и обоснуйте свой выбор: КOH, NaOH, Ва(ОН)2, Fe(OH)2.
Решение:
Fe(OH)2 — лишнее в списке веществ, так как согласно таблице растворимости оно является нерастворимым основанием.
Пример 2
Допишите уравнение реакции: 2NaOH + CuSO4 →
Решение:
В результате взаимодействия щёлочи с растворимой солью протекает реакция обмена: сложные вещества обмениваются своими составными частями, в результате образуется новая соль и нерастворимое основание.
2NaOH + CuSO4 → Na2SO4 + Cu(OH)2
Упражнение 1
- Вычеркните лишнее и допишите напротив, почему это вещество вы считаете лишним в списке: Fe(ОН)2, NaOH, Сu(ОН)2, Zn(ОН)2.
- Допишите уравнение реакции: K2CO3 + Ca(OH)2 →
Получение оснований
Щёлочи образуются при взаимодействии активных металлов с водой:
$2 Na + 2 H_{2} O \rightarrow 2 NaOH + H_{2}$.
Также растворимые основания образуются при растворении соответствующих оксидов в воде:
$CaO + H_{2} O \rightarrow Ca \left( OH \right)_{2}$.
Нерастворимые основания часто выступают продуктом в реакциях обмена:
$2 NaOH + FeCl_{2} \rightarrow Fe \left( OH \right)_{2} + 2 NaCl$.
Пример 3
Определите объём оксида серы (IV) при н.у., который вступил в реакцию со 160 г 5%-го раствора гидроксида лития, если образовался сульфит лития.
Решение:
Оформляем условия задачи в виде «дано» и «найти»:
Дано:
m(LiOH)р-р = 160 г
ω(LiOH) = 5% = 0,05
Найти: V(SO2)
Составляем соответствующее уравнение реакции:
$2 LiOH + SO_{2} = Li_{2} SO_{3} + H_{2} O$
Вычисляем массу гидроксида лития в растворе:
$m ( LiOH ) = \omega ( LiOH ) \cdot m ($p-pa$) = 0,05 \cdot 160$г $= 8$ г
Тогда количество вещества щёлочи:
$n \left(LiOH\right) = \frac{m}{M} = \frac{8 \text{г}}{24 \text{г} / \text{м}o\text{ль}} = 0,33$ моль
По уравнению реакции на 2 моль гидроксида приходится 1 моль сернистого газа, следовательно:
$n \left(SO_{2}\right) = \frac{1}{2} n \left(LiOH\right) = 0,17$моль
Находим объём оксида серы (IV):
$V ( SO_{2} ) = n \cdot V_{m} = 0,17$ моль $\cdot 22,4$л/моль $= 3,81$ л
Ответ: 3,81 л.
Упражнение 2
Определите объём хлороводорода (н.у.), который пропустили через 280 г 10%-го раствора гидроксида калия для получения соли.
Контрольные вопросы
- Как по числу гидроксогрупп классифицируют основания?
- С какими соединениями могут реагировать щёлочи?
- С какими соединениями могут реагировать нерастворимые основания?
Упражнение 1
- $NaOH$ — растворимое основание.
- $K_{2} CO_{3} + Ca \left(OH\right)_{2} \rightarrow CaCO_{3} \downarrow + 2 KOH$
Упражнение 2
11,2 л.
