Основные свойства какого гидроксида выражены сильнее
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 21 марта 2016;
проверки требует 1 правка.
Осно́вные гидрокси́ды — это сложные вещества, которые состоят из атомов металла или иона аммония и гидроксогруппы (—OH) и в водном растворе диссоциируют с образованием анионов ОН− и катионов. Название основания обычно состоит из двух слов: слова «гидроксид» и названия металла в родительном падеже (или слова «аммония»). Хорошо растворимые в воде основания называются щелочами.
Получение[править | править код]
Классификация[править | править код]
Основания классифицируются по ряду признаков.
- По растворимости в воде.
- Растворимые основания (щёлочи): гидроксид лития LiOH, гидроксид натрия NaOH, гидроксид калия KOH, гидроксид бария Ba(OH)2, гидроксид стронция Sr(OH)2, гидроксид цезия CsOH, гидроксид рубидия RbOH, гидроксид таллия TlOH, гидроксид кальция Ca(OH)2
- Практически нерастворимые основания: Mg(OH)2, , Zn(OH)2, Cu(OH)2, Al(OH)3, Fe(OH)3, Be(OH)2.
- Другие основания: NH3·H2O
Деление на растворимые и нерастворимые основания практически полностью совпадает с делением на сильные и слабые основания, или гидроксиды металлов и переходных элементов. Исключение составляет гидроксид лития LiOH, хорошо растворимый в воде, но являющийся слабым основанием.
- По количеству гидроксильных групп в молекуле.
- Однокислотные (гидроксид натрия NaOH)
- Двукислотные (гидроксид меди(II) Cu(OH)2)
- Трехкислотные (гидроксид железа(III) Fe(OH)3)
- По летучести.
- Летучие: NH3, CH3-NH2
- Нелетучие: щёлочи, нерастворимые основания.
- По стабильности.
- Стабильные: гидроксид натрия NaOH, гидроксид бария Ba(OH)2
- Нестабильные: гидроксид аммония NH3·H2O (гидрат аммиака).
- По степени электролитической диссоциации.
- Сильные (α > 30 %): щёлочи.
- Слабые (α < 3 %): нерастворимые основания.
- По наличию кислорода.
- Кислородсодержащие: гидроксид калия KOH, гидроксид стронция Sr(OH)2
- Бескислородные: аммиак NH3, амины.
- По типу соединения:
- Неорганические основания: содержат одну или несколько групп -OH.
- Органические основания: органические соединения, являющиеся акцепторами протонов: амины, амидины и другие соединения.
Номенклатура[править | править код]
По номенклатуре IUPAC неорганические соединения, содержащие группы -OH, называются гидроксидами. Примеры систематических названий гидроксидов:
- NaOH — гидроксид натрия
- TlOH — гидроксид таллия(I)
- Fe(OH)2 — гидроксид железа(II)
Если в соединении есть оксидные и гидроксидные анионы одновременно, то в названиях используются числовые приставки:
- TiO(OH)2 — дигидроксид-оксид титана
- MoO(OH)3 — тригидроксид-оксид молибдена
Для соединений, содержащих группу O(OH), используют традиционные названия с приставкой мета-:
- AlO(OH) — метагидроксид алюминия
- CrO(OH) — метагидроксид хрома
Для оксидов, гидратированных неопределённым числом молекул воды, например Tl2O3•n H2O, недопустимо писать формулы типа Tl(OH)3. Называть такие соединениями гидроксидами также не рекомендуется. Примеры названий:
- Tl2O3•n H2O — полигидрат оксида таллия(III)
- MnO2•n H2O — полигидрат оксида марганца(IV)
Особо следует именовать соединение NH3•H2O, которое раньше записывали как NH4OH и которое в водных растворах проявляет свойства основания. Это и подобные соединения следует именовать как гидрат:
- NH3•H2O — гидрат аммиака
- N2H4•H2O — гидрат гидразина
Химические свойства[править | править код]
- В водных растворах основания диссоциируют, что изменяет ионное равновесие:
это изменение проявляется в цветах некоторых кислотно-основных индикаторов:
- лакмус становится синим,
- метилоранж — жёлтым,
- фенолфталеин приобретает цвет фуксии.
- При взаимодействии с кислотой происходит реакция нейтрализации и образуется соль и вода:
Примечание: реакция не идёт, если и кислота и основание слабые.
- При избытке кислоты или основания реакция нейтрализации идёт не до конца и образуются кислые или осно́вные соли, соответственно:
- Амфотерные основания могут реагировать с щелочами с образованием гидроксокомплексов:
- Основания реагируют с кислотными или амфотерными оксидами с образованием солей:
- Основания вступают в обменные реакции (реагируют с растворами солей):
- Слабые и нерастворимые основания при нагреве разлагаются на оксид и воду:
Некоторые основания (Cu(I), Ag, Au(I)) разлагаются уже при комнатной температуре.
- Основания щелочных металлов (кроме лития) при нагревании плавятся, расплавы являются электролитами.
См. также[править | править код]
- Кислота
- Соли
- Оксиды
- Гидроксиды
- Теории кислот и оснований
Литература[править | править код]
- Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — 623 с.
- Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — 639 с. — ISBN 5-82270-039-8.
- Лидин Р.А. и др. Номенклатура неорганических веществ. — М.: КолосС, 2006. — 95 с. — ISBN 5-9532-0446-9.
Ãèäðîêñèäû – ýòî õèìè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ, ñîñòîÿùèå èç àòîìà ìåòàëëà è ãèäðîêñèëüíîé ãðóïïû (ÎÍ). Íàïðèìåð, ãèäðîêñèä íàòðèÿ – NaOH, ãèäðîêñèä êàëüöèÿ – Ca(OH)2, ãèäðîêñèä áàðèÿ – Ba(OH)2 è ò.ä.
Ïîëó÷åíèå ãèäðîêñèäîâ.
1. Ðåàêöèÿ îáìåíà:
CaSO4 + 2NaOH = Ca(OH)2 + Na2SO4,
2. Ýëåêòðîëèç âîäíûõ ðàñòâîðîâ ñîëåé:
2KCl + 2H2O = 2KOH + H2 ↑+ Cl2↑,
3. Âçàèìîäåéñòâèå ùåëî÷íûõ è ùåëî÷íî-çåìåëüíûõ ìåòàëëîâ èëè èõ îêñèäîâ ñ âîäîé:
Ê + 2H2O = 2KOH + H2 ↑,
Õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà ãèäðîêñèäîâ.
1. Ãèäðîêñèäû èìåþò ùåëî÷íîé õàðàêòåð ñðåäû.
2. Ãèäðîêñèäû ðàñòâîðÿþòñÿ â âîäå (ùåëî÷è) è áûâàþò íåðàñòâîðèìûìè. Íàïðèìåð, KOH – ðàñòâîðÿåòñÿ â âîäå, à Ca(OH)2 – ìàëîðàñòâîðèì, èìååò ðàñòâîð áåëîãî öâåòà. Ìåòàëëû 1-îé ãðóïïû ïåðèîäè÷åñêîé òàáëèöû Ä.È. Ìåíäåëååâà äàþò ðàñòâîðèìûå îñíîâàíèÿ (ãèäðîêñèäû).
3. Ãèäðîêñèäû ðàçëàãàþòñÿ ïðè íàãðåâå:
Cu(OH)2=CuO + H2O.
4. Ùåëî÷è ðåàãèðóþò ñ êèñëîòíûìè è àìôîòåðíûìè îêñèäàìè:
2KOH + CO2 = K2CO3 + H2O.
5. Ùåëî÷è ìîãóò ðåàãèðîâàòü ñ íåêîòîðûìè íåìåòàëëàìè ïðè ðàçëè÷íûõ òåìïåðàòóðàõ ïî-ðàçíîìó:
NaOH + Cl2 = NaCl + NaOCl + H2O (õîëîä),
NaOH + 3Cl2 = 5NaCl + NaClO3 + 3H2O (íàãðåâ).
6. Âçàèìîäåéñòâóþò ñ êèñëîòàìè:
KOH + HNO3 = KNO3 + H2O.
Êàëüêóëÿòîðû ïî õèìèè | |
| Õèìèÿ îíëàéí íà íàøåì ñàéòå äëÿ ðåøåíèÿ çàäà÷ è óðàâíåíèé. | |
| Êàëüêóëÿòîðû ïî õèìèè | |
Ñîåäèíåíèÿ õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ | |
| Àëêàíû, âîäà, ãàëîãåíû, ìûëà, æèðû, ãèäðîêñèäû; îêñèäû, õëîðèäû, ïðîèçâîäíûå õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ òàáëèöû Ìåíäåëååâà | |
| Ñîåäèíåíèÿ õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ | |
Õèìèÿ 7,8,9,10,11 êëàññ, ÅÃÝ, ÃÈÀ | |
| Îñíîâíàÿ èíôîðìàöèÿ ïî êóðñó õèìèè äëÿ îáó÷åíèÿ è ïîäãîòîâêè â ýêçàìåíàì, ÃÂÝ, ÅÃÝ, ÎÃÝ, ÃÈÀ | |
| Õèìèÿ 7,8,9,10,11 êëàññ, ÅÃÝ, ÃÈÀ | |
Õëîðèäû ìåòàëëîâ. | |
| Õëîðèä ìåòàëëîâ ýòî ïðîèçâîäíîå îò õëîðîâîäîðîäíîé êèñëîòû è àòîìîì ìåòàëëà. | |
| Õëîðèäû ìåòàëëîâ. | |
Ôòîðîâîäîðîä. | |
| Ôòîðîâîäîðîä ýòî êèñëîòà ñðåäíåé ñèëû HF . | |
| Ôòîðîâîäîðîä. | |
Прежде чем рассуждать о химических свойствах оснований и амфотерных гидроксидов, давайте четко определим, что же это такое?
1) К основаниями или основным гидроксидам относят гидроксиды металлов в степени окисления +1 либо +2, т.е. формулы которых записываются либо как MeOH , либо как Me(OH)2. Однако существуют исключения. Так, гидроксиды Zn(OH)2, Be(OH)2, Pb(OH)2, Sn(OH)2 к основаниям не относятся.
2) К амфотерным гидроксидам относят гидроксиды металлов в степени окисления +3,+4, а также в качестве исключений гидроксиды Zn(OH)2, Be(OH)2, Pb(OH)2, Sn(OH)2. Гидроксиды металлов в степени окисления +4, в заданиях ЕГЭ не встречаются, поэтому рассмотрены не будут.
Химические свойства оснований
Все основания подразделяют на:
Напомним, что бериллий и магний к щелочноземельным металлам не относятся.
Помимо того, что щелочи растворимы в воде, они также очень хорошо диссоциируют в водных растворах, в то время как нерастворимые основания имеют низкую степень диссоциации.
Такое отличие в растворимости и способности к диссоциации у щелочей и нерастворимых гидроксидов приводит, в свою очередь, к заметным отличиям в их химических свойствах. Так, в частности, щелочи являются более химически активными соединениями и нередко способны вступать в те реакции, в которые не вступают нерастворимые основания.
Взаимодействие оснований с кислотами
Щелочи реагируют абсолютно со всеми кислотами, даже очень слабыми и нерастворимыми. Например:
Нерастворимые основания реагируют практически со всеми растворимыми кислотами, не реагируют с нерастворимой кремниевой кислотой:
Следует отметить, что как сильные, так и слабые основания с общей формулой вида Me(OH)2 могут образовывать основные соли при недостатке кислоты, например:
Взаимодействие с кислотными оксидами
Щелочи реагируют со всеми кислотными оксидами, при этом образуются соли и часто вода:
Нерастворимые основания способны реагировать со всеми высшими кислотными оксидами, соответствующими устойчивым кислотам, например, P2O5, SO3, N2O5, с образованием средних солей:
<.p>
Нерастворимые основания вида Me(OH)2 реагируют в присутствии воды с углекислым газом исключительно с образованием основных солей. Например:
Cu(OH)2 + CO2 = (CuOH)2CO3 + H2O
С диоксидом кремния, ввиду его исключительной инертности, реагируют только самые сильные основания — щелочи. При этом образуются нормальные соли. С нерастворимыми основаниями реакция не идет. Например:
Взаимодействие оснований с амфотерными оксидами и гидроксидами
Все щелочи реагируют с амфотерными оксидами и гидроксидами. Если реакцию проводят, сплавляя амфотерный оксид либо гидроксид с твердой щелочью, такая реакция приводит к образованию безводородных солей:
Если же используют водные растворы щелочей, то образуются гидроксокомплексные соли:
В случае алюминия при действии избытка концентрированной щелочи вместо соли Na[Al(OH)4] образуется соль Na3[Al(OH)6]:
Взаимодействие оснований с солями
Какое-либо основание реагирует с какой-либо солью только при соблюдении одновременно двух условий:
1) растворимость исходных соединений;
2) наличие осадка или газа среди продуктов реакции
Например:
Термическая устойчивость оснований
Все щелочи, кроме Ca(OH)2, устойчивы к нагреванию и плавятся без разложения.
Все нерастворимые основания, а также малорастворимый Ca(OH)2 при нагревании разлагаются. Наиболее высокая температура разложения у гидроксида кальция – около 1000oC:
Нерастворимые гидроксиды имеют намного более низкие температуры разложения. Так, например, гидроксид меди (II) разлагается уже при температуре выше 70 oC:
Химические свойства амфотерных гидроксидов
Взаимодействие амфотерных гидроксидов с кислотами
Амфотерные гидроксиды реагируют с кислотами:
Амфотерные гидроксиды металлов в степени окисления +3, т.е. вида Me(OH)3, не реагируют с такими кислотами, как H2S, H2SO3 и H2СO3 ввиду того, что соли, которые могли бы образоваться в результате таких реакций, подвержены необратимому гидролизу до исходного амфотерного гидроксида и соответствующей кислоты:
Взаимодействие амфотерных гидроксидов с кислотными оксидами
Амфотерные гидроксиды реагируют с высшими оксидами, которым соответствуют устойчивые кислоты (SO3, P2O5, N2O5):
Амфотерные гидроксиды металлов в степени окисления +3, т.е. вида Me(OH)3, не реагируют с кислотными оксидами SO2 и СO2.
Взаимодействие амфотерных гидроксидов с основаниями
Из оснований амфотерные гидроксиды реагируют только с щелочами. При этом, если используется водный раствор щелочи, то образуются гидроксокомплексные соли:
А при сплавлении амфотерных гидроксидов с твердыми щелочами получаются их безводные аналоги:
Взаимодействие амфотерных гидроксидов с основными оксидами
Амфотерные гидроксиды реагируют при сплавлении с оксидами щелочных и щелочноземельных металлов:
Термическое разложение амфотерных гидроксидов
Все амфотерные гидроксиды не растворимы в воде и, как любые нерастворимые гидроксиды, разлагаются при нагревании на соответствующий оксид и воду:
Задача 1. Некоторые гидроксиды имеют одинаковый состав, например, Fe(OH)3 и P(OH)3 , но различаются по своим свойствам. Как это различие подчеркивается формулами и какими реакциями можно показать принадлежность этих соединений к различным классам?
Задача 2. Перечислите хорошо и малорастворимые гидроксиды. Каким способом их можно получить? Какие гидроксиды и почему называются щелочами? Как изменяются свойства гидроксидов: а) с увеличением степени окисления элемента; б) с увеличением порядкового номера элемента в главной подгруппе?
Задача 3. Основные свойства какого гидроксида выражены сильнее:
As(OH)3 или Bi(OH)3; Sn(OH)2 или Sn(OH)4; Fe(OH)2 или Fe(OH)3; Ba(OH)2 или Be(OH)2? Чем это объясняется?
Задача 4. При помощи каких промежуточных реакций можно получить: а) Fe(OH)3 из Fe2O3; б) Fe2O3 из FeCl3; в) Fe(OH)3 из FeS?
Задача 5.Какие свойства гидроксидов KOH, Mn(OH)2, Zn(OH)2 могут быть использованы для их разделения из твердой смеси?
Задача 6. К каждому из раствора веществ: KCl, FeCl3, Zn(OH)2, NaHCO3- прибавили раствор гидроксида натрия. В каких случаях произошли реакции? Выразите их молекулярными и ионными уравнениями.
Задача 7. К каждому из раствора веществ: Ba(OH)2, FeCl3, Cr(OH)3, NaHCO3- прибавили раствор гидроксида калия. В каких случаях произошли реакции? Выразите их молекулярными и ионными уравнениями.
Задача 8.Составьте уравнения диссоциации на ионы гидроксидов элементов 1 группы периодической системы. Укажите сильные и слабые электролиты.
Задача 9. Почему при взаимодействии с раствором Sn(NO3)2 с избытком раствора гидроксида калия не выпадает осадок Sn(OH)2? Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярной и ионной форме.
Задача 10. К раствору Cr(OH)3 прилили избыток раствора гидроксида натрия. Будет ли выпадать осадок Cr(OH)3? Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярной и ионной форме.
Задача 11. К растворам CoCl3 и Ca(NO3)2 прилили избыток раствора гидроксида калия. В каком случае выпадет осадок? Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярной и ионной форме.
Задача 12.Почему при добавлении к раствору Be(NO3)2 небольшого количества раствора КОН выделяется осадок, а при избытке КОН осадок растворяется? Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярной и ионной форме.
Задача 13. Можно ли получить в осадке Pb(OH)2, если к раствору Pb(NO3)2 прилить избыток раствора щелочи? Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярной и ионной форме.
Задача 14. Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярной и ионной форме, подтверждающих амфотерные свойства Mo(OH)3.
Задача 15. Можно ли получить в осадке Al(OH)3, если к раствору Al2(SO4)3 прилить избыток раствора щелочи? Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярной и ионной форме.
Задача 16. Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярной и ионной форме, подтверждающих амфотерные свойства Ge(OH)2.
Задача 17. К растворам AlCl3 и MgSO4 прилили избыток раствора гидроксида калия. В каком случае выпадет осадок? Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярной и ионной форме.
Задача 18. К растворам Cr2(SO4)3 и CuSO4 прилили избыток раствора гидроксида калия. В каком случае выпадет осадок? Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярной и ионной форме.
Задача 19. Можно ли хранить концентрированные растворы щелочей в посуде, сделанной из цинка?
Задача 20. Напишите уравнения реакций получения соответствующего гидроксида. С какими из перечисленных соединений он реагирует:
P2O5;Na2O; H2O; SO2; ZnO; NaOH ; HCl; H2S; HNO3 ; CuCl2 ; NaCl; H3PO4.
Приведите уравнения реакций. Варианты: а) гидроксид кальция;
б) гидроксид натрия; в) гидроксид цинка;г) гидроксид алюминия;
д) гидроксид калия; е) гидроксид меди; ж) гидроксид железа(III); з) гидроксид бария; и) гидроксид никеля (II); к) гидроксид магния.
Date: 2015-05-22; view: 861; Нарушение авторских прав
Химические свойства гидроксида металла во многом зависят от того, к какой группе он принадлежит — к щелочам или к нерастворимым основаниям.
Общие химические свойства щелочей
1. Кристаллы щелочей при растворении в воде полностью диссоциируют, то есть распадаются на положительно заряженные ионы металла и отрицательно заряженные гидроксид-ионы.
A) Например, при диссоциации гидроксида натрия образуются положительно заряженные ионы натрия и отрицательно заряженные гидроксид-ионы:
NaOH→Na++OH−.
Б) Процесс диссоциации гидроксида кальция отображается следующим уравнением:
Ca(OH)2→Ca2++2OH−.
2. Растворы щелочей изменяют окраску индикаторов.
Фактически с индикатором взаимодействуют гидроксид-ионы, содержащиеся в растворе любой щёлочи. При этом протекает химическая реакция с образованием нового продукта, признаком протекания которой является изменение окраски вещества.
Изменение окраски индикаторов в растворах щелочей
Индикатор | Изменение окраски индикатора |
| Лакмус | Фиолетовый лакмус становится синим |
| Фенолфталеин | Беcцветный фенолфталеин становится малиновым |
Универсальный индикатор | Универсальный индикатор становится синим |
Видеофрагмент:
Действие щелочей на индикаторы
3. Щёлочи взаимодействуют с кислотами, образуя соль и воду.
Реакции обмена между щелочами и кислотами называют реакциями нейтрализации.
А) Например, при взаимодействии гидроксида натрия с соляной кислотой образуются хлорид натрия и вода: NaOH+HCl→NaCl+H2O.
Видеофрагмент:
Взаимодействие гидроксида натрия с соляной кислотой
Б) Если нейтрализовать гидроксид кальция азотной кислотой, образуются нитрат кальция и вода:
Ca(OH)2+2HNO3→Ca(NO3)2+2H2O.
4. Щёлочи взаимодействуют с кислотными оксидами, образуя соль и воду.
А) Например, при взаимодействии гидроксида кальция с оксидом углерода((IV)) т. е. углекислым газом, образуются карбонат кальция и вода:
Ca(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2O.
Обрати внимание!
При помощи этой химической реакции можно доказать присутствие оксида углерода((IV)): при пропускании углекислого газа через известковую воду (насыщенный раствор гидроксида кальция) раствор мутнеет, поскольку выпадает осадок белого цвета — образуется нерастворимый карбонат кальция.
Б) При взаимодействии гидроксида натрия с оксидом фосфора((V)) образуются фосфат натрия и вода:
6NaOH+P2O5→2Na3PO4+3H2O.
5. Щёлочи могут взаимодействовать с растворимыми в воде солями.
Обрати внимание!
Реакция обмена между основанием и солью возможна в том случае, если оба исходных вещества растворимы, а в результате образуется хотя бы одно нерастворимое вещество (выпадает осадок).
А) Например, при взаимодействии гидроксида натрия с сульфатом меди((II)) образуются сульфат натрия и гидроксид меди((II)):
2NaOH+CuSO4→Na2SO4+Cu(OH)2↓.
Б) При взаимодействии гидроксида кальция с карбонатом натрия образуются карбонат кальция и гидроксид натрия:
Ca(OH)2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaOH.
6. Малорастворимые щёлочи при нагревании разлагаются на оксид металла и воду.
Например, если нагреть гидроксид кальция, образуются оксид кальция и водяной пар:
Ca(OH)2⟶t°CaO+H2O↑.
Общие химические свойства нерастворимых оснований
1. Нерастворимые основания взаимодействуют с кислотами, образуя соль и воду.
А) Например, при взаимодействии гидроксида меди((II)) с серной кислотой образуются сульфат меди((II)) и вода:
Cu(OH)2+H2SO4→CuSO4+2H2O.
Б) При взаимодействии гидроксида железа((III)) с соляной (хлороводородной) кислотой образуются хлорид железа((III)) и вода:
Fe(OH)3+3HCl→FeCl3+3H2O.
Видеофрагмент:
Взаимодействие гидроксида железа((III)) с соляной кислотой
2. Некоторые нерастворимые основания могут взаимодействовать с некоторыми кислотными оксидами, образуя соль и воду.
Например, при взаимодействии гидроксида меди((II)) с оксидом серы((VI)) образуются сульфат меди((II)) и вода:
Cu(OH)2+SO3⟶t°CuSO4+H2O.
3. Нерастворимые основания при нагревании разлагаются на оксид металла и воду.
А) Например, при нагревании гидроксида меди((II)) образуются оксид меди((II)) и вода:
Cu(OH)2⟶t°CuO+H2O.
Видеофрагмент:
Разложение гидроксида меди((II))
Б) Гидроксид железа((III)) при нагревании разлагается на оксид железа((III)) и воду:
2Fe(OH)3⟶t°Fe2O3+3H2O.