§ 34. Способи добування лугів, нерозчинних основ та амфотерних гідроксидів

Опанувавши матеріал параграфа, ви зможете:

називати способи добування лугів і нерозчинних основ;
характеризувати реакції, що лежать в основі добування лугів, нерозчинних основ та амфотерних гідроксидів;
складати рівняння реакцій добування лугів, нерозчинних основ, амфотерних гідроксидів.

Основи — це речовини, які мають широке використання, хоча в природі не поширені. Тому їх добувають у промисловості, оскільки вони мають велике практичне застосування. Основи є необхідними під час будівельних робіт, виробництва ліків, мийних засобів. їх використовують як добавку до електроліту в акумуляторах, при виробництві фарб, як компонент ракетного палива. Калій гідроксид застосовують для виробництва рідкого скла. Гідроксиди Калію і Натрію як гігроскопічні речовини використовують для очищення газів від вологи та вуглекислого газу. Вони незамінні у виробництві рідкого мила. Це далеко не повний перелік використання основ. Тому й важливо знати способи їх добування.

Способи добування лугів. Відомо багато речовин, з яких добувають луги. Це лужні та лужноземельні метали, їх оксиди. Розглянемо, як відбуваються ці реакції.

1. Взаємодія лужних металів із водою.

Дослід. Якщо зрізати шматок натрію, промокнути промокальним папером і покласти в посудину з водою, то він починає інтенсивно «бігати» поверхнею води й поступово розчиняється в ній (рис. 82 a). Швидке переміщення шматочка натрію відбувається за рахунок виділення водню. За додавання до утвореного розчину кількох крапель фенолфталеїну спостерігається зміна забарвлення. Розчин стає малиновим, що й доводить наявність у ньому лугу.

Рівняння реакції:

2Na + 2Н₂О = 2NaOH + H₂↑.

Усі лужні метали з водою утворюють розчинні у воді основи.

Напишіть самостійно рівняння реакції взаємодії літію з водою.

2. Взаємодія лужноземельних металів із водою.

Лужноземельні метали реагують із водою подібно до лужних (рис. 82 б). Реакції відбуваються менш активно, але їх продуктами є також розчинна у воді основа (луг) і водень:

Са + 2Н₂О = Са(ОН)₂ + H₂↑.

Рис. 82. Взаємодія металів з водою: a — натрію; б — кальцію

Напишіть самостійно рівняння реакції взаємодії барію з водою.

3. Взаємодія оксидів лужних елементів з водою.

Вивчаючи хімічні властивості основних оксидів, ви вже ознайомлювалися з тим, як ці речовини взаємодіють із водою.

Саме ці реакції й лежать в основі добування лугів:

К₂О + Н₂О = 2КОН.

Напишіть самостійно рівняння реакції взаємодії натрій оксиду з водою.

4. Взаємодія оксидів лужноземельних елементів з водою.

Як вам відомо, до лужноземельних металів відносять кальцій, барій, стронцій. Їх оксиди легко реагують із водою з утворенням відповідних гідроксидів, наприклад:

ВаО + Н₂О = Ва(ОН)₂.

5. Взаємодія розчинів солей із лугами (§ 32, с. 176).

Способи добування нерозчинних основ. Під час вивчення хімічних властивостей лугів ви ознайомилися з реакціями добування нерозчинних у воді основ. Вони утворюються внаслідок реакцій обміну солей з лугами у водних розчинах. Наприклад:

Fe(NO₃)₂ + 2NaOH = Fe(OH)₂↓ + 2NaNO₃.

Нерозчинна у воді основа випадає в осад.

Аналогічно можна добути й луг:

Ва(ОН)₂ + Na₂SO₄ = ВаSO₄↓ + 2NaOH.

Наведіть приклади рівнянь реакцій добування інших нерозчинних основ.

Способи добування амфотерних гідроксидів. Подібно до добування нерозчинних основ, амфотерні гідроксиди добувають шляхом взаємодії розчинної солі відповідного металічного елемента з розчинами лугів (рис. 81 а, б; с. 182). Наприклад:

ZnCl₂+ 2NaOH = 2NaCl + Zn(ΟΗ)₂↓;

FeCl₃+ 3КОН = 3КСl + Fe(OH)₃↓.

Отже, вивчивши матеріал параграфа, ви переконалися в тому, що існує багато способів добування лугів, нерозчинних основ та амфотерних гідроксидів.

ПІДСУМОВУЄМО ВИВЧЕНЕ

Розчинні у воді основи (луги) добувають взаємодією: а) лужних металів із водою; б) лужноземельних металів із водою; в) оксидів лужних елементів із водою; г) оксидів лужноземельних елементів із водою.
Нерозчинні основи й амфотерні гідроксиди добувають взаємодією розчинів солей із лугами.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

1. Напишіть рівняння реакцій добування: а) літій гідроксиду з літію та літій оксиду; б) барій гідроксиду з барію та барій оксиду; в) ферум(ІІ) гідроксиду з ферум(ІІ) сульфату й лугу; г) хром(ІІІ) гідроксиду (за аналогією добування алюміній гідроксиду) з хром(ІІІ) нітрату й лугу.
2. Установіть, між якими з попарно взятих речовин, що подані формулами, можлива взаємодія: a) NaOH і FeSO₄; б) Ва(ОН)₂ і HNO₃; в) Zn(OH)₂ і НСl; г) КОН і SO₂; ґ) Са(ОН)₂ і Na₂O; д) ВаСl₂ і H₂SO₄; е) AgNO₃ і HNO₃; є) LiOH і SO₃; ж) ВаСl₂ і НСl. Складіть, де можливо, рівняння реакцій.
3. Напишіть рівняння реакцій між попарно взятими речовинами: а) натрій гідроксид й алюміній сульфат; б) хром(ІІ) нітрат і калій гідроксид; в) калій оксид і вода; г) купрум(ІІ) нітрат і калій гідроксид; ґ) натрій гідроксид і фосфор(V) оксид. Назвіть, які з реакцій відображають відомі способи добування основ.
4. Напишіть рівняння реакцій за поданою схемою: Li → Li₂O → LiOH → Zn(ΟΗ)₂ → Na₂ZnO₂. Проаналізуйте, властивості яких речовин можна пояснити, користуючись нею.
5. Спрогнозуйте результати реакцій, які відбуваються між: а) алюміній хлоридом і натрій гідроксидом; б) продуктом, що випав в осад з попередньої реакції, і розчином сульфатної кислоти.
6. До калій гідроксиду кількістю речовини 0,3 моль долили розчин алюміній хлориду в надлишку. Драглистий осад, що утворився, нагріли. Обчисліть масу твердого залишку.

Зміст