какую общую формулу имеет основание

Урок №44. Гидроксиды. Основания: классификация, номенклатура, получение

Гидроксиды

ОСНОВАНИЯ

NaOH – гидроксид натрия,

KOH – гидроксид калия,

Ca(OH) 2 – гидроксид кальция,

Fe(OH) 3 – гидроксид железа (III),

Ba(OH) 2 – гидроксид бария.

Классификация оснований

Щёлочи – это основания растворимые в воде.

К нерастворимым относят так называемые амфотерные гидроксиды, которые при взаимодействии с кислотами выступают как основания, а со щёлочью как кислоты.

Классификация оснований по числу групп ОН:

Физические свойства

Большинство оснований – твёрдые вещества с различной растворимостью в воде.

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ОСНОВАНИЙ

1. Металл + H 2 O = ЩЁЛОЧЬ + Н 2 ↑

2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2

2. ОКСИД МЕТАЛЛА + H 2 O = ЩЁЛОЧЬ

Na 2 O + H 2 O = 2 NaOH

Здесь, Металл – это щелочной металл (Li, Na, K, Rb, Cs) или щелочноземельный (Ca, Ba, Ra, Sr)

СОЛЬ(р-р) + ЩЁЛОЧЬ = ОСНОВАНИЕ↓ + СОЛЬ

Ме х А у + Ме * (OH) n = Me(OH) у ↓+Ме * х А n

CuSO 4 + 2 NaOH = Cu(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4

ВЫПОЛНИТЕ ЗАДАНИЯ:

№1. Классифицируйте формулы:

№2. Выпишите химические формулы оснований в два отдельных столбика: щёлочи и нерастворимые основания и назовите их : MnO, P 2 O 5 , Ca(OH) 2 , CO, Al(OH) 3 , BeO, Mg(OH) 2 , K 2 O, ZnO, KOH, CrO 3

№3. Приведите по два уравнения реакций получения следующих оснований:

Источник

Урок 37. Основания

В уроке 37 «Основания» из курса «Химия для чайников» узнаем о составе оснований, выясним на какие виды они подразделяются, а также рассмотрим с чем эти сложные веществ взаимодействуют.

Существует целый класс сложных неорганических веществ, в состав которых входят атомы металлов и группы ОН. Все вещества этого класса реагируют с кислотами с образованием солей, т. е. являются как бы «основой» солей. Поэтому класс таких веществ получил название основания.

Состав оснований

Вы уже знаете, что общая формула оснований — Me(OH)x, где Me — символ какого-либо металла, а индекс х — число групп OH, соединенных с одним его атомом. Обычно это число изменяется от 1 до 3.

Напомним, что основания NaOH, KOH, Mg(OH)₂, Ca(OH)₂, Fe(OH)₂, Cu(OH)₂ относятся к основным гидроксидам.

Классификация оснований

По растворимости в воде основания делятся на растворимые и нерастворимые. К растворимым основаниям относятся NaOH, KOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2. Они имеют общее название — щёлочи. При обычных условиях это твердые вещества белого цвета. Нерастворимыми являются основания Mg(OH)₂, Al(OH)₃, Zn(OH)₂, Fe(OH)₂, Fe(OH)₃ и некоторые другие. Они также представляют собой твердые вещества, многие из которых окрашены в разные цвета (рис. 120).

На заметку: Термин «щёлочь» происходит от старорусского слова «щёлок», обозначавшего отвар чего-либо в воде. Этим словом называли, например, жидкость, которая получается при кипячении смеси воды с золой растений. Вещество, содержащееся в золе, реагирует с водой и превращается в гидроксид калия KOH. Это соединение, содержащееся в щёлоке, назвали «щёлочь». Впоследствии данный термин стали использовать для всех растворимых оснований.

Химические свойства оснований

Для оснований характерны реакции обмена с кислотами и солями, реакции соединения с кислотными оксидами и реакции термического разложения.

Изменение окраски индикаторов

Вы уже знаете, что такое индикаторы и для чего они используются. Вспомните, в какие цвета окрашиваются лакмус, метилоранж и фенолфталеин в растворах щелочей.

Взаимодействие с кислотами

Практически все основания реагируют с кислотами с образованием солей по общей схеме:

Пример реакции, протекающей в соответствии с указанной схемой:

В результате реакции между щелочью и кислотой образуется раствор соли, в котором уже нет ни щелочи, ни кислоты. Такой раствор называется нейтральным. Слово «нейтральный» происходит от греческого «нейтер», что в переводе на русский язык означает «ни тот ни другой».

Напомним, что реакция между щелочью и кислотой, в результате которой образуется нейтральный раствор, называется реакцией нейтрализации.

Взаимодействие с кислотными оксидами

Все щелочи реагируют с кислотными оксидами по общей схеме:

Например, если в реакцию вступает кислотный оксид CO₂, которому соответствует кислота H₂CO₃ (указана в квадратных скобках), то в состав соли будет входить остаток этой кислоты — CO₃, валентность которого, как вы уже знаете, равна II:

Если же в реакцию вступает кислотный оксид P₂О₅, которому соответствует кислота H₃PO₄ (указана в квадратных cкобках), то в составе образующейся соли будет остаток этой кислоты — PO₄ с валентностью, равной III:

Взаимодействие с солями

Все щелочи реагируют с солями по общей схеме:

Реакции этого типа относятся к реакциям обмена, поскольку в процессе взаимодействия исходные вещества — щелочь и соль — обмениваются своими составными частями. При этом валентность атомов металлов и кислотных остатков не изменяется.

Термическое разложение

Все нерастворимые основания при нагревании разлагаются по общей схеме:

Краткие выводы урока:

Надеюсь урок 37 «Основания» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

Источник

Основания. Химические свойства и способы получения

Перед изучением этого раздела рекомендую прочитать следующую статью:

Получение оснований

1. Взаимодействие основных оксидов с водой. При этом с водой реагируют в обычных условиях только те оксиды, которым соответствует растворимое основание (щелочь). Т.е. таким способом можно получить только щёлочи:

основный оксид + вода = основание

Na₂O + H₂O → 2NaOH

При этом оксид меди (II) с водой не реагирует:

CuO + H₂O ≠

2. Взаимодействие металлов с водой. При этом с водой реагируют в обычных условиях только щелочные металлы (литий, натрий, калий. рубидий, цезий) , кальций, стронций и барий. При этом протекает окислительно-восстановительная реакция, окислителем выступает водород, восстановителем является металл.

металл + вода = щёлочь + водород

2K 0 + 2 H₂ + O → 2 K + OH + H₂ 0

2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑

4. Основания образуются при взаимодействии других щелочей с солями. При этом взаимодействуют только растворимые вещества, а в продуктах должна образоваться нерастворимая соль, либо нерастворимое основание:

щелочь + соль₁ = соль₂↓ + щелочь

щелочь + соль₁ = соль₂↓ + щелочь

Например: карбонат калия реагирует в растворе с гидроксидом кальция:

Например: хлорид меди (II) взаимодействет в растворе с гидроксидом натрия. При этом выпадает голубой осадок гидроксида меди (II):

CuCl₂ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + 2NaCl

Химические свойства нерастворимых оснований

1. Нерастворимые основания взаимодействуют с сильными кислотами и их оксидами (и некоторыми средними кислотами). При этом образуются соль и вода.

нерастворимое основание + кислота = соль + вода

нерастворимое основание + кислотный оксид = соль + вода

При этом гидроксид меди (II) не взаимодействует с кислотным оксидом слабой угольной кислоты – углекислым газом:

2. Нерастворимые основания разлагаются при нагревании на оксид и воду.

3. Нерастворимые основания не взаимодействуют с амфотерными оксидами и гидроксидами.

нерастворимое оснвоание + амфотерный оксид ≠

нерастворимое основание + амфотерный гидроксид ≠

4. Некоторые нерастворимые основания могут выступать в качестве восстановителей. Восстановителями являются основания, образованные металлами с минимальной или промежуточной степенью окисления, которые могут повысить свою степень окисления (гидроксид железа (II), гидроксид хрома (II) и др.).

Химические свойства щелочей

щёлочь_{(избыток)}+ кислота = средняя соль + вода

щёлочь + многоосновная кислота_{(избыток)} = кислая соль + вода

При этом дигидрофосфаты образуются в избытке кислоты, либо при мольном соотношении (соотношении количеств веществ) реагентов 1:1.

При мольном соотношении количества щелочи и кислоты 2:1 образуются гидрофосфаты:

В избытке щелочи, либо при мольном соотношении количества щелочи и кислоты 3:1 образуется фосфат щелочного металла.

щёлочь (расплав) + амфотерный оксид = средняя соль + вода

щёлочь (расплав) + амфотерный гидроксид = средняя соль + вода

щёлочь (раствор) + амфотерный оксид = комплексная соль

щёлочь (раствор) + амфотерный гидроксид = комплексная соль

А в растворе образуется комплексная соль:

Обратите внимание, как составляется формула комплексной соли: сначала мы выбираем центральный атом (к ак правило, это металл из амфотерного гидроксида). Затем дописываем к нему лиганды — в нашем случае это гидроксид-ионы. Число лигандов, как правило, в 2 раза больше, чем степень окисления центрального атома. Но комплекс алюминия — исключение, у него число лигандов чаще всего равно 4. Заключаем полученный фрагмент в квадртаные скобки — это комплексный ион. Определяем его заряд и снаружи дописываем нужное количество катионов или анионов.

3. Щёлочи взаимодействуют с кислотными оксидами. При этом возможно образование кислой или средней соли, в зависимости от мольного соотношения щёлочи и кислотного оксида. В избытке щёлочи образуется средняя соль, а в избытке кислотного оксида образуется кислая соль:

щёлочь_{(избыток)} + кислотный оксид = средняя соль + вода

щёлочь + кислотный оксид_{(избыток)} = кислая соль

А при взаимодействии избытка углекислого газа с гидроксидом натрия образуется только гидрокарбонат натрия:

2NaOH + CO₂ = NaHCO₃

щёлочь + растворимая соль = соль + соответствующий гидроксид

Щёлочи взаимодействуют с растворами солей металлов, которым соответствуют нерастворимые или неустойчивые гидроксиды.

Cu 2+ SO₄ 2- + 2Na + OH — = Cu 2+ (OH)₂ — ↓ + Na₂ + SO₄ 2-

Также щёлочи взаимодействуют с растворами солей аммония.

Таким образом, получаем 2 схемы взаимодействия солей металлов, которым соответствуют амфотерные гидроксиды, с щелочами:

соль амф.металла_{(избыток)} + щёлочь = амфотерный гидроксид↓ + соль

соль амф.металла + щёлочь_{(избыток)} = комплексная соль + соль

5. Щёлочи взаимодействуют с кислыми солями. При этом образуются средние соли, либо менее кислые соли.

кислая соль + щёлочь = средняя соль + вода

Свойства кислых солей очень удобно определять, разбивая мысленно кислую соль на 2 вещества — кислоту и соль. Например, гидрокарбонта натрия NaHCO₃ мы разбиваем на уольную кислоту H₂CO₃ и карбонат натрия Na₂CO₃. Свойства гидрокарбоната в значительной степени определяются свойствами угольной кислоты и свойствами карбоната натрия.

6. Щёлочи взаимодействуют с металлами в растворе и расплаве. При этом протекает окислительно-восстановительная реакция, в растворе образуется комплексная соль и водород, в расплаве — средняя соль и водород.

! Обратите внимание! С щелочами в растворе реагируют только те металлы, у которых оксид с минимальной положительной степенью окисления металла амфотерный!

2Al + 2NaOH + 6 H₂ + O = 2Na[ Al +3 (OH)₄] + 3 H₂ 0

7. Щёлочи взаимодействуют с неметалами. При этом протекают окислительно-восстановительные реакции. Как правило, неметаллы диспропорционируют в щелочах. Не реагируют с щелочами кислород, водород, азот, углерод и инертные газы (гелий, неон, аргон и др.):

NaOH +О₂ ≠

NaOH +N₂ ≠

NaOH +C ≠

Сера, хлор, бром, йод, фосфор и другие неметаллы диспропорционируют в щелочах (т.е. самоокисляются-самовосстанавливаются).

2NaOH +Cl₂ 0 = NaCl — + NaOCl + + H₂O

6NaOH +Cl₂ 0 = 5NaCl — + NaCl +5 O₃ + 3H₂O

Кремний окисляется щелочами до степени окисления +4.

2NaOH + Si 0 + H₂ + O= Na₂Si +4 O₃ + 2H₂ 0

Фтор окисляет щёлочи:

Более подробно про эти реакции можно прочитать в статье Окислительно-восстановительные реакции.

8. Щёлочи не разлагаются при нагревании.

Исключение — гидроксид лития:

2LiOH = Li₂O + H₂O

Источник

Основания — классификация, получение и свойства

Основаниями называют гидроксиды, которые диссоциируют (распадаются) на гидроксильную группу и положительно заряженный катион.

Общая формула оснований — Э(OН)_m, где m – степень окисления металла.

Классификация оснований

Получение оснований

Взаимодействие активных металлов с водой (только щелочи)

Взаимодействие основных оксидов с водой (только щелочи)

Взаимодействие солей со щелочами (малорастворимые основания)

Электролиз водных растворов солей (промышленный способ)

Химические свойства оснований

1) Растворы оснований мыльные на ощупь, изменяют окраску индикаторов: лакмуса – в синий цвет, бесцветного фенолфталеина – в малиновый.

В водном растворе растворимые основания диссоциируют, образуя катион металла и гидроксогруппу:

Многоосновные основания диссоциируют ступенчато:

2) Взаимодействие с кислотами (реакция нейтрализации)
NaOH + HCl = NaCl + H₂O,

При реакции нейтрализации взаимодействие сводится к взаимодействию ионов водорода и гидроксогруппы с образованием малодиссоциирующего вещества – воды.

Многоосновные основания образуют основные и средние соли:

4) Взаимодействие с солями

2Fe 3+ + 6OH — = 2Fe(OH)₃.

5) Термическое разложение

Щелочи термическому разложению не подвергаются, например, гидроксид натрия кипит при 1400°С без разложения, из всех растворимых оснований разлагается только гидроксид лития:

6)Взаимодействие с неметаллами

2NaOH + Cl₂ = NaCl + NaOCl + H₂O (на холоде).

Источник

Какую общую формулу имеет основание

Основания и гидроксиды.

Для того, чтобы разбираться в классификации, сначала нужно понять, что такое основание и чем оно отличается от других веществ. Перечислим несколько оснований:

NaOH – гидроксид натрия

Ca(OH)₂ – гидроксид кальция

Fe(OH)₂ – гидроксид железа

Все три примера относятся к основаниям, но в названии значится, что это гидроксиды. В чем разница между этими понятиями?

Гидроксиды – это вещества, в состав которых какой-либо элемент имеет связь с гидроксильной группой (‒ОН). Но не все гидроксиды – это основания: кислоты, например, тоже являются гидроксидами.

Таким образом, все основания – это гидроксиды, но не все гидроксиды – это основания. Ввиду того, что группа гидроксидов очень разнообразна, её принято делить на три подгруппы.

Таб. «Классификация гидроксидов»

Гидроксид

Основный

Амфотерный

Кислотный

В состав входят гидроксогруппа (-ы) и металл в степени окисления «+1» или «+2» за исключением Zn(OH)₂, Be(OH)₂, Sn(OH)₂, Pb(OH)₂

В состав входят гидроксогруппы и металл в степени окисления «+3» или «+4», а также Zn(OH)₂, Be(OH)₂, Sn(OH)₂, Pb(OH)₂

В состав входят гидроксогруппа (-ы) и неметалл, либо гидроксогруппа (-ы) и металл в степени окисления «+5», «+6» или «+7»

Э – элемент. К основным гидроксидам так же относят гидроксид аммония – NH₄OH, хотя правильнее его записывать как гидрат аммония – NH₃·H₂O.

Амфотерные гидроксиды имеют промежуточный характер между основными и кислотными, поэтому имеют обе формы написания.

Перевод формулы амфотерного гидроксида из основной формы в кислотную.

Возьмём любой амфотерный гидроксид: Al(OH)₃;

Поменяем порядок элементов на кислотную форму (водород → элемент → кислород) без учета индексов основной формы: HAlO;

Расставим степени окисления:

Молекула должна быть электронейтральной (количество положительных и отрицательных зарядов должно быть равным), для этого кислорода должно быть в два раза больше, поэтому после него ставим индекс «2»: HAlO₂

Согласно этой формуле после кислорода придется поставить индекс «1,5», но индексы могут быть выражены только целыми числами, поэтому сначала приведем количество положительных зарядов к четному значению, домножив элемент с нечетной степенью окисления (водород) на 2, получим формулу: H₂ZnO, она пока всё равно не является электронейтральной, сумма её зарядов может быть выражена следующим уравнением: +2+2‒2 = +2, а должно быть = 0

H₂

Чтобы количество отрицательных зарядов тоже стало равно четырем, количество кислорода нужно умножить вдвое, поставив после него индекс «2». Получается формула H₂ZnO₂

Таб. «Общие формулы амфотерных гидроксидов в зависимости от степени окисления металла в них»

Классификация основных гидроксидов (оснований) по количеству гидроксо-групп.

Основания

Однокислотные

Двукислотные

Однокислотные основания при диссоциации образуют лишь один гидроксид ион:

Двукислотные основания при диссоциации образуют два гидроксид-иона:

Основные гидроксиды не могут быть трёхкислотными или четырёхкислотными, так как в них металл будет иметь степень окисления «+3» или «+4», а это уже будет не основанием, а амфотерным гидроксидом.

Почему количество гидроксильных групп называется кислотностью? Потому что на нейтрализацию оснований требуется протон водорода из кислоты. Для нейтрализации однокислотных оснований потребуется один протон водорода, а на нейтрализацию двукислотного основания – два протона водорода и так далее. Например:

Молекулярное уравнение (МУ): NaOH + HCl = NaCl + H₂O

Полное ионное уравнение (ПИУ): Na + + OH ‒ + H + + Cl ‒ = Na + + Cl ‒ + H₂O

Сокращенное ионное уравнение (СИУ): OH ‒ + H + = H₂O

На нейтрализацию однокислотного основания потребовался один протон водорода из соляной кислоты.

Классификация оснований по силе

Основания также можно поделить на сильные и слабые. Сильные диссоциируют очень быстро, даже двухосновные распадаются на ионы на столько быстро, что можно не учитывать ступенчатость этого процесса:

Слабые основания диссоциируют очень медленно, ступенчато:

Fe(OH)₂ ↔ FeOH + + OH ‒ (первая ступень)

FeOH + ↔ Fe 2+ + OH ‒ (вторая ступень)

Сильные основания растворимы или малорастворимы (исключение: гидроксид аммония будучи растворимым остаётся слабым основанием) и называются щелочами. Слабые основания нерастворимы.

Таб. «Сильные и слабые основания»

Основания

Сильные (щелочи)

Слабые

Нерастворимы (искл. NH₄OH)

Гидроксиды металлов IA-подгруппы, а также кальция, стронция и бария

Источник