Основа (хімія)
Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
- Цей термін має також інші значення
Основами називаються електроліти, які у водному розчині дисоціюють з утворенням катіонів металу (або металоподібних груп, як NН4) і аніонів лише одного типу — гідроксилу ОН.
Наприклад:
Основи можна розглядати як гідроксиди основних оксидів, тобто як продукти приєднання води до основних оксидів:
- Na2O + H2O = 2NaOH
- CaO + H2O = Ca(OH)2
- BaO + H2O = Ba(OH)2
Основи, як і основні оксиди, при взаємодії з кислотами і ангідридами, а також з амфотерними оксидами утворюють солі, а між собою не взаємодіють.
Наприклад:
- Cu(OH)2 + 2HCl = CuCl2 + 2H2O
- Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2
- 2NaOH + ZnO = Na2ZnO2 + H2O
Основні гідроксиди, або основи, зображають такою загальною формулою: Ме(ОН)x, де Ме — атом металу, або металоподібної групи (як NН4), а x — число гідроксильних груп, що дорівнює валентності металу (1,2 або 3). Наприклад: NaOH, Ba(OH)2, Fe(OH)3.
Зміст |
[ред.] Кислотність основ
Залежно від кількості гідроксильних груп у молекулах основи поділяються на однокислотні, двокислотні і трикислотні. Так, гідроксид натрію NaOH є однокислотний, гідроксид барію Ba(OH)2 — двокислотний, гідроксид заліза Fe(OH)3 — трикислотний і т. д.
[ред.] Структурні формули
При складанні структурних формул основ слід мати на увазі, що в молекулах основ атоми кисню одним своїм валентним зв'язком сполучені з атомом водню, а другим — з атомом металу, а атоми металу і водню всіма своїми валентними зв'язками зв'язані тільки з атомами кисню.
Наприклад:
NaОН Ва(ОН)2 Fе(ОН)3
О—Н О—Н
/ /
Nа—О—Н Вa Fe—О—Н
\ \
О—Н О—Н
[ред.] Назви
Основи називають звичайно гідроксидами відповідних металів. Якщо метал має сталу валентність і утворює тільки один гідроксид, то його називають просто гідроксидом цього металу. Так, NaOH — гідроксид натрію, Ba(OH)2 — гідроксид барію. Якщо ж метал має змінну валентність і утворює кілька гідроксидів, то щоб розрізнити їх, у назвах перед словом гідроксид ставлять префікси з грецьких числівників, які показують кількість гідроксильних груп, що припадає на один атом металу. Наприклад: Cu(OH) — моногідроксид міді, Cu(OH)2 — дигідроксид міді, Fe(OH)2 — дигідроксид заліза, Fe(OH)3 — тригідроксид заліза і т. д. Крім того, деякі групи основ і навіть окремі основи мають спеціальні назви. Так, розчинні у воді основи називають лугами.Гідроксид натрію NaOH називається їдким натром, гідроксид калію KOH — їдким калі, гідроксид кальцію Ca(OH)2 — гашеним вапном.
[ред.] Властивості
Основи являють собою тверді речовини. Деякі з них, зокрема NaOH і KOH, у термічному відношенні досить стійкі. їх можна нагрівати до температури плавлення і навіть кипіння, і вони не розкладаються. Проте більшість основ нестійкі і при нагріванні легко розкладаються з утворенням оксидів і виділенням води.
Наприклад:
- Ca(OH)2 = CaO + H2O
- 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O
Більшість основ нерозчинна у воді. Добре розчинними є тільки основи лужних і лужноземельних металів, тобто луги. Серед лугів практично найбільш вживаними є NaOH, KOH, Ca(OH)2 і Ba(OH)2. Водні розчини їдких лугів мають їдкий мильний смак. Вони легко руйнують рослинні і тваринні тканини. Через це їх називають ще їдкими лугами. Розчини їдких лугів мають здатність змінювати забарвлення індикаторів. Так, у лужному середовищі фіолетовий колір лакмусу змінюється на синій, оранжевий колір метилоранжу — на ясно-жовтий, а безбарвний розчин фенолфталеїну стає фіолетовим. Лужні властивості розчинів основ обумовлюються наявністю в розчині гідроксильних іонів.
Хімічні властивості основ визначаються їх відношенням до кислот, ангідридів, амфотерних оксидів і солей. Найбільш характерною властивістю основ є їх здатність вступати в хімічні реакції з кислотами. Причому з кислотами взаємодіють як розчинні, так і нерозчинні основи.
Реакції взаємодії основ з кислотами називають реакціями нейтралізації. Суть реакцій нейтралізації полягає в тому, що кислотний водень кислоти і гідроксил основи утворюють воду, а катіони металу основи і кислотні залишки утворюють сіль:
- Ba(OH)2 + 2HCl = BaCl2 + 2H2O
- Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O
Основи вступають у хімічні реакції також з ангідридами і амфотерними оксидами:
- 2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
- 2KOH + SO2 = K2SO3 + H2O
- 2KOH + PbO = K2PbO2 + H2O
Розчини їдких лугів взаємодіють і з розчинами солей, утворюючи нерозчинні основи:
- CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + 2NaCl
- Fe2(SO4)3 + 6NaOH = 2Fe(OH)3 ↓ + 3Na2SO4
[ред.] Амфотерні гідроксиди
До амфотерних відносять гідроксиди амфотерних оксидів: Zn(OH)2, Sn(OH)2, Pb(OH)2, Al(OH)3, Sn(OH)4, Pb(OH)4 і ін. Амфотерні гідроксиди при взаємодії з кислотами поводять себе як основи, а при взаємодії з основами — як кислоти. Тому їх формули в реакціях з кислотами слід записувати за типом основ, а в реакціях з основами — за типом кислот.
Наприклад:
- Zn(OH)2 + H2SO4 = ZnSO4 + 2H2O
- H2ZnO2 + 2NaOH = Na2ZnO2 + 2H2O
З точки зору теорії електролітичної дисоціації амфотерними гідроксидами називаються такі електроліти, які при дисоціації утворюють одночасно катіони металу і гідроксильні іони (як основи) та катіони водню й кислотні залишки (як кислоти).
Наприклад:
[ред.] Одержання
Основи можна добути різними способами.
- Безпосереднім сполученням основних оксидів з водою.
Цим способом можна користуватися в тих випадках, коли основ ний оксид безпосередньо взаємодіє з водою. Наприклад:
-
- Na2O + H2O = 2NaОН
- CaO + H2O = Ca(OH)2
- Взаємодією їдких лугів, з розчинами солей. Цим способом користуються в лабораторіях, коли відповідний оксид з водою безпосередньо не взаємодіє, а гідроксид нерозчинний.
Наприклад:
-
- CuSO4 + 2KOH = Cu(OH)2 ↓ + K2SO4
- FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3 ↓ + 3NaCl
- Взаємодією найактивніших металів (K, Na, Ca, Ba) з водою.
Наприклад:
-
- 2Ka + 2H2O = 2NaOH + H2 ↑
- Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2 ↑
- Для технічного одержання NaOH і KOH широко використовують спосіб електролізу водних розчинів NaCl і KCl.
[ред.] Джерела
- Ф. А. Деркач "Хімія" Л. 1968
