Aluste koostise nimetus ja keemilised omadused. Alused, nende klassifikatsioon ja omadused

Alused on keerulised ühendid, mis sisaldavad kahte peamist struktuurikomponenti:

1. Hüdroksorühm (üks või mitu). Seetõttu on nende ainete teine ​​nimetus "hüdroksiidid".
2. Metalli aatom või ammooniumiioon (NH4+).

Aluse nimi tuleneb selle mõlema komponendi nimede kombinatsioonist: näiteks kaltsiumhüdroksiid, vaskhüdroksiid, hõbehüdroksiid jne.

Ainus erand üldreegel aluse moodustumist tuleks arvesse võtta, kui hüdroksorühm on seotud mitte metalli, vaid ammooniumi katiooniga (NH4 +). See aine tekib siis, kui ammoniaak lahustub vees.

Kui me räägime aluste omadustest, siis tuleb kohe märkida, et hüdroksorühma valents on vastavalt võrdne ühega, nende rühmade arv molekulis sõltub otseselt sellest, millise valentsusega metallid reaktsioonis osalevad. on. Sel juhul on näiteks selliste ainete valemid nagu NaOH, Al(OH)3, Ca(OH)2.

Keemilised omadused alused avalduvad nende reaktsioonides hapete, soolade, muude alustega, samuti nende toimes indikaatoritele. Eelkõige saab leeliseid määrata, viies nende lahusesse teatud indikaatori. Sel juhul muudab see märgatavalt oma värvi: näiteks muutub see valgest siniseks ja fenoolftaleiin muutub karmiinpunaseks.

Aluste keemilised omadused, mis avalduvad nende koostoimes hapetega, viivad kuulsate neutraliseerimisreaktsioonideni. Sellise reaktsiooni olemus seisneb selles, et metalliaatomid, liitudes happejäägiga, moodustavad soola ning hüdroksorühm ja vesinikuioon muutuvad ühinemisel veeks. Seda reaktsiooni nimetatakse neutraliseerimisreaktsiooniks, kuna pärast seda ei jää leelist ega hapet.

Aluste iseloomulikud keemilised omadused avalduvad ka nende reaktsioonis sooladega. Tuleb märkida, et lahustuvate sooladega reageerivad ainult leelised. Nende ainete struktuuriomadused viivad selleni, et reaktsiooni tulemusena moodustub uus sool ja uus, enamasti lahustumatu alus.

Lõpuks avalduvad aluste keemilised omadused suurepäraselt nende termilise kokkupuute ajal - kuumutamisel. Siin tuleb teatud katsete tegemisel meeles pidada, et peaaegu kõik alused, välja arvatud leelised, käituvad kuumutamisel äärmiselt ebastabiilselt. Valdav enamus neist laguneb peaaegu koheselt vastavaks oksiidiks ja veeks. Ja kui me võtame selliste metallide alused nagu hõbe ja elavhõbe, siis sisse normaalsetes tingimustes neid ei saa kätte, kuna need hakkavad lagunema juba toatemperatuuril.

Aluste jaotus rühmadesse erinevate kriteeriumide järgi on toodud tabelis 11.

Tabel 11
Põhiklassifikatsioon

Kõik alused, välja arvatud ammoniaagi lahus vees, on erineva värviga tahked ained. Näiteks kaltsiumhüdroksiid Ca (OH) 2 valge värv, vask(II)hüdroksiid Cu(OH)2 sinine värv, nikkel (II) hüdroksiid Ni (OH) 2 roheline, raud (III) Fe (OH) 3 punakaspruun jne.

Ammoniaagi NH 3 H 2 O vesilahus ei sisalda erinevalt teistest alustest metalli katioone, vaid kompleksset ühe laetud ammooniumkatiooni NH - 4 ja eksisteerib ainult lahuses (see lahus on teile tuntud nime all ammoniaak). See laguneb kergesti ammoniaagiks ja veeks:

Kuid ükskõik kui erinevad alused ka poleks, koosnevad need kõik metalliioonidest ja hüdroksorühmadest, mille arv võrdub metalli oksüdatsiooniastmega.

Kõik alused ja ennekõike leelised (tugevad elektrolüüdid) moodustavad dissotsiatsiooni käigus hüdroksiidioonid OH, mis määravad jada ühised omadused: katsumisel seebivus, indikaatorite värvuse muutus (lakmus, metüülapelsin ja fenoolftaleiin), koostoime teiste ainetega.

Tüüpilised baasreaktsioonid

Esimest reaktsiooni (universaalset) käsitleti §-s 38.

Laboratoorsed katsed nr 23
Leeliste koostoime hapetega

Kirjutage üles kaks molekulaarreaktsiooni võrrandit, mille olemust väljendab järgmine ioonvõrrand:

H + + OH - \u003d H2O.

Viige läbi reaktsioonid, mille võrrandid olete koostanud. Pidage meeles, milliseid aineid (välja arvatud happed ja leelised) on nende keemiliste reaktsioonide jälgimiseks vaja.

Teine reaktsioon toimub leeliste ja mittemetallide oksiidide vahel, mis vastavad näiteks hapetele,

Vastab

jne.

Kui oksiidid interakteeruvad alustega, moodustuvad vastavate hapete ja vee soolad:

Riis. 141.
Leelise koostoime mittemetalloksiidiga

Laboratoorsed katsed nr 24
Leeliste koostoime mittemetallide oksiididega

Korrake varem tehtud katset. Valage katseklaasi 2-3 ml selget lubjavee lahust.

Asetage sellesse mahlakõrs, mis toimib gaasi väljalasketoruna. Laske väljahingatav õhk õrnalt läbi lahuse. Mida sa vaatad?

Kirjutage üles reaktsiooni molekulaar- ja ioonvõrrandid.

Riis. 142.
Leeliste koostoime sooladega:
a - sademe moodustumisega; b - gaasi moodustumisega

Kolmas reaktsioon on tüüpiline ioonivahetusreaktsioon ja toimub ainult siis, kui tulemuseks on sade või eraldub gaas, näiteks:

Laboratoorsed katsed nr 25
Leeliste koostoime sooladega

Kolmes katsutis valatakse paarikaupa 1-2 ml ainete lahuseid: 1. toru - naatriumhüdroksiid ja ammooniumkloriid; 2. toru - kaaliumhüdroksiid ja raudsulfaat (III); 3. toru - naatriumhüdroksiid ja baariumkloriid.

Kuumutage 1. katseklaasi sisu ja tuvastage üks reaktsiooniproduktidest lõhna järgi.

Sõnastage järeldus leeliste ja soolade koostoime võimaluse kohta.

Lahustumatud alused lagunevad kuumutamisel metalloksiidiks ja veeks, mis pole leelistele tüüpiline, näiteks:

Fe (OH) 2 \u003d FeO + H 2 O.

Laboratoorsed katsed nr 26
Lahustumatute aluste valmistamine ja omadused

Valage kahte katseklaasi 1 ml vask(II)sulfaadi või -kloriidi lahust. Lisage igasse katsutisse 3-4 tilka naatriumhüdroksiidi lahust. Kirjeldage saadud vask(II)hüdroksiidi.

Märge. Jätke katseklaasid koos saadud vask(II)hüdroksiidiga järgmisteks katseteks.

Kirjutage reaktsiooni molekulaar- ja ioonvõrrandid. Märkige reaktsiooni tüüp lähteainete ja reaktsioonisaaduste arvu ja koostise alusel.

Lisage ühte katseklaasi eelmises katses saadud vask(II)hüdroksiidiga 1-2 ml vesinikkloriidhapet. Mida sa vaatad?

Tilgutage pipeti abil 1-2 tilka saadud lahust klaas- või portselanplaadile ja tiiglitangide abil aurustage ettevaatlikult. Uurige tekkivaid kristalle. Pange tähele nende värvi.

Kirjutage reaktsiooni molekulaar- ja ioonvõrrandid. Märkige reaktsiooni tüüp, lähtudes "lähteainete ja reaktsioonisaaduste arvust ja koostisest", "katalüsaatori osalusest" ja "keemilise reaktsiooni pöörduvusest".

Kuumutage ühte katseklaasi varem saadud või õpetaja antud () vaskhüdroksiidiga (joonis 143). Mida sa vaatad?

Riis. 143.
Vask(II)hüdroksiidi lagunemine kuumutamisel

Koostage reaktsiooni võrrand, märkige selle toimumise tingimus ja reaktsiooni liik vastavalt märkidele "lähteainete ja reaktsioonisaaduste arv ja koostis", "soojuse eraldumine või neeldumine" ja "keemilise reaktsiooni pöörduvus" ".

Märksõnad ja fraasid

1. Põhiklassifikatsioon.
2. Aluste tüüpilised omadused: nende koostoime hapete, mittemetallide oksiidide, sooladega.
3. Lahustumatute aluste tüüpiline omadus: lagunemine kuumutamisel.
4. Tingimused tüüpilisteks alusreaktsioonideks.

Töö arvutiga

1. Vaadake elektroonilist taotlust. Tutvu tunni materjaliga ja täida pakutud ülesanded.
2. Otsige Internetist e-posti aadresse, mis võivad olla täiendavad allikad, mis paljastavad lõigu märksõnade ja fraaside sisu. Paku õpetajale oma abi uue tunni ettevalmistamisel – koosta aruanne järgmise lõigu võtmesõnade ja väljendite kohta.

Küsimused ja ülesanded

Metall ja hüdroksüülrühm (OH). Näiteks naatriumhüdroksiid on NaOH, kaltsiumhüdroksiid - Ca(Oh) 2 , baariumhüdroksiid - Ba(Oh) 2 jne.

Hüdroksiidide saamine.

1. Vahetusreaktsioon:

CaSO 4 + 2NaOH \u003d Ca (OH) 2 + Na 2 SO 4,

2. Elektrolüüs vesilahused soolad:

2KCl + 2H2O \u003d 2KOH + H2 + Cl2,

3. Leelis- ja leelismuldmetallide või nende oksiidide koostoime veega:

K + 2H 2 O = 2 KOH + H 2 ,

Hüdroksiidide keemilised omadused.

1. Hüdroksiidid on oma olemuselt aluselised.

2. Hüdroksiidid lahustuvad vees (leelis) ja on lahustumatud. Näiteks, KOH- lahustub vees Ca(Oh) 2 - kergelt lahustuv, on valge lahusega. Perioodilisuse tabeli 1. rühma metallid D.I. Mendelejev annab lahustuvaid aluseid (hüdroksiide).

3. Hüdroksiidid lagunevad kuumutamisel:

Cu(Oh) 2 = CuO + H 2 O.

4. Leelised reageerivad happeliste ja amfoteersete oksiididega:

2KOH + CO 2 \u003d K 2 CO 3 + H 2 O.

5. Leelised võivad reageerida mõne mittemetalliga erinevatel temperatuuridel erineval viisil:

NaOH + Cl 2 = NaCl + NaOCl + H 2 O(külm),

NaOH + 3 Cl 2 = 5 NaCl + NaClO 3 + 3 H 2 O(soojus).

6. Suhelge hapetega:

KOH + HNO3 = KNO 3 + H 2 O.

Üks kompleksklassidest anorgaanilised ained- põhjused. Need on ühendid, mis sisaldavad metalliaatomeid ja hüdroksüülrühma, mida saab teiste ainetega suhtlemisel eraldada.

Struktuur

Alused võivad sisaldada ühte või mitut hüdroksorühma. Üldvalem alused - Me (OH) x. Metalli aatom on alati üks ja hüdroksüülrühmade arv sõltub metalli valentsusest. Sel juhul on OH rühma valents alati I. Näiteks NaOH ühendis on naatriumi valentsus I, seega on üks hüdroksüülrühm. Mg (OH) 2 aluses on magneesiumi valentsus II, Al (OH) 3, alumiiniumi valentsus on III.

Hüdroksüülrühmade arv võib muutuda muutuva valentsiga metallidega ühendites. Näiteks Fe (OH) 2 ja Fe (OH) 3. Sellistel juhtudel on valents märgitud sulgudes pärast nimetust - raud(II)hüdroksiid, raud(III)hüdroksiid.

Füüsikalised omadused

Aluse omadused ja aktiivsus sõltuvad metallist. Enamik aluseid on valged lõhnatud tahked ained. Mõned metallid annavad aga ainele iseloomuliku värvuse. Näiteks CuOH on kollane, Ni(OH)2 on heleroheline, Fe(OH)3 on punakaspruun.

Riis. 1. Leelised tahkes olekus.

Liigid

Vundamendid klassifitseeritakse kahe kriteeriumi alusel:

• OH rühmade arvu järgi- ühe- ja mitmehappeline;
• vees lahustuvuse järgi- leelised (lahustuvad) ja lahustumatud.

Tekivad leelised leelismetallid- liitium (Li), naatrium (Na), kaalium (K), rubiidium (Rb) ja tseesium (Cs). Lisaks on leelismuldmetallid - kaltsium (Ca), strontsium (Sr) ja baarium (Ba) aktiivsete leeliste moodustavate metallide hulgas.

Need elemendid moodustavad järgmised alused:

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

Kõik muud alused, näiteks Mg (OH) 2, Cu (OH) 2, Al (OH) 3, on lahustumatud.

Teisel viisil nimetatakse leeliseid tugevateks alusteks ja lahustumatuid nõrkadeks. Elektrolüütilise dissotsiatsiooni käigus loobuvad leelised kiiresti hüdroksüülrühmast ja reageerivad kiiremini teiste ainetega. Lahustumatud või nõrgad alused on vähem aktiivsed, kuna ärge loovutage hüdroksüülrühma.

Riis. 2. Aluste klassifikatsioon.

Erilise koha anorgaaniliste ainete süstematiseerimisel hõivavad amfoteersed hüdroksiidid. Nad interakteeruvad nii hapete kui alustega, st. käituvad sõltuvalt tingimustest leelise või happena. Nende hulka kuuluvad Zn(OH)2, Al(OH)3, Pb(OH)2, Cr(OH)3, Be(OH)2 ja muud alused.

Kviitung

Põhjused saavad erinevatel viisidel. Lihtsaim on metalli koostoime veega:

Ba + 2H 2O → Ba (OH) 2 + H2.

Leelised saadakse oksiidi ja veega interaktsiooni tulemusena:

Na2O + H2O → 2NaOH.

Leeliste ja soolade koostoime tulemusena saadakse lahustumatud alused:

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

Keemilised omadused

Aluste peamised keemilised omadused on kirjeldatud tabelis.

Indikaatori abil viiakse läbi test aluse klassi määramiseks. Alusega suheldes muutub lakmus siniseks, fenoolftaleiin karmiinpunaseks ja metüüloranž kollaseks.

Riis. 3. Näitajate reaktsioon alustele.

Mida me õppisime?

8. klassi keemiatunnist saime teada aluste omadustest, liigitusest ja koosmõjust teiste ainetega. Alused on keerulised ained, mis koosnevad metallist ja OH hüdroksüülrühmast. Need jagunevad lahustuvateks või leeliselisteks ja lahustumatuteks. Leelised on agressiivsemad alused, mis reageerivad kiiresti teiste ainetega. Alused saadakse metalli või metallioksiidi reageerimisel veega, samuti soola ja leelise reaktsioonil. Alused reageerivad hapete, oksiidide, soolade, metallide ja mittemetallidega ning lagunevad kõrgel temperatuuril.

Teemaviktoriin

Aruande hindamine

Keskmine hinne: 4.5. Kokku saadud hinnanguid: 135.

Üksikhape (NaOH, KOH, NH 4 OH jne);

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

Trihape (Ni (OH) 3, Co (OH) 3, Mn (OH) 3.

Klassifikatsioon vees lahustuvuse ja ionisatsiooniastme järgi:

Tugevad vees lahustuvad alused

Näiteks:

leelised - leelis- ja leelismuldmetallide hüdroksiidid LiOH - liitiumhüdroksiid, NaOH - naatriumhüdroksiid (seebikivi), KOH - kaaliumhüdroksiid (kaustiline kaaliumhüdroksiid), Ba (OH) 2 - baariumhüdroksiid;

Tugevad alused, vees lahustumatud

Näiteks:

Cu (OH) 2 - vask (II) hüdroksiid, Fe (OH) 2 - raud (II) hüdroksiid, Ni (OH) 3 - nikkel (III) hüdroksiid.

Keemilised omadused

1. Näitajatega seotud tegevus

lakmus - sinine;

Metüüloranž - kollane

Fenoolftaleiin - vaarikas.

2. Koostoime happeoksiididega

2KOH + CO 2 \u003d K 2 CO 3 + H 2 O

KOH + CO 2 = KHCO 3

3. Koostoime hapetega (neutraliseerimisreaktsioon)

NaOH + HNO 3 \u003d NaNO 3 + H 2 O; Cu(OH)2 + 2HCl = CuCl2 + 2H2O

4. Vahetage reaktsioon sooladega

Ba(OH)2 + K2SO4 = 2KOH + BaSO4

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

5. Termiline lagunemine

Cu (OH) 2 t \u003d CuO + H2O; 2 CuOH \u003d Cu 2 O + H 2 O

2Co (OH) 3 = Co 2 O 3 + ZH 2 O; 2AgOH \u003d Ag 2 O + H 2 O

6. Hüdroksiidid, milles d-metallidel on madal c. o., mida saab oksüdeerida õhuhapnik,

Näiteks:

4Fe(OH)2 + O2 + 2Н2O = 4Fe(OH)3

2Mn(OH)2 + O2 + 2H2O = 2Mn(OH)4

7. Leeliselahused interakteeruvad amfoteersete hüdroksiididega:

2KOH + Zn(OH)2 = K2

2KOH + Al 2 O 3 + ZN 2 O \u003d 2K

8. Leeliselahused interakteeruvad metallidega, mis moodustavad amfoteerseid oksiide ja hüdroksiide (Zn, AI jne),

Näiteks:

Zn + 2 NaOH + 2H 2O \u003d Na2 + H2

2AI + 2KOH + 6H 2O \u003d 2KAl (OH) 4] + 3H2

9. Leelislahustes on mõned mittemetallid ebaproportsionaalsed,

Näiteks:

Cl 2 + 2NaOH \u003d NaCl + NaCIO + H 2 O

3S+ 6NaOH = 2Na2S+ Na2SO3 + 3H2O

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

10. Lahustuvaid aluseid kasutatakse laialdaselt mitmesugustes leeliselistes hüdrolüüsireaktsioonides orgaanilised ühendid(süsivesinike halogeenderivaadid, estrid, rasvad jne),

Näiteks:

C 2 H 5 CI + NaOH \u003d C 2 H 5 OH + NaCl

Meetodid leeliste ja lahustumatute aluste saamiseks

1. Reaktsioonid aktiivsed metallid(leelis- ja leelismuldmetallid) veega:

2Na + 2H2O \u003d 2 NaOH + H2

Ca + 2H 2O \u003d Ca (OH) 2 + H2

2. Aktiivsete metalloksiidide koostoime veega:

BaO + H 2 O \u003d Ba (OH) 2

3. Soolade vesilahuste elektrolüüs:

2NaCl + 2H 2O \u003d 2NaOH + H2 + Cl2

CaCI 2 + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + H 2 + Cl 2

4. Sadestamine vastavate soolade lahustest leelistega:

CuSO 4 + 2NaOH \u003d Cu (OH) 2 + Na 2 SO 4

FeCl3 + 3KOH = Fe(OH)3 + 3KCI