Разложение щелочи. Получение и свойства оснований

Основания (гидроксиды) – сложные вещества, молекулы которых в своём составе имеют одну или несколько гидрокси-групп OH. Чаще всего основания состоят из атома металла и группы OH. Например, NaOH – гидроксид натрия, Ca(OH) 2 – гидроксид кальция и др.

Существует основание – гидроксид аммония, в котором гидрокси-группа присоединена не к металлу, а к иону NH 4 + (катиону аммония). Гидроксид аммония образуется при растворении аммиака в воде (реакции присоединения воды к аммиаку):

NH 3 + H 2 O = NH 4 OH (гидроксид аммония).

Валентность гирокси-группы – 1. Число гидроксильных групп в молекуле основания зависит от валентности металла и равно ей. Например, NaOH, LiOH, Al (OH) 3 , Ca(OH) 2 , Fe(OH) 3 и т.д.

Все основания – твёрдые вещества, которые имеют различную окраску. Некоторые основания хорошо растворимы в воде (NaOH, KOH и др.). Однако большинство из них в воде не растворяются.

Растворимые в воде основания называются щелочами. Растворы щелочей «мыльные», скользкие на ощупь и довольно едкие. К щелочам относят гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов (KOH, LiOH, RbOH, NaOH, CsOH, Ca(OH) 2 , Sr(OH) 2 , Ba(OH) 2 и др.). Остальные являются нерастворимыми.

Нерастворимые основания – это амфотерные гидроксиды, которые при взаимодействии с кислотами выступают как основания, а со щёлочью ведут себя, как кислоты.

Разные основания отличаются разной способностью отщеплять гидрокси-группы, поэтому признаку они делятся на сильные и слабые основания.

Сильные основания в водных растворах легко отдают свои гидрокси-группы, а слабые – нет.

Химические свойства оснований

Химические свойства оснований характеризуются отношением их к кислотам, ангидридам кислот и солям.

1. Действуют на индикаторы . Индикаторы меняют свою окраску в зависимости от взаимодействия с разными химическими веществами. В нейтральных растворах – они имеют одну окраску, в растворах кислот – другую. При взаимодействии с основаниями они меняют свою окраску: индикатор метиловый оранжевый окрашивается в жёлтый цвет, индикатор лакмус – в синий цвет, а фенолфталеин становится цвета фуксии.

2. Взаимодействуют с кислотными оксидами с образованием соли и воды:

2NaOH + SiO 2 → Na 2 SiO 3 + H 2 O.

3. Вступают в реакцию с кислотами, образуя соль и воду. Реакция взаимодействия основания с кислотой называется реакцией нейтрализации, так как после её окончания среда становится нейтральной:

2KOH + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + 2H 2 O.

4. Реагируют с солями, образуя новые соль и основание:

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

5. Способны при нагревании разлагаться на воду и основной оксид:

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

Остались вопросы? Хотите знать больше об основаниях?
Чтобы получить помощь репетитора – .
Первый урок – бесплатно!

blog.сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

2. ОСНОВАНИЯ

Основания – это сложные вещества, состоящие из атомов металлов и одной или нескольких гидроксогрупп (ОН -).

С точки зрения теории электролитической диссоциации это электролиты (вещества, растворы или расплавы которых проводят электрический ток), диссоциирующие в водных растворах на катионы металлов и анионы только гидроксид - ионов ОН - .

Растворимые в воде основания называются щелочами. К ним относятся основания, которые образованы металлами 1-й группы главной подгруппы (LiOH , NaOH и другие) и щелочноземельными металлами (Са (ОН) 2 , Sr (ОН) 2 , Ва (ОН) 2). Основания, образованные металлами других групп периодической системы в воде практически не растворяются. Щелочи в воде диссоциируют полностью:

NaOH ® Na + + OH - .

Многокислотные основания в воде диссоциируют ступенчато:

Ba ( OH) 2 ® BaOH + + OH - ,

Ba ( OH) + Ba 2+ + OH - .

C тупенчатой диссоциацией оснований объясняется образование основных солей.

Номенклатура оснований.

Основания называются следующим образом: сначала произносят слово «гидроксид », а затем металл, который его образует. Если металл имеет переменную валентность, то она указывается в названии.

КОН – гидроксид калия;

Ca ( OH ) 2 – гидроксид кальция;

Fe ( OH ) 2 – гидроксид железа (II );

Fe ( OH ) 3 – гидроксид железа (III );

При составлении формул оснований исходят из того, что молекула электронейтральна . Гидроксид – ион всегда имеет заряд (–1). В молекуле основания их число определяется положительным зарядом катиона металла. Гидрокогруппа заключается в круглые скобки, а выравнивающий заряды индекс ставится справа внизу за скобками:

Ca +2 (OH ) – 2 , Fe 3+( OH ) 3 - .

по следующим признакам:

1. По кислотности (по числу групп ОН - в молекуле основания): однокислотные – NaOH , KOH , многокислотные – Ca (OH ) 2 , Al (OH ) 3 .

2. По растворимости: растворимые (щелочи) – LiOH , KOH , нерастворимые – Cu (OH ) 2 , Al (OH ) 3 .

3. По силе (по степени диссоциации):

а) сильные (α = 100 %) – все растворимые основания NaOH , LiOH , Ba (OH ) 2 , малорастворимый Ca (OH ) 2 .

б) слабые (α < 100 %) – все нерастворимые основания Cu (OH ) 2 , Fe (OH ) 3 и растворимое NH 4 OH .

4. По химическим свойствам: основные – Са (ОН) 2 , Na ОН; амфотерные – Zn (ОН) 2 , Al (ОН) 3 .

Основания

Это гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов (и магния), а также металлов в минимальной степени окисления (если она имеет переменное значение).

Например: NaOH , LiOH , Mg ( OH ) 2 , Ca (OH ) 2 , Cr (OH ) 2 , Mn (OH ) 2 .

Получение

1. Взаимодействие активного металла с водой:

2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2

Ca + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + H 2

Mg + 2 H 2 O Mg( OH ) 2 + H 2

2. Взаимодействие основных оксидов с водой (только для щелочных и щелочноземельных металлов):

Na 2 O + H 2 O → 2NaOH,

CaO + H 2 O → Ca(OH) 2 .

3. Промышленным способом получения щелочей является электролиз растворов солей:

2NaCI + 4H 2 O 2NaOH + 2H 2 + CI 2

4. Взаимодействие растворимых солей со щелочами, причем для нерастворимых оснований это единственный способ получения:

Na 2 SO 4 + Ba (OH) 2 → 2NaOH + BaSO 4

MgSO 4 + 2NaOH → Mg(OH) 2 + Na 2 SO 4.

Физические свойства

Все основания являются твердыми веществами. В воде нерастворимы , кроме щелочей. Щелочи – это белые кристаллические вещества, мылкие на ощупь, вызывающие сильные ожоги при попадании на кожу. Поэтому они называются «едкими». При работе со щелочами необходимо соблюдать определенные правила и использовать индивидуальные средства защиты (очки, резиновые перчатки, пинцеты и др.).

Если щелочь попала на кожу необходимо промыть это место большим количеством воды до исчезновения мылкости, а затем нейтрализовать раствором борной кислоты.

Химические свойства

Химические свойства оснований с точки зрения теории электролитической диссоциации обусловлены наличием в их растворах избытка свободных гидроксид –

ионов ОН - .

1. Изменение цвета индикаторов:

фенолфталеин – малиновый

лакмус – синий

метиловый оранжевый – желтый

2. Взаимодействие с кислотами с образованием соли и воды (реакция нейтрализации):

2NaOH + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + 2H 2 O,

Растворимое

Cu( OH) 2 + 2HCI → CuCI 2 + 2H 2 O.

Нерастворимое

3. Взаимодействие с кислотными оксидами:

2 NaOH + SO 3 → Na 2 SO 4 + H 2 O

4. Взаимодействие с амфотерными оксидами и гидроксидами :

а) при плавлении:

2 NaOH + AI 2 O 3 2 NaAIO 2 + H 2 O ,

NaOH + AI(OH) 3 NaAIO 2 + 2H 2 O.

б ) в растворе :

2NaOH + AI 2 O 3 +3H 2 O → 2Na[ AI(OH) 4 ],

NaOH + AI(OH) 3 → Na.

5. Взаимодействие с некоторыми простыми веществами (амфотерными металлами, кремнием и другими):

2NaOH + Zn + 2H 2 O → Na 2 [ Zn(OH) 4 ] + H 2

2NaOH + Si + H 2 O → Na 2 SiO 3 + 2H 2

6. Взаимодействие с растворимыми солями с образованием осадков:

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

Ba ( OH) 2 + K 2 SO 4 → BaSO 4 + 2KOH.

7. Малорастворимые и нерастворимые основания разлагаются при нагревании:

Ca( OH) 2 CaO + H 2 O,

Cu( OH) 2 CuO + H 2 O.

голубой цвет черный цвет

Амфотерные гидроксиды

Это гидроксиды металлов (Be (OH ) 2 , AI (OH ) 3 , Zn (OH ) 2) и металлов в промежуточной степени окисления (С r (OH ) 3, Mn (OH ) 4).

Получение

Амфотерные гидроксиды получают взаимодействием растворимых солей со щелочами взятых в недостатке или эквивалентном количестве, т.к. в избытке они растворяются:

AICI 3 + 3NaOH → AI(OH) 3 +3NaCI.

Физические свойства

Это твердые вещества, практически нерастворимые в воде. Zn ( OH ) 2 – белый, Fe (ОН) 3 – бурый цвет.

Химические свойства

Амфотерные гидроксиды проявляют свойства оснований и кислот, поэтому взаимодействуют как с кислотами, так и с основаниями.

1. Взаимодействие с кислотами с образованием соли и воды:

Zn( OH) 2 + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + 2H 2 O.

2. Взаимодействие с растворами и расплавами щелочей с образованием соли и воды:

AI( OH) 3 + NaOH Na,

Fe 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O,

2Fe( OH) 3 + Na 2 O 2NaFeO 2 + 3H 2 O.

Лабораторная работа № 2

Получение и химические свойства оснований

Цель работы : ознакомиться с химическими свойствами оснований и способами их получения.

Посуда и реактивы : пробирки, спиртовка. Набор индикаторов, магниевая лента, растворы солей алюминия, железа, меди, магния; щелочь(NaOH , К OH ), дистиллированная вода.

Опыт № 1. Взаимодействие металлов с водой.

В пробирку налить 3–5 см 3 воды и опустить в нее несколько кусочков мелко нарезанной магниевой ленты. Нагреть на спиртовке 3–5 мин, охладить и добавить туда 1–2 капли раствора фенолфталеина. Как изменился цвет индикатора? Сравнить с пунктом 1 на с. 27. Написать уравнение реакции. Какие металлы взаимодействуют с водой?

Опыт № 2. Получение и свойства нерастворимых

оснований

В пробирки с разбавленными растворами солей MgCI 2, FeCI 3 , CuSO 4 (5–6 капель) внести по 6–8 капель разбавленного раствора щелочи NaOH до образования осадков. Отметить их окраску. Записать уравнения реакций.

Разделить полученный синий осадок Cu (OH ) 2 на две пробирки. В одну из них добавить 2–3 капли разбавленного раствора кислоты, в другую _ столько же щелочи. В какой пробирке наблюдалось растворение осадка? Написать уравнение реакции.

Повторить этот опыт с двумя другими гидроксидами , полученными по обменным реакциям. Отметить наблюдаемые явления, записать уравнения реакций. Сделать общий вывод о способности оснований взаимодействовать с кислотами и щелочами.

Опыт№ 3. Получение и свойства амфотерных гидроксидов

Повторить предыдущий опыт с раствором соли алюминия (AICI 3 или AI 2 (SO 4 ) 3). Наблюдать образование белого творожистого осадка гидроксида алюминия и растворение его при прибавлении как кислоты, так и щелочи. Записать уравнения реакций. Почему гидроксид алюминия обладает свойствами как кислоты, так и основания? Какие еще амфотерные гидроксиды вы знаете?

ЦЕЛИ УРОКА:

Образовательная : изучить основания, их классификацию, способы получения и свойства.
Развивающая : способствовать закреплению знаний о классах неорганических соединений, развить и углубить представление о гидроксидах.
Воспитательная: привить интерес к предмету химии, соблюдать правила ТБ при обращении. с основаниями (щелочами).

Оборудование: мультимедиа, компьютер,задания, ПСХЭ, таблица растворимости, щелочи, хлорид меди, индикаторы.

Ход урока

Организационный момент. Проверка домашнего задания.

I. Мотивация урока.

Учитель: Чем можно заменить шампунь, мыло?

Щелок - это консистенция из золы, настоянной на воде. Щелок в экопоселении используется для купания и стирки. В отличие от различных продающихся в магазинах моющих средств, это полностью природное вещество! Мытье волос золой - одно из старинных средств, применявшихся нашими прабабушками. Берёзовая зола - обладает щелочными свойствами вследствие содержания поташа.

II. Объявление темы урока. Целеполагание.

Учитель.Тема урока: "Основания, их классификация и свойства".

III. Актуализация знаний.

Гидроксиды - соединения, состоящие из атомов металлов и гидроксид-ионов.

Основания с точки зрения ТЭД - это электролиты, которые в водных растворах диссоциируют на катионы металла и гидроксид - анионы.

NaOH <-> Na + + OH -

Ba(OH) 2 <-> Ba +2 + 2OH -

IV. Изучение нового материала. Осознание и осмысление.

Учитель. Изучим классификацию оснований:

а) По растворимости в воде: растворимые и нерастворимые

б) По кислотности: однокислотные и двухкислотные

в) По степени электролитической диссоциации: сильные и слабые

Если в соль добавить щёлочь,
На пробирку посмотреть -
Синий выпадет осадок -
Основания- гидроксида меди II.

Fe(OH) 3 красно-бурый,
Сr(OH) 3 - cеро-зеленый,
Co(OH) 2 - темно-фиолетовый,
Ni(OH) 2 - светло-зеленый.

Учитель. Посмотрите на физические свойства хозяйственного мыло. Щелочи так же мягкие и мылкие на ощупь, изменяют окраску индикаторов. Проведём эксперимент:

Фенолфталеин (бесцв.) + щёлочь -> малиновая окраска

Лакмус (фиолет.) + щёлочь -> синяя окраска

NaOH и КОН - сильные щелочи, при обращении с которыми необходимо соблюдать ТБ.

3. Способы получения оснований

А) Активный металл и вода

Б) основной оксид и вода

(Самостоятельно написать уравнения химических реакций)

4. Рассмотрим химические свойства оснований

А) с кислотами

Б) с кислотными оксидами

В) с амфотерными оксидами

Г) с растворимыми солями

Д) изменяют цвет индикаторов. (Дем. опыт)

А). Основание + кислота > соль + вода

(реакция обмена)

2NaOH + H 2 SO 4 -> Na 2 SO4 + 2H 2 O

OH - + H + -> H 2 O

Cu(OH) 2 + 2HCl -> CuCl 2 + 2H 2 O

Cu(OH) 2 + 2H + -> Cu +2 + 2H 2 O

Б) Основание + кислотный оксид -> соль + вода (реакция обмена)

Р 2 О 5 + 6КОН -> 2К 3 РО 4 + 3Н 2 О

Р 2 О 5 + 6OH - -> 2РО 4 3- + 3Н 2 О

2NaOH + N 2 O 5 -> 2NaNO 3 + Н 2 О

2OH - + N 2 O 5 -> 2NO 3 - + Н 2 О

Учитель. Взаимодействие щелочей с солями сопровождается образованием новой соли и нового основания и подчиняется закону Бертолле. Закон Бертолле основной закон направления обратимых хим. взаимодействий, который можно формулировать так: всякий химический процесс протекает в сторону максимального образования тех продуктов, которые во время реакции выходят из сферы взаимодействия.

В). Щёлочь + соль > новое основание + новая соль (реакция обмена)

Г). Нерастворимое основание -> оксид металла + вода (при t°С)

(реакция разложения)

Fe(OH) 2 -> FeO + H 2 O

Cu(OH) 2 -> CuO + H 2 O

Д) Изменяют цвет индикатор

5. ОСОБЫЕ СВОЙСТВА ОСНОВАНИЙ

1. Качественная реакция на Са(ОН) 2 - помутнение известковой воды:

Качественные реакции на ион Ва +2:

V. Закрепление изученного материала

Учитель. Для закрепления материала выполним задания.

1. По таблице растворимости солей, кислот и оснований в воде, найдите растворимые,труднорастворимые и малорастворимые основания.

2. Составьте молекулярные уравнения реакций:

3. Напишите уравнения реакций, характеризующие химические свойства гидроксида калия.

Учитель.Выполните тестовые задания:

1-вариант:
1. Формулы только оснований приведены в ряду
а) Na 2 CO 3 , NaOH, NaCl
б) KNO 3 , HNO 3 , KОН
в) KОН, Mg(OH) 2 , Cu(OH) 2
г) HCl, BaCl 2 , Ba(OH) 2
2. Формулы только щелочей приведены в ряду
а) Fe(OH) 3 , NaOH, Ca(OH) 2
б) KOH, LiOH, NaOH
в) KOH, Mg(OH) 2 , Cu(OH) 2
г) Al(OH) 3 , Fe(OH) 2 , Ba(OH) 2
3. Из указанных соединений нерастворимым в воде основанием является
а) NaOH
б) Ва(ОН) 2
в) Fe(OH) 2
г) KOH
4. Из указанных соединений щелочью является
а) Fe(OH) 2
б) LiOH
в) Mg(OH) 2
г) Cu(OH) 2

2-Вариант:
1. Металл, который, реагируя с водой, образует щелочь, - это
а) железо
б) медь
в) калий
г) алюминий
2. Оксид, который при взаимодействии с водой образует щелочь, - это
а) оксид алюминия
б) оксид лития
в) оксид свинца(II)
г) оксид марганца(II)
3. При взаимодействии основного оксида с водой образуется основание
а) Аl(ОН) 3
б) Ва(ОН) 2
в) Cu(ОН) 2
г) Fe(OH) 3
4. Из перечисленных уравнений химических реакций выберите уравнение реакции обмена.
а) 2H 2 O = 2H 2 + O 2
б) HgCl 2 + Fe = FeCl 2 + Hg
в) ZnCl 2 + 2KOH = Zn(OH) 2 + 2KCl
г) CaO + CO 2 = CaCO 3
Ответы: 1-вариант: 1-В, 2-Б, 3-В, 4-Б.; 2-вариант: 1-В,2-Б,3-Б,4-В.

VI. Подведение итогов урока.

Учитель. Какой общий вывод можно сделать, изучив состав и свойства оснований?

Учащиеся делают вывод, что свойства оснований зависят от их строения, и записывают его в тетрадь.

Выставление оценок.

Домашнее задание .с.217-218 №1-5

Гидроксиды щелочных металлов – при обычных условиях представляют собой твердые белые кристаллические вещества, гигроскопичные, мылкие на ощупь, очень хорошо растворимы в воде (их растворение – экзотермический процесс), легкоплавки. Гидроксиды щелочноземельных металлов Са(ОН) 2 , Sr(OH) 2 , Ва(ОН) 2) – белые порошкообразные вещества, гораздо менее растворимы в воде по сравнению с гидроксидами щелочных металлов. Нерастворимые в воде основания обычно образуются в виде гелеобразных осадков, разлагающихся при хранении. Например, Сu(ОН) 2 – синий студенистый осадок.

3.1.4 Химические свойства оснований.

Свойства оснований обусловлены наличием ионов ОН – . В свойствах щелочей и нерастворимых в воде оснований имеются отличия, однако общим свойством является реакция взаимодействия с кислотами. Химические свойства оснований представлены в таблице 6.

Таблица 6 – Химические свойства оснований

Щелочи	Нерастворимые основания
Все основания реагируют с кислотами (реакция нейтрализации )
2NaOH + H 2 SО 4 = Na 2 SО 4 + 2H 2 О	Сr(ОН) 2 + 2НС1 = СrС1 2 + 2Н 2 O
Основания реагируют с кислотными оксидами с образованием соли и воды: 6КОН + Р 2 O 5 = 2К 3 РO 4 + 3Н 2 O
Щелочи реагируют с растворами солей , если один из продуктов реакции выпадает в осадок (т. е. если образуется нерастворимое соединение): CuSO 4 + 2KOH = Cu(OH) 2 + K 2 SO 4 Na 2 SO 4 + Ba(OH) 2 = 2NaOH + BaSO 4 	Нерастворимые в воде основания и амфотерные гидроксиды разлагаются при нагревании на соответствующий оксид и воду: Мn(ОН) 2  МnО + Н 2 O Сu(ОН) 2  СuО + Н 2 O
Щелочи можно обнаружить индикатором. В щелочной среде: лакмус – синий, фенолфталеин – малиновый, метиловый оранжевый – желтый

3.1.5 Важнейшие основания.

NaOH – едкий натр, каустическая сода. Легкоплавкие (t пл = 320 °С) белые гигроскопичные кристаллы, хорошо растворимы в воде. Раствор мылкий на ощупь и является опасной едкой жидкостью. NaOH – один из важнейших продуктов химической промышленности. В больших количествах требуется для очистки нефтепродуктов, широко применяется в мыловаренной, бумажной, текстильной и других отраслях промышленности, а также для производства искусственного волокна.

КОН – едкое кали. Белые гигроскопичные кристаллы, хорошо растворимы в воде. Раствор мылкий на ощупь и является опасной едкой жидкостью. СвойстваКОН аналогичны свойствам NaOH, но применяется гидроксид калия гораздо реже ввиду его более высокой стоимости.

Са(ОН) 2 – гашеная известь. Белые кристаллы, мало растворимы в воде. Раствор называется «известковой водой», суспензия – «известковым молоком». Известковая вода применяется для распознавания углекислого газа, она мутнеет при пропускании СO 2 . Гашеная известь широко используется в строительном деле в качестве основы для изготовления вяжущих веществ.