Mitkä hydroksidit liukenevat alkaleihin. Emästen kemialliset ominaisuudet

Pohjien jako ryhmiin eri kriteerien mukaan on esitetty taulukossa 11.

Taulukko 11
Perusluokitus

Kaikki emäkset, lukuun ottamatta ammoniakkiliuosta vedessä, ovat erivärisiä kiinteitä aineita. Esimerkiksi kalsiumhydroksidi Ca (OH) 2 valkoinen väri, kupari(II)hydroksidi Cu(OH)2 sininen väri, nikkeli(II)hydroksidi Ni (OH) 2 vihreä, rauta (III) Fe (OH) 3 punaruskea jne.

Ammoniakin NH 3 H 2 O vesiliuos, toisin kuin muut emäkset, ei sisällä metallikationeja, vaan monimutkaista kertavarautettua ammoniumkationia NH - 4 ja on olemassa vain liuoksessa (tämä liuos tunnet sinulle nimellä ammoniakkia). Se hajoaa helposti ammoniakiksi ja vedeksi:

Kuitenkin riippumatta siitä, kuinka erilaisia ​​emäkset ovat, ne kaikki koostuvat metalli-ioneista ja hydroksoryhmistä, joiden lukumäärä on yhtä suuri kuin metallin hapetusaste.

Kaikki emäkset ja ennen kaikkea alkalit (vahvat elektrolyytit) muodostavat dissosioitumisen aikana hydroksidi-ioneja OH, jotka määräävät sarjan yhteisiä ominaisuuksia: saippuaisuus kosketuksessa, indikaattoreiden värjäytyminen (lakmus, metyylioranssi ja fenolftaleiini), vuorovaikutus muiden aineiden kanssa.

Tyypillisiä emäsreaktioita

Ensimmäinen reaktio (yleinen) käsiteltiin § 38:ssa.

Laboratoriokoke nro 23
Alkaleiden vuorovaikutus happojen kanssa

Kirjoita muistiin kaksi molekyylireaktioyhtälöä, joiden olemus ilmaistaan ​​seuraavalla ioniyhtälöllä:

H + + OH - \u003d H2O.

Suorita reaktiot, joiden yhtälöt olet tehnyt. Muista, mitä aineita (paitsi happoja ja emäksiä) tarvitaan näiden kemiallisten reaktioiden tarkkailuun.

Toinen reaktio tapahtuu alkalien ja ei-metallioksidien välillä, jotka vastaavat happoja, esim.

Vastaa

jne.

Kun oksidit ovat vuorovaikutuksessa emästen kanssa, muodostuu vastaavien happojen ja veden suoloja:

Riisi. 141.
Alkalin vuorovaikutus ei-metallioksidin kanssa

Laboratoriokoe nro 24
Alkalien vuorovaikutus ei-metallien oksidien kanssa

Toista aiemmin tekemäsi kokeilu. Kaada koeputkeen 2-3 ml kirkasta kalkkiveden liuosta.

Aseta siihen mehupilli, joka toimii kaasun poistoputkena. Ohjaa uloshengitysilma varovasti liuoksen läpi. Mitä sinä katsot?

Kirjoita muistiin reaktion molekyyli- ja ioniyhtälöt.

Riisi. 142.
Alkalien vuorovaikutus suolojen kanssa:
a - sakan muodostuessa; b - kaasun muodostumisen kanssa

Kolmas reaktio on tyypillinen ioninvaihtoreaktio ja tapahtuu vain, jos tuloksena on sakka tai vapautuu kaasua, esimerkiksi:

Laboratoriokoke nro 25
Alkalien vuorovaikutus suolojen kanssa

Kaada kolmeen putkeen 1-2 ml aineiden liuoksia pareittain: 1. putki - natriumhydroksidi ja ammoniumkloridi; 2. putki - kaliumhydroksidi ja rautasulfaatti (III); 3. putki - natriumhydroksidi ja bariumkloridi.

Kuumenna 1. koeputken sisältö ja tunnista yksi reaktiotuotteista hajun perusteella.

Muotoile johtopäätös alkalien ja suolojen vuorovaikutuksen mahdollisuudesta.

Liukenemattomat emäkset hajoavat kuumennettaessa metallioksidiksi ja vedeksi, mikä ei ole tyypillistä alkaleille, esim.

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

Laboratoriokoke nro 26
Liukenemattomien emästen valmistus ja ominaisuudet

Kaada 1 ml kupari(II)sulfaatti- tai -kloridiliuosta kahteen koeputkeen. Lisää 3-4 tippaa natriumhydroksidiliuosta jokaiseen putkeen. Kuvaile tuloksena olevaa kupari(II)hydroksidia.

Merkintä. Jätä koeputket saadun kupari(II)hydroksidin kanssa seuraaviin kokeisiin.

Kirjoita reaktion molekyyli- ja ioniyhtälöt. Ilmoitetaan reaktion tyyppi "lähtöaineiden ja reaktiotuotteiden lukumäärän ja koostumuksen perusteella".

Lisää 1-2 ml suolahappoa yhteen koeputkesta edellisessä kokeessa saadun kupari(II)hydroksidin kanssa. Mitä sinä katsot?

Laita pipetillä 1-2 tippaa saatua liuosta lasi- tai posliinilevylle ja haihduta se varovasti upokaspihdeillä. Tutki muodostuvia kiteitä. Huomaa niiden väri.

Kirjoita reaktion molekyyli- ja ioniyhtälöt. Ilmoita reaktion tyyppi lähtöaineiden ja reaktiotuotteiden lukumäärän ja koostumuksen, katalyytin osallistumisen ja palautuvuuden perusteella kemiallinen reaktio».

Kuumenna toinen koeputkista kuparihydroksidilla, joka on hankittu aiemmin tai opettajan antamalla () (kuva 143). Mitä sinä katsot?

Riisi. 143.
Kupari(II)hydroksidin hajoaminen kuumennettaessa

Tee reaktiolle yhtälö, ilmoita sen tapahtumisen olosuhteet ja reaktion tyyppi merkkejä "lähtöaineiden ja reaktiotuotteiden lukumäärä ja koostumus", "lämmön vapautuminen tai imeytyminen" ja "kemiallisen reaktion palautuvuus" ".

Avainsanat ja lauseet

1. Perusluokitus.
2. Emästen tyypilliset ominaisuudet: niiden vuorovaikutus happojen, ei-metallioksidien, suolojen kanssa.
3. Liukenemattomien emästen tyypillinen ominaisuus: hajoaa kuumennettaessa.
4. Tyypillisten emäsreaktioiden olosuhteet.

Työskentele tietokoneen kanssa

1. Katso sähköinen hakemus. Tutustu oppitunnin materiaaliin ja suorita ehdotetut tehtävät.
2. Etsi Internetistä sähköpostiosoitteita, jotka voivat toimia lisälähteinä, jotka paljastavat kappaleen avainsanojen ja lauseiden sisällön. Tarjoa opettajalle apuasi uuden oppitunnin valmistelussa – tee raportti seuraavan kappaleen avainsanoista ja lauseista.

Kysymyksiä ja tehtäviä

Emäkset ovat monimutkaisia ​​yhdisteitä, jotka sisältävät kaksi päärakennekomponenttia:

1. Hydroksoryhmä (yksi tai useampi). Tästä syystä näiden aineiden toinen nimi on "hydroksidit".
2. Metalliatomi tai ammoniumioni (NH4+).

Emäksen nimi tulee sen molempien komponenttien nimien yhdistelmästä: esimerkiksi kalsiumhydroksidi, kuparihydroksidi, hopeahydroksidi jne.

Ainoa poikkeus yleissääntö emäksen muodostumista tulee harkita, kun hydroksoryhmä ei ole kiinnittynyt metalliin, vaan ammoniumkationiin (NH4+). Tämä aine muodostuu, kun ammoniakki liukenee veteen.

Jos puhumme emästen ominaisuuksista, on heti huomattava, että hydroksoryhmän valenssi on yhtä suuri kuin yksi, näiden ryhmien lukumäärä molekyylissä riippuu suoraan siitä, minkä valenssin metallit tulevat reaktioon omistaa. Esimerkkejä tässä tapauksessa ovat kaavat sellaisista aineista kuin NaOH, Al(OH)3, Ca(OH)2.

Kemiallisia ominaisuuksia emäkset ilmenevät niiden reaktioissa happojen, suolojen ja muiden emästen kanssa sekä vaikutuksessaan indikaattoreihin. Erityisesti alkalit voidaan määrittää altistamalla tietty indikaattori niiden liuokseen. Tässä tapauksessa se muuttaa väriään huomattavasti: esimerkiksi se muuttuu siniseksi valkoisesta ja fenolftaleiinista tulee karmiininpunainen.

Emästen kemialliset ominaisuudet, jotka ilmenevät niiden vuorovaikutuksessa happojen kanssa, johtavat kuuluisiin neutralointireaktioihin. Tällaisen reaktion ydin on, että metalliatomit, jotka liittyvät happojäännökseen, muodostavat suolan, ja hydroksoryhmä ja vetyioni muuttuvat yhdistettyinä vedeksi. Tätä reaktiota kutsutaan neutralointireaktioksi, koska sen jälkeen ei jää enää alkalia tai happoa.

Emäsille ominaiset kemialliset ominaisuudet ilmenevät myös niiden reaktiossa suolojen kanssa. On huomattava, että vain alkalit reagoivat liukoisten suolojen kanssa. Näiden aineiden rakenteelliset ominaisuudet johtavat siihen, että reaktion seurauksena muodostuu uusi suola ja uusi, useimmiten liukenematon emäs.

Lopuksi, emästen kemialliset ominaisuudet ilmenevät täydellisesti niille lämpöaltistuksen aikana - kuumennuksessa. Tässä tiettyjä kokeita suoritettaessa on pidettävä mielessä, että melkein kaikki emäkset, alkaleja lukuun ottamatta, käyttäytyvät kuumennettaessa erittäin epävakaita. Suurin osa niistä hajoaa lähes välittömästi vastaavaksi oksidiksi ja vedeksi. Ja jos otamme metallien, kuten hopean ja elohopean, emäkset, niin sisään normaaleissa olosuhteissa niitä ei voida saada, koska ne alkavat hajota jo huoneenlämpötilassa.

Hydroksidit alkalimetallit- Normaaliolosuhteissa ne ovat kiinteitä valkoisia kiteisiä aineita, hygroskooppisia, saippuaisia ​​kosketukselle, hyvin veteen liukenevia (niiden liukeneminen on eksoterminen prosessi), sulavia. Maa-alkalimetallien hydroksidit Ca (OH) 2, Sr (OH) 2, Ba (OH) 2) ovat valkoisia jauhemaisia ​​aineita, jotka liukenevat paljon vähemmän veteen kuin alkalimetallihydroksidit. Veteen liukenemattomat emäkset muodostuvat yleensä geelimäisinä saostumina, jotka hajoavat varastoinnin aikana. Esimerkiksi Cu(OH)2 on sininen gelatiinimainen sakka.

3.1.4 Emästen kemialliset ominaisuudet.

Emästen ominaisuudet johtuvat OH-ionien läsnäolosta. Alkaleiden ja veteen liukenemattomien emästen ominaisuuksissa on eroja, mutta yhteinen ominaisuus on vuorovaikutusreaktio happojen kanssa. Emästen kemialliset ominaisuudet on esitetty taulukossa 6.

Taulukko 6 - Emästen kemialliset ominaisuudet

3.1.5 Perusteet.

NaOH- kaustinen sooda, kaustinen sooda. Sulattava (t pl = 320 °C) valkoiset hygroskooppiset kiteet, liukenevat hyvin veteen. Liuos on saippuamainen kosketukselle ja vaarallinen syövyttävä neste. NaOH on yksi kemianteollisuuden tärkeimmistä tuotteista. Sitä tarvitaan suuria määriä öljytuotteiden puhdistukseen, ja sitä käytetään laajalti saippua-, paperi-, tekstiili- ja muilla teollisuudenaloilla sekä tekokuitujen valmistuksessa.

KOH- kaustinen potaska. Valkoisia hygroskooppisia kiteitä, liukenevat hyvin veteen. Liuos on saippuamainen kosketukselle ja vaarallinen syövyttävä neste. KOH:n ominaisuudet ovat samanlaiset kuin NaOH:n, mutta kaliumhydroksidia käytetään paljon harvemmin sen korkeamman hinnan vuoksi.

Ca(OH) 2 - sammutettu kalkki. Valkoisia kiteitä, liukenee heikosti veteen. Liuosta kutsutaan "kalkkivedeksi", suspensiota kutsutaan "kalkkimaidoksi". Kalkkivettä käytetään hiilidioksidin tunnistamiseen, se muuttuu sameaksi, kun CO 2 kulkee sen läpi. Hydratoitua kalkkia käytetään laajalti rakennusteollisuudessa sideaineiden valmistuksen perustana.

Liukenematon emäs: kuparihydroksidi

Säätiöt- kutsutaan elektrolyyteiksi, joiden liuoksissa ei ole anioneja lukuun ottamatta hydroksidi-ioneja (anionit ovat ioneja, joissa on negatiivinen varaus, tässä tapauksessa nämä ovat OH-ioneja -). Otsikot perusteita koostuu kolmesta osasta: sanat hydroksidi , johon lisätään metallin nimi (in genetiivi). Esimerkiksi, kuparihydroksidi(Cu(OH)2). Joillekin perusteita vanhoja nimiä voidaan käyttää esim natriumhydroksidia(NaOH) - natriumalkali.

Natriumhydroksidia, natriumhydroksidia, natriumalkali, lipeäkivi- kaikki on samaa tavaraa kemiallinen kaava joka NaOH. Vedetön natriumhydroksidia- se on valkoinen kiteinen aine. Liuos on kirkas neste, jota ei voi erottaa vedestä. Ole varovainen käyttäessäsi! Kaustinen sooda polttaa ihoa vakavasti!

Emästen luokittelu perustuu niiden kykyyn liueta veteen. Jotkut emästen ominaisuudet riippuvat vesiliukoisuudesta. Niin, perusteita veteen liukenevia kutsutaan alkali. Nämä sisältävät natriumhydroksidit(NaOH), kaliumhydroksidi(KOH), litium (LiOH), joskus ne lisätään niiden lukumäärään ja kalsiumhydroksidi(Ca (OH) 2)), vaikka itse asiassa se on vähän liukeneva valkoinen aine (sammutettu kalkki).

Perusteiden saaminen

Perusteiden saaminen ja alkalit voidaan tuottaa eri tavoilla. Saadakseen alkalit Voit käyttää metallin kemiallista vuorovaikutusta veden kanssa. Tällaiset reaktiot etenevät erittäin suurella lämmön vapautumisella syttymiseen asti (syttyminen tapahtuu vedyn vapautumisen vuoksi reaktion aikana).

2Na + 2H20 → 2NaOH + H2

CaO + H 2 O → Ca (OH) 2

Mutta näitä menetelmiä ei ole löydetty teollisuudesta. käytännön arvoa kalsiumhydroksidin Ca(OH)2 saamisen lisäksi. Kuitti natriumhydroksidia ja kaliumhydroksidi liittyvät sähkön käyttöön. Elektrolyysin kanssa vesiliuos natrium- tai kaliumkloridi, vetyä vapautuu katodilla ja klooria anodilla, kun taas liuoksessa, jossa elektrolyysi tapahtuu, se kerääntyy alkali!

KCl + 2H 2 O → 2KOH + H 2 + Cl 2 (tämä reaktio tapahtuu, kun sähkövirtaa johdetaan liuoksen läpi).

Liukenemattomat emäkset piiritys alkalit vastaavien suolojen liuoksista.

CuSO 4 + 2NaOH → Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4

Perusominaisuudet

alkalit lämmönkestävä. Natriumhydroksidia voit sulattaa ja kiehauttaa sulatteen, mutta se ei hajoa. alkalit reagoi helposti happojen kanssa, jolloin muodostuu suolaa ja vettä. Tätä reaktiota kutsutaan myös neutralointireaktioksi.

KOH + HCl → KCl + H2O

alkalit vuorovaikutuksessa happamien oksidien kanssa, minkä seurauksena muodostuu suolaa ja vettä.

2NaOH + CO 2 → Na 2CO 3 + H 2 O

Liukenemattomat emäkset, toisin kuin alkalit, eivät ole lämpöstabiileja aineita. Jotkut niistä, esim. kuparihydroksidi, hajoavat kuumennettaessa,

Cu(OH)2 + CuO → H2O
muut - jopa huoneenlämpötilassa (esimerkiksi hopeahydroksidi - AgOH).

Liukenemattomat emäkset vuorovaikutuksessa happojen kanssa, reaktio tapahtuu vain, jos reaktion aikana muodostuva suola liukenee veteen.

Cu(OH)2 + 2HCl → CuCl2 + 2H2O

Alkalimetallit ovat metalleja, jotka reagoivat veden kanssa muodostaen alkali. Natrium Na on tyypillinen alkalimetallien edustaja. Natrium on vettä kevyempää, joten sen pinnalla tapahtuu kemiallinen reaktio veden kanssa. Liukenee aktiivisesti veteen, natrium syrjäyttää vedyn siitä muodostaen samalla natriumalkalin (tai natriumhydroksidin) - kaustisen soodan NaOH:n. Reaktio etenee seuraavasti:

2Na + 2H20 → 2NaOH + H2

Kaikki alkalimetallit käyttäytyvät samalla tavalla. Jos ennen reaktion aloittamista veteen lisätään indikaattori fenoliftaleiinia ja sitten veteen upotetaan pala natriumia, niin natrium liukuu veden läpi jättäen jälkeensä kirkkaan vaaleanpunaisen jäljen muodostuneesta alkalista (alkali kääntyy fenoliftaleiini pinkki)

rautahydroksidi

rautahydroksidi on perusta. Rauta, riippuen sen hapetusasteesta, muodostaa kaksi erilaiset pohjat: rautahydroksidi, jossa raudalla voi olla valenssit (II) - Fe (OH) 2 ja (III) - Fe (OH) 3. Kuten useimpien metallien muodostamat emäkset, molemmat rautaemäkset ovat veteen liukenemattomia.

rautahydroksidi(II) - valkoinen hyytelömäinen aine (sakka liuoksessa), jolla on voimakkaita pelkistäviä ominaisuuksia. Sitä paitsi, rautahydroksidi(II) erittäin epävakaa. Jos ratkaisuun rautahydroksidi(II) lisää vähän alkalia, niin vihreä sakka putoaa, joka tummuu melko nopeasti ja muuttuu ruskeaksi rautasakka (III).

rautahydroksidi(III) on amfoteerisia ominaisuuksia, mutta sen happamat ominaisuudet ovat paljon vähemmän ilmeisiä. Saada rautahydroksidi(III) on mahdollinen rautasuolan ja alkalin välisen kemiallisen vaihtoreaktion seurauksena. Esimerkiksi

Fe 2 (SO 4) 3 + 6 NaOH → 3 Na 2 SO 4 + 2 Fe (OH) 3