Нерастворимое основание реакция разложения оксид металла вода

Урок 37. Основания

В уроке 37 «Основания» из курса «Химия для чайников» узнаем о составе оснований, выясним на какие виды они подразделяются, а также рассмотрим с чем эти сложные веществ взаимодействуют.

Существует целый класс сложных неорганических веществ, в состав которых входят атомы металлов и группы ОН. Все вещества этого класса реагируют с кислотами с образованием солей, т. е. являются как бы «основой» солей. Поэтому класс таких веществ получил название основания.

Состав оснований

Вы уже знаете, что общая формула оснований — Me(OH)x, где Me — символ какого-либо металла, а индекс х — число групп OH, соединенных с одним его атомом. Обычно это число изменяется от 1 до 3.

Напомним, что основания NaOH, KOH, Mg(OH)₂, Ca(OH)₂, Fe(OH)₂, Cu(OH)₂ относятся к основным гидроксидам.

Классификация оснований

По растворимости в воде основания делятся на растворимые и нерастворимые. К растворимым основаниям относятся NaOH, KOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2. Они имеют общее название — щёлочи. При обычных условиях это твердые вещества белого цвета. Нерастворимыми являются основания Mg(OH)₂, Al(OH)₃, Zn(OH)₂, Fe(OH)₂, Fe(OH)₃ и некоторые другие. Они также представляют собой твердые вещества, многие из которых окрашены в разные цвета (рис. 120).

На заметку: Термин «щёлочь» происходит от старорусского слова «щёлок», обозначавшего отвар чего-либо в воде. Этим словом называли, например, жидкость, которая получается при кипячении смеси воды с золой растений. Вещество, содержащееся в золе, реагирует с водой и превращается в гидроксид калия KOH. Это соединение, содержащееся в щёлоке, назвали «щёлочь». Впоследствии данный термин стали использовать для всех растворимых оснований.

Химические свойства оснований

Для оснований характерны реакции обмена с кислотами и солями, реакции соединения с кислотными оксидами и реакции термического разложения.

Изменение окраски индикаторов

Вы уже знаете, что такое индикаторы и для чего они используются. Вспомните, в какие цвета окрашиваются лакмус, метилоранж и фенолфталеин в растворах щелочей.

Взаимодействие с кислотами

Практически все основания реагируют с кислотами с образованием солей по общей схеме:

Пример реакции, протекающей в соответствии с указанной схемой:

В результате реакции между щелочью и кислотой образуется раствор соли, в котором уже нет ни щелочи, ни кислоты. Такой раствор называется нейтральным. Слово «нейтральный» происходит от греческого «нейтер», что в переводе на русский язык означает «ни тот ни другой».

Напомним, что реакция между щелочью и кислотой, в результате которой образуется нейтральный раствор, называется реакцией нейтрализации.

Взаимодействие с кислотными оксидами

Все щелочи реагируют с кислотными оксидами по общей схеме:

Например, если в реакцию вступает кислотный оксид CO₂, которому соответствует кислота H₂CO₃ (указана в квадратных скобках), то в состав соли будет входить остаток этой кислоты — CO₃, валентность которого, как вы уже знаете, равна II:

Если же в реакцию вступает кислотный оксид P₂О₅, которому соответствует кислота H₃PO₄ (указана в квадратных cкобках), то в составе образующейся соли будет остаток этой кислоты — PO₄ с валентностью, равной III:

Взаимодействие с солями

Все щелочи реагируют с солями по общей схеме:

Реакции этого типа относятся к реакциям обмена, поскольку в процессе взаимодействия исходные вещества — щелочь и соль — обмениваются своими составными частями. При этом валентность атомов металлов и кислотных остатков не изменяется.

Термическое разложение

Все нерастворимые основания при нагревании разлагаются по общей схеме:

Краткие выводы урока:

1. Основания делятся на растворимые в воде (щелочи) и нерастворимые.
2. Все основания реагируют с кислотами. Растворимые основания реагируют с кислотными оксидами и солями. Нерастворимые основания подвергаются термическому разложению.

Надеюсь урок 37 «Основания» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

Источник

Характерные химические свойства оснований и амфотерных гидроксидов

Содержание:

Первое знакомство с основаниями состоялось при изучении взаимодействия воды с активными металлами и с оксидами активных металлов. В состав оснований входит одновалентная группа атомов OH (гидроксогруппа). Следовательно, основаниям можно дать следующее определение:

Основания – сложные вещества, в состав которых входят атомы металлов, соединенные с одной или нескольким группами атомов OH.

Общая формула оснований выглядит следующим образом: Ме (ОН)_x, где Ме – металл; x – индекс.

Номенклатура оснований

Название оснований включает в себя слово «гидроксид», названия металла и его валентности. Более того, для элементов с постоянной валентностью она не указывается.

Название основания = «Гидрооксид» + название Me + валентность (в скобках)

Классификация оснований

Все основания можно классифицировать по различным признакам. Рассмотрим это в нижеприведенной таблице.

Из таблицы мы видим, что наблюдается большое различие по некоторым признакам. В зависимости от этого, различные группы оснований, обладают не схожими химическими свойствами.

Химические свойства щелочей (Щ)

1. Водные растворы Щ изменяют окраску индикаторов, тем самым можно определить реакцию среды.

Реакция нейтрализации заключается во взаимодействии основания и кислоты, ход которой можно проследить по изменению окраски индикаторов. Данная реакция характерна и для щелочей, и для нерастворимых оснований.

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

Для Щ характерны реакции с солями, в результате образуется другая соль и основание.

Могут вступать в реакции с кислотными оксидами, при этом образуется нерастворимая соль и вода.

В отличии от нерастворимых оснований, не разлагаются при нагревании.

Химические свойства нерастворимых оснований

1. Так же как и щелочи, могут изменять окраску индикаторов.
2. Характерна реакция нейтрализации.

При нагревании разлагаются с образованием основного оксида и воды.

Химические свойства амфотерных гидроксидов

К амфотерным гидроксидам относятся сложные вещества, способные проявлять свойства кислот либо оснований при определенных условиях.

Формулы данных соединений можно представить в виде оснований и в виде кислот.

• ZnO — Zn(OH)₂ ↔ H₂ZnO₂
• Al₂O₃ — Al(OH)₂ ↔ H₃AlO₃
• GeO₂ — Ge(OH)₄ ↔ H₄GeO₄

1. В нейтральной среде не растворяются и не диссоциируют на ионы. Способны разлагаться в кислотах и щелочах.
2. При взаимодействии с кислотами образуется соль и вода.

   В результате реакции со щелочами образуются те же соединения, что и в предыдущей реакции.

   Способны взаимодействовать с основными оксидами

   Так же как и щелочи взаимодействуют с солями.

   Источник

   Основания. Химические свойства и способы получения

   

   Перед изучением этого раздела рекомендую прочитать следующую статью:

   Основания – сложные вещества, которые состоят из катиона металла Ме + (или металлоподобного катиона, например, иона аммония NH₄ + ) и гидроксид-аниона ОН — .

   По растворимости в воде основания делят на растворимые (щелочи) и нерастворимые основания . Также есть неустойчивые основания, которые самопроизвольно разлагаются.

   

   Получение оснований

   1. Взаимодействие основных оксидов с водой. При этом с водой реагируют в обычных условиях только те оксиды, которым соответствует растворимое основание (щелочь). Т.е. таким способом можно получить только щёлочи:

   основный оксид + вода = основание

   Например , оксид натрия в воде образует гидроксид натрия (едкий натр):

   Na₂O + H₂O → 2NaOH

   При этом оксид меди (II) с водой не реагирует:

   CuO + H₂O ≠

   2. Взаимодействие металлов с водой. При этом с водой реагируют в обычных условиях только щелочные металлы (литий, натрий, калий. рубидий, цезий) , кальций, стронций и барий. При этом протекает окислительно-восстановительная реакция, окислителем выступает водород, восстановителем является металл.

   металл + вода = щёлочь + водород

   Например , калий реагирует с водой очень бурно:

   2K 0 + 2 H₂ + O → 2 K + OH + H₂ 0

   

   

   3. Электролиз растворов некоторых солей щелочных металлов . Как правило, для получения щелочей электролизу подвергают растворы солей, образованных щелочными или щелочноземельными металлами и бескилородными кислотами (кроме плавиковой) – хлоридами, бромидами, сульфидами и др. Более подробно этот вопрос рассмотрен в статье Электролиз.

   Например , электролиз хлорида натрия:

   2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑

   4. Основания образуются при взаимодействии других щелочей с солями. При этом взаимодействуют только растворимые вещества, а в продуктах должна образоваться нерастворимая соль, либо нерастворимое основание:

   щелочь + соль₁ = соль₂↓ + щелочь

   щелочь + соль₁ = соль₂↓ + щелочь

   Например: карбонат калия реагирует в растворе с гидроксидом кальция:

   Например: хлорид меди (II) взаимодействет в растворе с гидроксидом натрия. При этом выпадает голубой осадок гидроксида меди (II):

   CuCl₂ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + 2NaCl

   

   Химические свойства нерастворимых оснований

   1. Нерастворимые основания взаимодействуют с сильными кислотами и их оксидами (и некоторыми средними кислотами). При этом образуются соль и вода.

   нерастворимое основание + кислота = соль + вода

   нерастворимое основание + кислотный оксид = соль + вода

   Например , гидроксид меди (II) взаимодействует с сильной соляной кислотой:

   При этом гидроксид меди (II) не взаимодействует с кислотным оксидом слабой угольной кислоты – углекислым газом:

   2. Нерастворимые основания разлагаются при нагревании на оксид и воду.

   Например , гидроксид железа (III) разлагается на оксид железа (III) и воду при прокаливании:

   3. Нерастворимые основания не взаимодействуют с амфотерными оксидами и гидроксидами.

   нерастворимое оснвоание + амфотерный оксид ≠

   нерастворимое основание + амфотерный гидроксид ≠

   4. Некоторые нерастворимые основания могут выступать в качестве восстановителей. Восстановителями являются основания, образованные металлами с минимальной или промежуточной степенью окисления, которые могут повысить свою степень окисления (гидроксид железа (II), гидроксид хрома (II) и др.).

   Например , гидроксид железа (II) можно окислить кислородом воздуха в присутствии воды до гидроксида железа (III):

   4 Fe +2 (OH)₂ + O₂ 0 + 2H₂O → 4 Fe +3 ( O -2 H)₃

   Химические свойства щелочей

   1. Щёлочи взаимодействуют с любыми кислотами – и сильными, и слабыми . При этом образуются средняя соль и вода. Эти реакции называются реакциями нейтрализации . Возможно и образование кислой соли, если кислота многоосновная, при определенном соотношении реагентов, либо в избытке кислоты. В избытке щёлочи образуется средняя соль и вода:

   щёлочь_{(избыток)}+ кислота = средняя соль + вода

   щёлочь + многоосновная кислота_{(избыток)} = кислая соль + вода

   Например , гидроксид натрия при взаимодействии с трёхосновной фосфорной кислотой может образовывать 3 типа солей: дигидрофосфаты, фосфаты или гидрофосфаты.

   При этом дигидрофосфаты образуются в избытке кислоты, либо при мольном соотношении (соотношении количеств веществ) реагентов 1:1.

   При мольном соотношении количества щелочи и кислоты 2:1 образуются гидрофосфаты:

   В избытке щелочи, либо при мольном соотношении количества щелочи и кислоты 3:1 образуется фосфат щелочного металла.

   

   

   2. Щёлочи взаимодействуют с амфотерными оксидами и гидроксидами. При этом в расплаве образуются обычные соли , а в растворе – комплексные соли .

   щёлочь (расплав) + амфотерный оксид = средняя соль + вода

   щёлочь (расплав) + амфотерный гидроксид = средняя соль + вода

   щёлочь (раствор) + амфотерный оксид = комплексная соль

   щёлочь (раствор) + амфотерный гидроксид = комплексная соль

   Например , при взаимодействии гидроксида алюминия с гидроксидом натрия в расплаве образуется алюминат натрия. Более кислотный гидроксид образует кислотный остаток:

   А в растворе образуется комплексная соль:

   Обратите внимание, как составляется формула комплексной соли: сначала мы выбираем центральный атом (к ак правило, это металл из амфотерного гидроксида). Затем дописываем к нему лиганды — в нашем случае это гидроксид-ионы. Число лигандов, как правило, в 2 раза больше, чем степень окисления центрального атома. Но комплекс алюминия — исключение, у него число лигандов чаще всего равно 4. Заключаем полученный фрагмент в квадртаные скобки — это комплексный ион. Определяем его заряд и снаружи дописываем нужное количество катионов или анионов.

   

   3. Щёлочи взаимодействуют с кислотными оксидами. При этом возможно образование кислой или средней соли, в зависимости от мольного соотношения щёлочи и кислотного оксида. В избытке щёлочи образуется средняя соль, а в избытке кислотного оксида образуется кислая соль:

   щёлочь_{(избыток)} + кислотный оксид = средняя соль + вода

   щёлочь + кислотный оксид_{(избыток)} = кислая соль

   Например , при взаимодействии избытка гидроксида натрия с углекислым газом образуется карбонат натрия и вода:

   А при взаимодействии избытка углекислого газа с гидроксидом натрия образуется только гидрокарбонат натрия:

   2NaOH + CO₂ = NaHCO₃

   4. Щёлочи взаимодействуют с солями. Щёлочи реагируют только с растворимыми солями в растворе , при условии, что в продуктах образуется газ или осадок . Такие реакции протекают по механизму ионного обмена.

   щёлочь + растворимая соль = соль + соответствующий гидроксид

   Щёлочи взаимодействуют с растворами солей металлов, которым соответствуют нерастворимые или неустойчивые гидроксиды.

   Cu 2+ SO₄ 2- + 2Na + OH — = Cu 2+ (OH)₂ — ↓ + Na₂ + SO₄ 2-

   Также щёлочи взаимодействуют с растворами солей аммония.

   Например , гидроксид калия взаимодействует с раствором нитрата аммония:

   ! При взаимодействии солей амфотерных металлов с избытком щёлочи образуется комплексная соль !

   Давайте рассмотрим этот вопрос подробнее. Если соль, образованная металлом, которому соответствует амфотерный гидроксид , взаимодействует с небольшим количеством щёлочи, то протекает обычная обменная реакция, и в осадок выпадает гидроксид этого металла .

   Например , избыток сульфата цинка реагирует в растворе с гидроксидом калия:

   Однако, в данной реакции образуется не основание, а амфотерный гидроксид. А, как мы уже указывали выше, амфотерные гидроксиды растворяются в избытке щелочей с образованием комплексных солей . Т аким образом, при взаимодействии сульфата цинка с избытком раствора щёлочи образуется комплексная соль, осадок не выпадает:

   Таким образом, получаем 2 схемы взаимодействия солей металлов, которым соответствуют амфотерные гидроксиды, с щелочами:

   соль амф.металла_{(избыток)} + щёлочь = амфотерный гидроксид↓ + соль

   соль амф.металла + щёлочь_{(избыток)} = комплексная соль + соль

   

   5. Щёлочи взаимодействуют с кислыми солями. При этом образуются средние соли, либо менее кислые соли.

   кислая соль + щёлочь = средняя соль + вода

   Например , гидросульфит калия реагирует с гидроксидом калия с образованием сульфита калия и воды:

   Свойства кислых солей очень удобно определять, разбивая мысленно кислую соль на 2 вещества — кислоту и соль. Например, гидрокарбонта натрия NaHCO₃ мы разбиваем на уольную кислоту H₂CO₃ и карбонат натрия Na₂CO₃. Свойства гидрокарбоната в значительной степени определяются свойствами угольной кислоты и свойствами карбоната натрия.

   6. Щёлочи взаимодействуют с металлами в растворе и расплаве. При этом протекает окислительно-восстановительная реакция, в растворе образуется комплексная соль и водород, в расплаве — средняя соль и водород.

   ! Обратите внимание! С щелочами в растворе реагируют только те металлы, у которых оксид с минимальной положительной степенью окисления металла амфотерный!

   Например , железо не реагирует с раствором щёлочи, оксид железа (II) — основный. А алюминий растворяется в водном растворе щелочи, оксид алюминия — амфотерный:

   2Al + 2NaOH + 6 H₂ + O = 2Na[ Al +3 (OH)₄] + 3 H₂ 0

   

   7. Щёлочи взаимодействуют с неметалами. При этом протекают окислительно-восстановительные реакции. Как правило, неметаллы диспропорционируют в щелочах. Не реагируют с щелочами кислород, водород, азот, углерод и инертные газы (гелий, неон, аргон и др.):

   NaOH +О₂ ≠

   NaOH +N₂ ≠

   NaOH +C ≠

   Сера, хлор, бром, йод, фосфор и другие неметаллы диспропорционируют в щелочах (т.е. самоокисляются-самовосстанавливаются).

   Например , хлор при взаимодействии с холодной щелочью переходит в степени окисления -1 и +1:

   2NaOH +Cl₂ 0 = NaCl — + NaOCl + + H₂O

   Хлор при взаимодействии с горячей щелочью переходит в степени окисления -1 и +5:

   6NaOH +Cl₂ 0 = 5NaCl — + NaCl +5 O₃ + 3H₂O

   Кремний окисляется щелочами до степени окисления +4.

   Например , в растворе:

   2NaOH + Si 0 + H₂ + O= Na₂Si +4 O₃ + 2H₂ 0

   Фтор окисляет щёлочи:

   2F₂ 0 + 4NaO -2 H = O₂ 0 + 4NaF — + 2H₂O

   Более подробно про эти реакции можно прочитать в статье Окислительно-восстановительные реакции.

   

   8. Щёлочи не разлагаются при нагревании.

   Исключение — гидроксид лития:

   2LiOH = Li₂O + H₂O

   Источник

   Читайте также:  Как смешать аромамасла с водой