Хімія. Рівень стандарту. 11 клас. Попель

§ 26. Основи. Гідроксиди Натрію і Кальцію

Матеріал параграфа допоможе вам:

  • узагальнити відомості про основи;
  • отримати нову інформацію про гідроксиди Натрію і Кальцію та їх використання.

Склад і назви основ. У 8 класі ви дізналися, що серед кількох найважливіших класів неорганічних сполук є клас основ. Загальна формула цих сполук — М(OН)n, де М — символ металічного елемента, а n може мати значення 1 або 21.

1 Сполуки Zn(OH)2, Pb(OH)2, Sn(OH)2та кілька інших, що мають подібний склад, — амфотерні гідроксиди.

Основи М(OН)n (n = 1 або 2)

Назви основ, як і неорганічних сполук інших класів, складаються із двох слів. Першим є назва металічного елемента, а другим — слово «гідроксид»: КОН — калій гідроксид; Fe(OH)2— ферум(ІІ) гідроксид. Тривіальна назва натрій гідроксиду — їдкий натр, а кальцій гідроксиду — гашене вапно.

Основи — йонні речовини; їхніми складниками є катіони Мn+ і аніони ОН-.

Властивості. Усі основи — тверді речовини. Натрій гідроксид, який найчастіше використовують у лабораторній практиці, має вигляд гранул або пластівців, а кальцій гідроксид — білий порошок.

Більшість основ не розчиняється у воді. Гідроксиди лужних елементів і Барію є розчинними, а сполуки Mg(OH)2 і Са(ОН)2 — малорозчинними1. Розчинні основи, а також кальцій гідроксид мають загальну назву «луги». Водний розчин кальцій гідроксиду називають вапняною водою.

1 У 100 г води за температури 20 °С розчиняється 112,4 г калій гідроксиду, 108,7 г натрій гідроксиду і лише 0,16 г кальцій гідроксиду.

Луги — сильні електроліти. Розчиняючись у воді, вони дисоціюють на йони, з яких складаються:

Ва(ОН)2 = Ва2+ + 2ОН-.2

2 Дисоціація відбувається в одну стадію, а не у дві.

Розчинення гідроксидів Натрію і Калію супроводжується виділенням значної кількості теплоти. Ці сполуки добре поглинають вологу і навіть розпливаються у вологій атмосфері (мал. 76). Тому їх зберігають у щільно закритих посудинах і використовують для осушування газів, багатьох органічних рідин.

Мал. 76. Результат поглинання водяної пари гранулами натрій гідроксиду

З яким компонентом повітря може реагувати натрій гідроксид, який міститься в негерметичній упаковці? Наведіть відповідне хімічне рівняння.

Цікаво знати

Іноді натрій гідроксид називають каустичною содою (із грецької kaustikos — пекучий).

Луги та їхні розчини роз’їдають тканини, папір, шкіру, становлять небезпеку для слизових оболонок і особливо очей, спричиняють тяжкі опіки. Працювати з ними потрібно дуже обережно.

При нагріванні основи не плавляться, а розкладаються на відповідні оксиди і воду (винятки — NaOH, KOH1). Кальцій гідроксид зазнає розкладу за температури 580 °С.

1 Температура плавлення натрій гідроксиду становить +322 °С, а калій гідроксиду +405 °С.

Розглянемо участь у хімічних реакціях типових основ — натрій гідроксиду і кальцій гідроксиду. Вам добре відомо, що луги взаємодіють зі сполуками кислотного характеру — кислотними оксидами, кислотами

2NaOH + SO3 = Na2SO4 + Н2О;

Са(ОН)2 + 2СН3СООН = (СН3СОО)2Са + 2Н2О,

а також амфотерними оксидами і гідроксидами:

Складіть молекулярне та йонно-молекулярне рівняння реакції розчину лугу з алюміній гідроксидом, продуктом якої є натрій гексагідроксоалюмінат Na3[Al(OH)6].

Луги реагують у розчинах із солями:

Са(ОН)2 + Na2CO3 = СаСО3↓ + 2NaOH;

2NaOH + MnCl2 = Μη(ΟΗ)2↓ + 2NaCl.

Такі реакції відбуваються, якщо утворюється нерозчинна сполука — сіль, основа чи амфотерний гідроксид.

Чи взаємодіють кальцій гідроксид із барій нітратом, натрій гідроксид із ферум(ІІ) сульфідом? Кожну відповідь обґрунтуйте.

Застосування гідроксидів Натрію і Кальцію. Натрій гідроксид і кальцій гідроксид добувають у промисловості у великих обсягах, які щороку становлять у різних країнах десятки мільйонів тонн. Практичне значення цих сполук ілюструють схеми 5 і 6.

Натрій гідроксид є лугом, найуживанішим у хімічних лабораторіях — наукових, виробничих, навчальних. Використовують як саму речовину, так і її розчини у воді (розбавлені, концентровані), іноді — в спирті.

Схема 5

Застосування натрій гідроксиду

Схема 6

Застосування кальцій гідроксиду

ВИСНОВКИ

Основи — сполуки, які складаються з катіонів металічних елементів і аніонів ОН-. Загальна формула основ — М(ОН)n.

Розрізняють розчинні у воді основи (луги) й нерозчинні основи.

Луги взаємодіють з кислотними й амфотерними оксидами, кислотами, амфотерними гідроксидами, а їх розчини — ще й із солями.

Найважливішими лугами є натрій гідроксид і кальцій гідроксид. Ці сполуки використовують у хімічній промисловості, техніці, інших сферах.

  • 206. Чому, на вашу думку, гідроксидів Натрію і Кальцію немає в природі?
  • 207. Із поданого переліку виберіть гази, які можна осушити, пропускаючи їх над твердим натрій гідроксидом: хлороводень, амоніак, азот, вуглекислий газ, метан. Обґрунтуйте свій вибір.
  • 208. Укажіть правильне закінчення речення.

«У разі потрапляння концентрованого розчину натрій гідроксиду на руку необхідно уражене місце...»:

а) витерти серветкою;

б) промити оцтовою есенцією;

в) промити проточною водою, а потім — розбавленим розчином оцтової кислоти;

г) промити проточною водою, а потім — розбавленим нашатирним спиртом.

  • 209. Допишіть схеми реакцій за участю розчинів лугів і складіть хімічні рівняння:

a) NaOH + SO2

NaOH + Al2O3

NaOH + Mg(NO3)2

б) Ca(OH)2 + P2O5

Ca(OH)2 + K3PO4

Ca(OH)2 + Pb(OH)2

  • 210. Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:

а) натрій гідроксид → натрій карбонат → натрій нітрат → натрій сульфат;

б) натрій гідроксид → натрій тетрагідроксоалюмінат → натрій хлорид → натрій нітрат.

  • 211. Який об’єм води потрібно додати до 100 мл розчину з масовою часткою натрій гідроксиду 40 % і густиною 1,43 г/мл, щоб виготовити 10 %-й розчин лугу?
  • 212. До 0,05 моль кальцій гідроксиду додали розчин, який містив 7,56 г нітратної кислоти. Обчисліть масу солі Кальцію, що утворилася внаслідок реакції.
  • 213. При взаємодії зразка гашеного вапна масою 20 г із надлишком хлоридної кислоти виділилося 224 мл вуглекислого газу (н. у.). Обчисліть масову частку кальцій карбонату в зразку гашеного вапна. Які можливі причини наявності цієї домішки в кальцій гідроксиді?