Хімія. Повторне видання. 8 клас. Попель

§ 28. Властивості та використання основ

Матеріал параграфа допоможе вам:

• з’ясувати фізичні властивості основ;
• засвоїти хімічні властивості основ;
• прогнозувати можливість реакції лугу із сіллю;
• дізнатися про сфери використання лугів.

Фізичні властивості основ. Вам відомо, що кожна основа складається із позитивно заряджених йонів металічного елемента і гідроксид-іонів ОН^-. Основи, як і йонні оксиди, за звичайних умов є твердими речовинами. Вони повинні мати досить високі температури плавлення. Однак за помірного нагрівання майже всі основи розкладаються на відповідний оксид і воду. Розплавити можна лише гідроксиди Натрію і Калію (температури плавлення цих сполук становлять, відповідно, 318 і 380 °С).

Більшість основ не розчиняється у воді (мал. 49). Малорозчинними є гідроксиди Mg(OH)₂, Ca(OH)₂ і Sr(OH)₂, а добре розчинними — основи, утворені лужними елементами (Li, Na, K, Rb, Cs), і сполука Ba(OH)₂. Ви знаєте, що водорозчинні основи називають лугами.

Мал. 49. Осади основ, що утворилися під час хімічних реакцій у розчинах

Луги та їхні розчини «роз’їдають» багато матеріалів, милкі на дотик, спричиняють серйозні опіки шкіри, слизових оболонок, сильно вражають очі (мал. 50). Тому натрій гідроксид має тривіальну назву «їдкий натр». Працюючи з лугами та їхніми розчинами, будьте особливо обережними. Якщо розчин лугу потрапив на руку, потрібно негайно змити його великою кількістю проточної води і звернутися за допомогою до вчителя або лаборанта. Ви отримаєте розбавлений розчин певної речовини (наприклад, оцтової кислоти), яким обробіть шкіру для знешкодження залишків лугу. Після цього руку добре змийте водою.

Мал. 50. Знак небезпеки на етикетці банки з натрій гідроксидом

Хімічні властивості основ. Можливість перебігу реакцій за участю основ залежить від розчинності цих сполук у воді. Луги в хімічних перетвореннях значно активніші за нерозчинні основи, які, наприклад, із солями та деякими кислотами не реагують.

Дія на індикатори. Розчини лугів здатні змінювати забарвлення індикаторів (мал. 51). Відповідні досліди ви виконували в 7 класі. Нерозчинні основи на індикатори не діють.

Мал. 51. Забарвлення індикаторів у воді (а) та розчині лугу (б)

Реакції з кислотними оксидами. Розчинні й нерозчинні основи взаємодіють зі сполуками протилежного характеру, тобто такими, які мають кислотні властивості. Серед цих сполук — кислотні оксиди. Відповідні реакції було розглянуто в § 26. Наводимо додаткові приклади:

Реакції з кислотами. Під час взаємодії основи з кислотою сполуки обмінюються частинками, з яких вони складаються:

Це — реакція обміну.

З’ясувати, чи залишився луг після додавання певної порції кислоти, можна внесенням у рідину однієї-двох крапель розчину фенолфталеїну. Якщо малиновий колір не з’явиться, луг повністю прореагував із кислотою.

Приклад реакції нерозчинної основи з кислотою:

Реакцію між основою і кислотою називають реакцією нейтралізації.

ЛАБОРАТОРНИЙ ДОСЛІД № 2

Взаємодія лугу з кислотою в розчині

У пробірку з розчином натрій гідроксиду додайте 1-2 краплі розчину фенолфталеїну і додавайте по краплях за допомогою піпетки розбавлений розчин сульфатної кислоти, поки не зникне забарвлення. Вміст пробірки періодично перемішуйте скляною паличкою або струшуванням.

Чому розчин знебарвився?

Напишіть відповідне хімічне рівняння.

Реакції лугів із солями. Взаємодія лугу із сіллю є реакцією обміну, яка відбувається в розчині. Продукти такої реакції — інші основа і сіль. Сіль-реагент має бути розчинною у воді, а нова основа чи сіль — нерозчинною.

З’ясуємо можливість перебігу реакції між натрій гідроксидом і манган(ІІ) нітратом. Для цього скористаємось таблицею розчинності (наводимо її фрагмент):

Аніони	Катіони
	Li+	Na+	K+	...	Zn2+	Mn2+	Pb2+	...
OH-	р	р	р		н	н	н
NO-3	р	р	р		р	р	р

Луг NaOH і сіль Mn(NO₃)₂ розчиняються у воді. Вони обміняються своїми йонами в тому разі, якщо утвориться нерозчинна сполука. Нею є основа Mn(OH)₂, а нова сіль NaNO₃ перебуватиме в розчині. Отже, реакція в розчині між лугом і сіллю Мангану(ІІ) відбувається:

• Чи взаємодіятиме барій гідроксид із калій карбонатом у розчині? У разі позитивної відповіді складіть хімічне рівняння.

Термічний розклад. Майже всі основи (крім гідроксидів Натрію і Калію) під час нагрівання розкладаються на відповідний оксид і воду (мал. 52):

Мал. 52. Термічний розклад купрум(ІІ) гідроксиду

Подібно до лугів змінює забарвлення індикаторів водний розчин амоніаку NH₃ (амонійна основа¹). Він взаємодіє з кислотними оксидами, кислотами, солями:

Викладений матеріал підсумовує схема 8.

Схема 8

Хімічні властивості основ

¹ Відомості про цю основу наведено на с. 130 під рубрикою «Для допитливих».

Використання основ. Широкого застосування серед основ набули лише луги, передусім гідроксиди Кальцію і Натрію. У будівництві як в’яжучий матеріал використовують кальцій гідроксид (гашене вапно). Його змішують із піском і водою, а виготовлену суміш наносять на цеглу, штукатурять нею стіни. Внаслідок реакцій гашеного вапна з вуглекислим газом і силіцій(ІV) оксидом суміш твердне.

• Складіть рівняння цих реакцій.

Цікаво знати

Магній гідроксид є компонентом деяких медичних препаратів і косметичних засобів.

Кальцій гідроксид також застосовують у цукровій промисловості, сільському господарстві (для усунення надлишкової кислотності ґрунтів), для виготовлення кальцій карбонату — основного складника зубних паст, добування інших речовин. Натрій гідроксид використовують у виробництві мила (здійснюють реакції лугу із жирами), штучних волокон, паперу, ліків, у шкіряній промисловості, для очищення нафти тощо.

ВИСНОВКИ

Основи — тверді речовини йонної будови. Більшість основ не розчиняється у воді. Водорозчинні основи (луги) змінюють забарвлення індикаторів.

Основи взаємодіють із кислотними оксидами і кислотами, а луги у розчинах — ще й із солями. Нерозчинні основи розкладаються під час нагрівання на відповідні оксиди і воду.

Реакцію між основою і кислотою називають реакцією нейтралізації.

На практиці використовують переважно гідроксиди Кальцію і Натрію.

207. Охарактеризуйте фізичні властивості основ.

208. Опишіть, як індикатори змінюють забарвлення в розчині за наявності в ньому лугу.

209. Наведіть приклади реакцій обміну, нейтралізації, розкладу за участю основ.

210. Допишіть схеми реакцій і складіть хімічні рівняння:

• a) KOH + N₂O₅ → NaOH + H₂S →
• б) Ba(OH)₂ + K₂SO₄ → LiOH + NiCl₂ →
• в) Mg(OH)₂ + SO₃ → Ca(OH)₂ + H₃PO₄ →
• г) Ni(OH)₂ + HNO₃ → Вi(ОН)₃ →^t

211. Складіть рівняння реакцій (якщо вони можливі) між основами (лівий стовпчик) і солями (правий стовпчик):

калій гідроксид манган(ІІ) гідроксид барій гідроксид

кальцій карбонат ферум(ІІ) нітрат натрій сульфат

212. Напишіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі послідовні перетворення:

• a) Li₂O → LiOH → Li₂SO₄;
• б) Ca(OH)₂ → CaO → CaBr₂.

213. Відшукайте в інтернеті інформацію про реактив, який називають вапняною водою, і його використання.

214. Визначте кількість речовини магній гідроксиду, яка прореагує із 12,6 г нітратної кислоти.

215. Обчисліть масу ферум(ІІ) гідроксиду, що утворюється внаслідок взаємодії 0,05 моль натрій гідроксиду з достатньою кількістю ферум(ІІ) сульфату.

216. Визначте об’єм сірчистого газу (н. у.), необхідний для повного осадження йонів Барію (у складі нерозчинної солі) із розчину, який містить 34,2 г барій гідроксиду.

217. Обчисліть масу осаду, що утвориться в результаті взаємодії 70 г 4 %-го розчину калій гідроксиду з достатньою кількістю розчину манган(ІІ) хлориду.

218. На нейтралізацію 25,1 г суміші гідроксидів Натрію та Барію витратилося 25,2 г нітратної кислоти. Визначте масову частку натрій гідроксиду в початковій суміші речовин.