Хімія. Комплексна підготовка до ЗНО і ДПА
7.2. Основи
Основи — це гідрати основних оксидів. Основи за звичайних умов є твердими речовинами, це йонні сполуки, які складаються з іона металічного елемента (або йона амонію) і з одної або декількох гідроксогруп ОН-. Загальна формула основ — Ме(ОН)х, де Me — металічний елемент, х — валентність металічного елемента.
З погляду теорії електролітичної дисоціації, основи — це електроліти, які дисоціюють з утворенням катіона металічного елемента (або йона амонію) і гідроксид-іонів:
KOH = К+ + ОН-
Ва(ОН)2 = Ва2+ + 2ОН-
Безводні основи — це тверді речовини, крім амоній гідроксиду NH4OH (NH3 · Н2O), який існує лише у водному розчині.
Класифікація основ
Основи поділяють:
1) за кількістю гідроксогруп -ОН. Кількість гідроксид-іонів, які здатні заміщуватися на кислотні залишки з утворенням солей, визначає кислотність основ:
- однокислотні основи: KOH, NaOH, CuOH;
- двокислотні основи: Zn(OH)2, Ва(ОН)2, Cu(OH)2, Mg(OH)2;
- трикислотні основи: Mn(OH)3, La(OH)3, Ni(OH)3, Ві(ОН)3.
Відома також незначна кількість чотирикислотних основ;
2) за ознакою розчинності у воді:
- нерозчинні: Al(OH)3, Fe(OH)2, Cu(OH)2;
- розчинні: KOH, NaOH, Са(ОН)2, Ва(ОН)2.
Основи, які розчиняються у воді, називають лугами. Луги — йонні сполуки, а в деяких основах хімічний зв’язок має йонно-ковалентний характер.
Номенклатура основ
Назва основи складається з назви металічного елемента з наступним додаванням значення його валентності (римськими цифрами) та слова «гідроксид». Якщо металічний елемент виявляє єдину валентність, то її не вказують:
- КОН — калій гідроксид
- NaOH — натрій гідроксид
- Са(ОН)2 — кальцій гідроксид
- Fe(OH)2— ферум(ІІ) гідроксид
- Аl(ОН)3 — алюміній гідроксид
Деякі, давно відомі людині основи мають і тривіальні назви: КОН — їдке калі, NaOH — їдкий натр.
Отримання основ
Отримання лугів
1. Взаємодія лужних і лужноземельних металів з водою:
2К + 2Н2О = 2КОН + Н2↑
Са + 2Н2О = Са(ОН)2 + Н2↑
2. Взаємодія оксидів лужних і лужноземельних металічних елементів з водою:
К2О + Н2О = 2КОН
СаО + Н2О = Са(ОН)2
Отримання нерозчинних у воді основ
Нерозчинні у воді основи одержують взаємодією солі й лугу, розчинених у воді:
CuSO4 + 2КОН = Cu(OH)2↓ + K2SO4
Хімічні властивості основ
Нерозчинні у воді основи не взаємодіють з кислотними та амфотерними оксидами, із солями:
1) взаємодіють з кислотами (реакція нейтралізації):
Cu(OH)2 + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + 2Н2О
2) унаслідок нагрівання розкладаються:
Луги взаємодіють:
1) з кислотними оксидами, утворюючи середні або кислі солі:
Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3↓ + Н2О
Са(ОН)2 + 2СО2 = Са(НСО3)2
2) з кислотами. Цю реакцію називають реакцією нейтралізації. Причому багатокислотні основи можуть утворювати середні та основні солі. Склад солі залежить від відношення кількості речовини лугу і кислоти, що містяться в розчині:
Ва(ОН)2 + 2НСl = ВаСl2 + 2Н2О
Ва(ОН)2 + НСl = ВаОНСl + Н2О
Унаслідок реакцій з багатоосновними кислотами можливе утворення й кислих солей:
2КОН + H2SO4 = K2SO4 + 2Н2О
КОН + H2SO4 = KHSO4 + Н2О
3) з амфотерними оксидами (унаслідок сплавляння):
4) з амфотерними гідроксидами:
- унаслідок сплавляння утворюються безводні солі:
- якщо ж реакції проводять у водних розчинах, то утворюються комплексні солі:
NaOH + Аl(ОН)3 = Na[Al(OH)4] (натрій тетрагідроксоалюмінат)
3NaOH + Аl(ОН)3 = Na3[Al(OH)6] (натрій гексагідроксоалюмінат)
2NaOH + Zn(OH)2 = Na2[Zn(OH)4] (натрій тетрагідроксоцинкат)
5) із солями, які розчиняються у воді. Реакція відбувається лише в розчинах за умови, що продукт, який утворюється (основа), буде нерозчинним у воді:
CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + 2NaCl
6) з кислими солями:
КНСО3 + КОН = К2СО3 + Н2О
Са(НСО3)2 + 2КОН = К2СО3 + СаСО3↓ + Н2О
7) з металами, яким відповідають амфотерні оксиди й амфотерні гідроксиди:
8) луги, крім КОН і NaOH, унаслідок нагрівання розкладаються:
