Основи – НАЙВАЖЛИВІШІ КЛАСИ НЕОРГАНІЧНИХ СПОЛУК

ПОСІБНИК З ХІМІЇ ДЛЯ ВСТУПНИКІВ ДО ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ

Частина І. ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ

Розділ 6. НАЙВАЖЛИВІШІ КЛАСИ НЕОРГАНІЧНИХ СПОЛУК

§ 6.3. Основи

Визначення класу основ див. § 5.8. Наведені там приклади дисоціації основ точніше, із урахуванням гідратації іонів, слід писати так:

КОН (к.) ⇆ К+ (водн.) + ОН – (водн.);

NH3 ∙ Н2О1 ⇆NH+4 (водн.) + ОН – (водн.).

Основи у воді дисоціюють на іони металу (амонію у випадку гідрату аміаку) і гідроксид-іони. Жодних інших аніонів, крім гідроксид-іонів, основи не утворюють.

Назви основ.

Згідно з міжнародною номенклатурою назви основ складаються із слова гідроксид і назви металу. Наприклад, NaOH – гідроксид натрію, КОН -, гідроксид калію, Са(OН)2 – гідроксид кальцію. Якщо елемент утворює кілька основ, то в назві зазначається ступінь його окиснення римською цифрою в дужках: Fe(OH)2 – гідроксид феруму(ІІ), Fe(OH)3 – гідроксид феруму(ІІІ).

Крім цих назв, для деяких найважливіших основ застосовуються й інші, переважно традиційні назви. Наприклад, гідроксид натрію NaOH називають їдким натром; гідроксид калію КОН – їдким калі; гідроксид кальцію Са(OН)2 – гашеним вапном, гідроксид барію

Ва(ОН)2 – їдким баритом. Добування основ. Розчинні у воді основи, тобто луги, добувають під час взаємодії металів або їх оксидів з водою:

2Na + 2Н2О = 2NaOH + Н2;

Na2 O + Н2О = 2NaOH.

Промисловий спосіб добування NaOH і КОН див. § 13.3. Малорозчинні у воді основи добувають непрямим шляхом, а саме: дією лугів на водні розчини відповідних солей:

FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2 ↓ + Na2SO4;

AlCl3 + 3NaOH = Аl(ОН)3 ↓ + 3NaCl.

Властивості основ. Розчини лугів мильні на дотик. Змінюють забарвлення індикаторів: червоного лакмусу – на синій колір, безбарвного фенолфталеїну – на малиновий колір.

1 Цю сполуку часто записують як NH4OH і називають гідроксидом амонію.

Луги NaOH і КОН дуже стійкі до нагрівання. Наприклад, NaOH кипить за температури 1400°С без розкладу. Однак більшість основ під час нагрівання розкладаються. Наприклад:

Cu(OH)2 = CuO + Н2О;

2Fe(OH)3 = Fe2O3 + ЗН2О.

Найважливіші хімічні властивості основ зумовлені їх відношенням до кислот, кислотних оксидів і солей.

1. Під час взаємодії основ з кислотами в еквівалентних кількостях утворюються сіль і вода:

КОН + НСl = КСl + Н2О;

2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2Н2О.

Взаємодія основ з кислотами називається реакцією нейтралізації. Будь-яка реакція нейтралізації зводиться до взаємодії іонів ОН і Н з утворенням малодисоційованого електроліту – води.

2. Луги взаємодіють з кислотними оксидами:

Са (OН)2 + СО2 = СаСО3 і + Н2О; 2NaOH + SiO2 = Na2SiO3 + Н2О.

Остання реакція відбувається лише при нагріванні.

3. Луги взаємодіють з розчинами різних солей. Наприклад:

2КОН + CuSO4 = Cu(OH)2 ↓ + K2SO4.

З погляду теорії електролітичної дисоціації всі загальні лужні властивості розчинів (мильність на дотик, зміна забарвлення індикаторів, взаємодія з кислотами, кислотними оксидами, солями) зумовлені гідроксид-іонами ОН-.

Амфотерні гідроксиди. Амфотерними називаються такі гідроксиди, які під час дисоціації утворюють одночасно і катіони гідрогену Н+ , і гідроксид-іони ОН-. Такими є

Аl(ОН)3, Zn(OH)2, Сr(ОН)3, Ве(OН)2, Ge(OH)2, Sn(OH)4, Pb(OH)2 тощо.

Амфотерні гідроксиди взаємодіють як з розчинами кислот, так і з розчинами лугів. Наприклад:

Аl(ОН)3 + ЗНСl = АlСl3 + ЗН2О;

Аl(ОН)3 + NaOH + 2Н2О = Na.

Останнім часом розчинення амфотерних гідроксидів у лужних розчинах звичайно розглядається як процес утворення гідроксосолей (гідроксокомплексів). Експериментально доведено існування гідроксокомплексів багатьох металів: , -, 3- тощо. Найміцніші гідроксокомплекси алюмінію, а серед них – – .

Такий підхід не змінює зроблених висновків: в амфотерного гідроксиду, наприклад у Аl(ОН)3 і йому подібних, у кислому середовищі рівновага зміщується в бік утворення солей алюмінію, в лужному – в бік утворення гідроксокомплексів. Очевидно, у водному розчині існує рівновага, яка точніше описується рівнянням:

Аl3+ + 3OН – ⇆ Аl(ОН)3 = Аl(ОН)3 + ЗН2О ⇆ – + Н+.




Основи – НАЙВАЖЛИВІШІ КЛАСИ НЕОРГАНІЧНИХ СПОЛУК