Часть И. ОБЩАЯ
ХИМИЯ
Раздел 6.
ВАЖНЕЙШИЕ КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
§
6.3. Основы
Определение класса основ см. § 5.8. Приведенные
там примеры диссоциации основ точнее, с учетом гидратации ионов, следует
писать так:
КОН (к.) ⇆ К+ (водн.) + ОН-
(водн.);
NH3 ∙ Н2О1 ⇆NH+4 (водн.) + ОН- (водн.).
Основания в воде диссоциируют на ионы металла
(аммония в случае гидрата аммиака) и гидроксид-ионы. Никаких других анионов, кроме
гидроксид-ионов основания не образуют.
Названия оснований. Согласно международной
номенклатуре названия оснований состоят из слова гидроксид и названия металла.
Например, NaOH -
гидроксид натрия, КОН -, гидроксид калия, Ca(OН)2 - гидроксид кальция.
Если элемент образует несколько оснований, то в названии указывается степень его
окисления римской цифрой в скобках: Fe(OH)2 - гидроксид
железа(II), Fe(OH)3 - гидроксид
железа(III).
Кроме этих названий, для некоторых
важнейших основ применяются и другие, преимущественно традиционные названия.
Например, гидроксид натрия NaOH называют
едким натром; гидроксид калия КОН - едким кали; гидроксид кальция Са(OН)2 - гашеной известью,
гидроксид бария Ва(ОН)2 - едким баритом. Добыча основ. Растворимые в
воде основы, то есть щелочи, добывают при взаимодействии металлов или их оксидов с
водой:
2Na + 2Н2О = 2NaOH
+ Н2;
Na2 O
+ Н2О = 2NaOH.
Промышленный способ добычи NaOH
и КОН см. § 13.3.
Малорастворимые в воде основания получают косвенным путем, а именно: действием щелочей на
водные растворы соответствующих солей:
FeSO4
+ 2NaOH
= Fe(OH)2
↓
+ Na2SO4;
AlCl3 + 3NaOH = Аl(ОН)3 ↓ + 3NaCl.
Свойства оснований. Растворы щелочей
мыльные на ощупь. Изменяют окраску индикаторов: красного лакмусу - на синий
цвет, бесцветного фенолфталеина - в малиновый цвет.
1
Это соединение часто записывают как NH4OH
и называют гидроксидом
аммония.
Луга
NaOH и КОН очень
устойчивы к нагреванию. Например, NaOH кипит при температуре 1400°С без
расписания. Однако большинство оснований при нагревании разлагаются. Например:
Cu(OH)2
= CuO
+ Н2О;
2Fe(OH)3 = Fe2O3 + ЗН2О.
Важнейшие химические свойства
основ обусловленные их отношением к кислот, кислотных оксидов и солей.
1. При взаимодействии оснований с
кислотами в эквивалентных количествах образуются соль и вода:
КОН + НСl = КСl + Н2О;
2NaOH
+ H2SO4 = Na2SO4 + 2Н2О.
Взаимодействие оснований с кислотами
называется реакцией нейтрализации. Любая реакция нейтрализации сводится к
взаимодействия ионов ОН и Н с образованием малодисоційованого электролита - воды.
2. Щелочи взаимодействуют с кислотными
оксидами:
Са (OН)2
+ СО2 = СаСО3 + Н2О; 2NaOH
+ SiO2 = Na2SiO3 + Н2О.
Последняя реакция происходит только
при нагревании.
3. Щелочи взаимодействуют с растворами
различных солей. Например:
2КОН + CuSO4 = Cu(OH)2 ↓
+ K2SO4.
С точки зрения теории электролитической
диссоциации все общие щелочные свойства растворов (мильність на ощупь, изменение
окраски индикаторов, взаимодействие с кислотами, кислотными оксидами, солями)
обусловленные гидроксид-ионами ОН-.
Амфотерные гидроксиды. Амфотерными
называются такие гидроксиды, которые во время
диссоциации образуют одновременно и катионы водорода Н+ , и
гидроксид-ионы ОН-. Такими являются
Аl(ОН)3, Zn(OH)2, Сr(ОН)3, Ве(OН)2, Ge(OH)2, Sn(OH)4, Pb(OH)2 и т.д.
Амфотерные гидроксиды взаимодействуют как
с растворами кислот, так и с растворами щелочей. Например:
Аl(ОН)3
+ ЗНСl
= АlСl3 + ЗН2О;
Аl(ОН)3 + NaOH
+ 2Н2О = Na[Al(OH)4(H2O)2].
Последнее
время растворения амфотерных гидроксидов в щелочных растворах обычно рассматривается
как процесс образования гідроксосолей (гидроксокомплексов). Экспериментально
доказано существования гидроксокомплексов многих металлов: [Zn(OH)4],
[Аl(ОН)4(Н2O)2]-, [Аl(ОН)6]3- и др.
Самые прочные гідроксокомплекси алюминия, а среди них - [Аl(ОН)4(Н2O)2]- .
Такой подход не меняет сделанных
выводы: в амфотерного гидроксида, например в Аl(ОН)3 и ему подобных, в
кислой среде равновесие смещается в сторону образования солей алюминия, в
щелочной - в сторону образования гидроксокомплексов. Очевидно, в водном растворе существует
равновесие, которое точнее описывается уравнением:
Аl3+ + 3OН- ⇆
Аl(ОН)3
= Аl(ОН)3
+ ЗН2O ⇆[Аl(OН)4(Н2O)2]- + Н+.