Състав, наименование и химични свойства на основите. Основи, тяхната класификация и свойства

Базите са сложни съединения, които включват два основни структурни компонента:

1. Хидроксо група (една или повече). Следователно, между другото, второто име на тези вещества е „хидроксиди“.
2. Метален атом или амониев йон (NH4+).

Името на основата идва от комбинирането на имената на двата й компонента: например калциев хидроксид, меден хидроксид, сребърен хидроксид и др.

Единственото изключение от общо правилоОбразуването на бази трябва да се има предвид, когато хидроксогрупата се свързва не с метала, а с амониевия катион (NH4+). Това вещество се образува, когато амонякът се разтвори във вода.

Ако говорим за свойствата на основите, тогава веднага трябва да се отбележи, че валентността на хидроксогрупата е равна на единица, съответно броят на тези групи в молекулата ще зависи пряко от валентността на реагиращите метали. Примери в този случай са формулите на вещества като NaOH, Al(OH)3, Ca(OH)2.

Химични свойстваосновите се проявяват в реакциите им с киселини, соли, други основи, както и в действието им върху индикатори. По-специално, алкалите могат да бъдат определени чрез излагане на техния разтвор на определен индикатор. В този случай той забележимо ще промени цвета си: например ще се превърне от бял в син, а фенолфталеинът ще стане пурпурен.

Химичните свойства на основите, проявяващи се при взаимодействието им с киселини, водят до известните реакции на неутрализация. Същността на тази реакция е, че металните атоми, присъединявайки се към киселинния остатък, образуват сол, а хидроксогрупата и водородният йон, когато се комбинират, се превръщат във вода. Тази реакция се нарича реакция на неутрализация, защото след нея не остават основи или киселини.

Характерните химични свойства на основите се проявяват и при взаимодействието им със соли. Струва си да се отбележи, че само алкали реагират с разтворими соли. Структурните особености на тези вещества водят до образуването на нова сол и нова, най-често неразтворима, основа в резултат на реакцията.

И накрая, химичните свойства на основите се проявяват перфектно при термично излагане на тях - нагряване. Тук, когато провеждате определени експерименти, си струва да имате предвид, че почти всички основи, с изключение на основите, се държат изключително нестабилни при нагряване. По-голямата част от тях се разлагат почти моментално до съответния оксид и вода. И ако вземем основите на такива метали като сребро и живак, тогава нормални условияте не могат да бъдат получени, защото започват да се разлагат още при стайна температура.

Разделянето на основите на групи според различни характеристики е представено в таблица 11.

Таблица 11
Класификация на основите

Всички основи, с изключение на разтвор на амоняк във вода, са твърди вещества с различни цветове. Например калциев хидроксид Ca(OH) 2 бяло, меден (II) хидроксид Cu(OH) 2 син цвят, никел (II) хидроксид Ni (OH) 2 е зелен, железен (III) хидроксид Fe (OH) 3 е червено-кафяв и т.н.

Воден разтвор на амоняк NH 3 H 2 O, за разлика от други основи, не съдържа метални катиони, а сложен еднократно зареден амониев катион NH - 4 и съществува само в разтвор (вие познавате този разтвор като амоняк). Лесно се разлага на амоняк и вода:

Въпреки това, колкото и различни да са базите, всички те се състоят от метални йони и хидроксо групи, чийто брой е равен на степента на окисление на метала.

Всички основи и предимно алкали (силни електролити) образуват при дисоциация хидроксидни йони OH - , които определят серията общи свойства: сапуненост на допир, промяна в цвета на индикаторите (лакмус, метилоранж и фенолфталеин), взаимодействие с други вещества.

Типични основни реакции

Първата реакция (универсална) беше разгледана в § 38.

Лабораторен опит No23
Взаимодействие на алкали с киселини

Запишете две уравнения на молекулни реакции, чиято същност се изразява със следното йонно уравнение:

H + + OH - = H 2 O.

Проведете реакциите, за които сте създали уравнения. Спомнете си какви вещества (с изключение на киселина и алкали) са необходими за наблюдение на тези химични реакции.

Втората реакция протича между алкали и неметални оксиди, които съответстват на киселини, например,

Съвместим

и т.н.

Когато оксидите взаимодействат с основите, се образуват соли на съответните киселини и вода:

Ориз. 141.
Взаимодействие на алкали с неметален оксид

Лабораторен опит No24
Взаимодействие на алкали с неметални оксиди

Повторете опита, който направихте преди. Изсипете 2-3 ml бистър разтвор на варна вода в епруветка.

Поставете сламка за сок в него, която действа като тръба за изпускане на газ. Внимателно прокарайте издишания въздух през разтвора. какво наблюдаваш

Запишете молекулярните и йонните уравнения за реакцията.

Ориз. 142.
Взаимодействие на алкали със соли:
а - с образуването на утайка; b - с образуване на газ

Третата реакция е типична йонообменна реакция и възниква само ако води до отделяне на утайка или газ, например:

Лабораторен опит No25
Взаимодействие на алкали със соли

В три епруветки изсипете 1-2 ml разтвори на вещества по двойки: 1-ва епруветка - натриев хидроксид и амониев хлорид; 2-ра епруветка - калиев хидроксид и железен (III) сулфат; 3-та епруветка - натриев хидроксид и бариев хлорид.

Загрейте съдържанието на първата епруветка и идентифицирайте един от реакционните продукти по миризмата.

Формулирайте заключение за възможността за взаимодействие на алкали със соли.

Неразтворимите основи се разлагат при нагряване до метален оксид и вода, което не е характерно за основите, например:

Fe(OH) 2 = FeO + H 2 O.

Лабораторен опит No26
Получаване и свойства на неразтворимите основи

Изсипете 1 ml разтвор на меден (II) сулфат или хлорид в две епруветки. Добавете 3-4 капки разтвор на натриев хидроксид към всяка епруветка. Опишете образувания меден (II) хидроксид.

Забележка. Оставете епруветките с получения меден (II) хидроксид за следващите опити.

Запишете молекулярните и йонните уравнения за реакцията. Посочете вида на реакцията въз основа на „броя и състава на изходните вещества и реакционните продукти“.

Добавете 1-2 ml солна киселина в една от епруветките с меден (II) хидроксид, получен в предишния опит. какво наблюдаваш

С помощта на пипета се поставят 1-2 капки от получения разтвор върху стъклена или порцеланова чиния и с щипка за тигел внимателно се изпарява. Разгледайте кристалите, които се образуват. Обърнете внимание на цвета им.

Запишете молекулярните и йонните уравнения за реакцията. Посочете вида на реакцията въз основа на „броя и състава на изходните материали и реакционните продукти“, „участието на катализатор“ и „обратимостта на химичната реакция“.

Загрейте една от епруветките с меден хидроксид (), получен по-рано или даден от учителя (фиг. 143). какво наблюдаваш

Ориз. 143.
Разлагане на меден (II) хидроксид при нагряване

Съставете уравнение за протичащата реакция, посочете условието за нейното протичане и вида на реакцията въз основа на характеристиките „брой и състав на изходните вещества и реакционни продукти“, „освобождаване или поглъщане на топлина“ и „обратимост на химикал“ реакция”.

Ключови думи и фрази

1. Класификация на основите.
2. Характерни свойства на основите: взаимодействието им с киселини, неметални оксиди, соли.
3. Типично свойство на неразтворимите основи е разлагането при нагряване.
4. Условия за типични основни реакции.

Работа с компютър

1. Вижте електронното приложение. Проучете материала на урока и изпълнете поставените задачи.
2. Намерете имейл адреси в интернет, които могат да служат като допълнителни източници, които разкриват съдържанието на ключови думи и фрази в параграфа. Предложете помощта си на учителя при подготовката на нов урок - направете доклад за ключовите думи и фрази от следващия параграф.

Въпроси и задачи

Метална и хидроксилна група (ОН). Например натриев хидроксид - NaOH, калциев хидроксид - ок(ОХ) 2 , бариев хидроксид - Ба(ОХ) 2 и т.н.

Получаване на хидроксиди.

1. Обменна реакция:

CaSO 4 + 2NaOH = Ca(OH) 2 + Na 2 SO 4,

2. Електролиза водни разтворисоли:

2KCl + 2H 2 O = 2KOH + H 2 + Cl 2,

3. Взаимодействие на алкални и алкалоземни метали или техните оксиди с вода:

К+2з 2 О = 2 KOH + з 2 ,

Химични свойства на хидроксидите.

1. Хидроксидите са алкални по природа.

2. Хидроксидиразтваря се във вода (алкали) и е неразтворим. Например, KOH- разтваря се във вода и ок(ОХ) 2 - слабо разтворим, бял разтвор. Метали от група 1 на периодичната таблица D.I. Менделеев дава разтворими основи (хидроксиди).

3. Хидроксидите се разлагат при нагряване:

Cu(ОХ) 2 = CuO + з 2 О.

4. Алкалите реагират с киселинни и амфотерни оксиди:

2KOH + CO 2 = K 2 CO 3 + H 2 O.

5. Алкалите могат да реагират с някои неметали по различни начини при различни температури:

NaOH + кл 2 = NaCl + NaOCl + з 2 О(студ),

NaOH + 3 кл 2 = 5 NaCl + NaClO 3 + 3 з 2 О(топлина).

6. Взаимодействат с киселини:

KOH + HNO3 = KNO 3 + з 2 О.

Един от трудните класове неорганични вещества- основания. Това са съединения, които включват метални атоми и хидроксилна група, които могат да бъдат отделени при взаимодействие с други вещества.

Структура

Базите могат да съдържат една или повече хидроксо групи. Обща формулаоснови - Me(OH) x. Винаги има един метален атом и броят на хидроксилните групи зависи от валентността на метала. В този случай валентността на ОН групата винаги е I. Например в съединението NaOH валентността на натрия е I, следователно има една хидроксилна група. В основата Mg(OH) 2 валентността на магнезия е II, Al(OH) 3 валентността на алуминия е III.

Броят на хидроксилните групи може да варира в съединения с метали с променлива валентност. Например Fe(OH) 2 и Fe(OH) 3. В такива случаи валентността се посочва в скоби след името - железен (II) хидроксид, железен (III) хидроксид.

Физични свойства

Характеристиките и активността на основата зависят от метала. Повечето основи са бели твърди вещества без мирис. Някои метали обаче придават на веществото характерен цвят. Например CuOH е жълт, Ni(OH) 2 е светлозелен, Fe(OH) 3 е червено-кафяв.

Ориз. 1. Основи в твърдо състояние.

Видове

Базите се класифицират по два критерия:

• по броя на ОН групите- еднокиселинни и многокиселинни;
• чрез разтворимост във вода- основи (разтворими) и неразтворими.

Образуват се алкали алкални метали- литий (Li), натрий (Na), калий (K), рубидий (Rb) и цезий (Cs). Освен това активните метали, които образуват алкали, включват алкалоземните метали - калций (Ca), стронций (Sr) и барий (Ba).

Тези елементи формират следните основи:

• LiOH;
• NaOH;
• RbOH;
• CsOH;
• Ca(OH)2;
• Sr(OH)2;
• Ba(OH)2.

Всички други основи, например Mg(OH) 2, Cu(OH) 2, Al(OH) 3, се класифицират като неразтворими.

По друг начин алкалите се наричат ​​силни основи, а неразтворимите алкали се наричат ​​слаби основи. По време на електролитна дисоциация алкалите бързо се отказват от хидроксилна група и реагират по-бързо с други вещества. Неразтворимите или слаби основи са по-малко активни, защото не даряват хидроксилна група.

Ориз. 2. Класификация на основите.

Амфотерните хидроксиди заемат специално място в систематизацията на неорганичните вещества. Те взаимодействат както с киселини, така и с основи, т.е. В зависимост от условията те се държат като основа или киселина. Те включват Zn(OH) 2 , Al(OH) 3 , Pb(OH) 2 , Cr(OH) 3 , Be(OH) 2 и други основи.

Касова бележка

Основания получават различни начини. Най-простото е взаимодействието на метал с вода:

Ba + 2H 2 O → Ba(OH) 2 + H 2.

Алкалите се получават чрез взаимодействие на оксида с вода:

Na 2 O + H 2 O → 2NaOH.

Неразтворимите основи се получават в резултат на взаимодействието на алкали със соли:

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

Химични свойства

Основните химични свойства на основите са описани в таблицата.

С помощта на индикатора се провежда тест за определяне на класа на основата. При взаимодействие с основа лакмусът става син, фенолфталеинът става пурпурен, а метилоранжът става жълт.

Ориз. 3. Реакция на индикаторите към основите.

Какво научихме?

От урока по химия в 8 клас научихме за характеристиките, класификацията и взаимодействието на основите с други вещества. Основите са сложни вещества, състоящи се от метал и хидроксилна група ОН. Делят се на разтворими или алкални и неразтворими. Алкалите са по-агресивни основи, които реагират бързо с други вещества. Основите се получават чрез взаимодействие на метал или метален оксид с вода, както и чрез взаимодействие на сол и основа. Основите реагират с киселини, оксиди, соли, метали и неметали и също се разлагат при високи температури.

Тест по темата

Оценка на доклада

Среден рейтинг: 4.5. Общо получени оценки: 135.

Монокиселина (NaOH, KOH, NH4OH и др.);

Дикиселина (Ca(OH)2, Cu(OH)2, Fe(OH)2;

Три киселини (Ni(OH) 3, Co(OH) 3, Mn(OH) 3.

Класификация според разтворимостта във вода и степента на йонизация:

Водоразтворими силни основи

Например:

алкали - хидроксиди на алкални и алкалоземни метали LiOH - литиев хидроксид, NaOH - натриев хидроксид (сода каустик), KOH - калиев хидроксид (каустик калий), Ba(OH) 2 - бариев хидроксид;

Силни основи, които са неразтворими във вода

Например:

Cu(OH) 2 - меден (II) хидроксид, Fe(OH) 2 - железен (II) хидроксид, Ni(OH) 3 - никелов (III) хидроксид.

Химични свойства

1. Действие по индикатори

Лакмус - син;

Метил оранжево - жълто,

Фенолфталеин - малина.

2. Взаимодействие с киселинни оксиди

2KOH + CO 2 = K 2 CO 3 + H 2 O

KOH + CO 2 = KHCO 3

3. Взаимодействие с киселини (реакция на неутрализация)

NaOH + HNO 3 = NaNO 3 + H 2 O; Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O

4. Обменна реакция със соли

Ba(OH) 2 + K 2 SO 4 = 2KOH + BaSO 4

3KOH + Fe(NO 3) 3 = Fe(OH) 3 + 3KNO 3

5. Термично разлагане

Cu(OH) 2 t = CuO + H 2 O; 2 CuOH = Cu 2 O + H 2 O

2Co(OH) 3 = Co 2 O 3 + ZH 2 O; 2AgOH = Ag 2 O + H 2 O

6. Хидроксиди, в които d-метали имат ниско c. o., способни да се окисляват от атмосферния кислород,

Например:

4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Fe(OH) 3

2Mn(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 2Mn(OH) 4

7. Алкалните разтвори взаимодействат с амфотерни хидроксиди:

2KOH + Zn(OH) 2 = K 2

2KON + Al 2 O 3 + ZN 2 O = 2K

8. Алкалните разтвори взаимодействат с метали, които образуват амфотерни оксиди и хидроксиди (Zn, AI и др.),

Например:

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

2AI + 2KOH + 6H 2 O= 2KAl(OH) 4] + 3H 2

9. В алкални разтвори някои неметали са непропорционални,

Например:

Cl 2 + 2NaOH = NaCl + NaCIO + H 2 O

3S+ 6NaOH = 2Na 2 S+ Na 2 SO 3 + 3H 2 O

4P+ 3KOH + 3H 2 O = PH 3 + 3KH 2 PO 2

10. Разтворимите основи се използват широко в реакции на алкална хидролиза на различни органични съединения(халогенирани въглеводороди, естери, мазнини и др.),

Например:

C2H5CI + NaOH = C2H5OH + NaCl

Методи за получаване на основи и неразтворими основи

1. Реакции активни метали(алкални и алкалоземни метали) с вода:

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2

2. Взаимодействие на активни метални оксиди с вода:

BaO + H 2 O = Ba(OH) 2

3. Електролиза на водни солеви разтвори:

2NaCl + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 + Cl 2

CaCI 2 + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2 + Cl 2

4. Утаяване от разтвори на съответните соли с алкали:

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

FeCI3 + 3KOH = Fe(OH)3 + 3KCI