Основания.

Основания — это сложные вещества (гидроксиды металлов), при диссоциации в водных растворах которых в качестве анионов образуются гидроксид-ионы (OH⁻) и основные остатки:

Cu(OH)₂ ⇌ (CuOH)⁺ + OH⁻.

По растворимости в воде различают: основания, растворимые в воде – щелочи (гидроксиды щелочных и щелочно-земельных металлов), основания,

нерастворимые в воде, например Cu(OH)₂, Fe(OH)₃, Cr(OH) и др. и разлагающиеся в воде (NH₄OH, AgOH, CuOH).

Кислотность оснований определяется числом гидроксид-ионов в молекуле основания. Многокислотные основания диссоциируют ступенчато:

(CuOH)⁺ ⇌ Cu²⁺ + OH⁻.

Названия оснований составляют из слова «гидроксид» и названия ме-талла (NaOH – гидроксид натрия) с указанием валентности, если металл образует несколько оснований, например: Fe(OH₂) гидроксид железа (II), Fe(OH)₃ гидроксид железа (III).

Водные растворы щелочей изменяют окраску индикаторов: в их присутствии лакмус синеет, бесцветный фенолфталеин становится малиновым, метиловый оранжевый – желтым. Щелочи получают, растворяя в воде оксиды щелочных и щелочно-земельных металлов.

Основания реагируют с кислотными оксидами и кислотами с образованием соли и воды и не реагируют с основными оксидами и щелочами:

Fe(OH)₂ + 2HCl = FeCl₂ + 2H₂O; Fe(OH)₂ + NaOH ≠.

Нерастворимые основания разлагаются при нагревании.

Амфотерные гидроксиды проявляют как основные, так и кислотные свойства. К ним относятся, например, Cr(OH)₃ , Zn(OH)₂ , Be(OH) ₂ , Al(OH)₃ и др.

Получение

1. Взаимодействие металла с водой

2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂.

2. Взаимодействие оксида с водой

Na₂O + H₂O = 2NaOH.

3. Разложение соли водой (гидролиз)

Al₂S₃ + 6H₂O = H₂S + 2Al(OH)₃.

4. Взаимодействие соли и щелочи

CrCl₃ + 3NaOH = Cr(OH)₃ + 3NaCl.

Химические свойства

1. Щелочь + кислотный оксид = соль + вода

Ba(OH)₂ + N₂O₅ = Ba(NO₃)₂ + H₂O; 2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O

2. Щелочь + кислота = соль + вода

3KOH + H₃PO₄ = K₃PO₄ + 3H₂O; Ba(OH)₂ + 2HNO₃ = Ba(NO₃)₂ + 2H₂O

3. Щелочь + амфотерный оксид = соль + вода

2NaOH + ZnO + H₂O = Na₂[Zn(OH)₄]

4. Щелочь + амфотерный гидроксид = соль (в водном растворе)

2NaOH + Zn(OH)₂ = Na₂[Zn(OH)₄]; NaOH + Al(OH)₃ = Na[Al(OH)₄]

5. Щелочь + растворимая соль = нерастворимое основание + соль

Ca(OH)₂ + Cu(NO₃)₂ = Cu(OH)₃ + Ca(NO₃)₂; 3KOH + FeCl₃ = Fe(OH)₃ + 3KCl.

6. Щелочь + металл (Al, Zn) + вода = соль + водород

2NaOH + Zn + 2H₂O = Na₂[Zn(OH)₄] + H₂;

2KOH + 2Al + 6H₂O = 2K[Al(OH)₄] + 3H₂.

Кислоты.

Кислоты — это электролиты, при диссоциации которых в качестве катионов образуются ионы водорода (H⁺) и анионы кислотных остатков:

H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻;

HCO₃ ⇌ H⁺ + CO₃⁡²⁻;

По числу кислых атомов водорода кислоты разделяются на одноосновные (HNO₃), двухосновные (H₂SO₄ ) трехосновные (H₃PO₄).

По наличию кислорода в своем составе кислоты делятся на бескислородные (например, HCl, HBr, H₂S) и кислородосодержащие (например, HNO₃, H₂SO₄, H₃PO₄). В растворах кислот индикаторы меняют свою окраску: лакмус становится красным.

По силе и устойчивости:

Сильные кислоты. Бескислородные кислоты HCl, HBr, HI и некоторые высшие кислородосодержащие кислоты H₂SO₄, HNO₃, HClO₄.

Слабые кислоты. Слабые и растворимые кислоты H₃PO₄, CH₃COOH, HF, летучие и неустойчивые кислоты H₂S, H₂CO₃, H₂SO₃, нерастворимые в воде кислоты H₂SiO₃, H₃BO₃.

Кислоты взаимодействуют с металлами, стоящими левее водорода в электрохимическом ряду напряжений (ряд активностей металлов), образуют соли и выделяют водород:

2Al + 3H₂SO₄ разбавл. → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑.

Водород не выделяется при взаимодействии металлов с азотной и концентрированный серной кислотами. Кислоты реагируют с основными оксимами и основаниями, образуя соль и воду.

Получение

1. Взаимодействие кислотного оксида с водой

SO₃ + H₂0 = H₂SO₄.

2. Вытеснение летучих кислот

2NaCl + H₂SO₄ (конц.) = Na₂SO₄ + 2HCl↑.

3. Взаимодействие соли и кислоты с образованием нерастворимой соли

BaCl₂+ H₂SO₄ = BaSO₄ ↓ + 2HCl.

4. Взаимодействие водорода с элементом с образованием бескислородной кислоты

H₂ + S = H₂S.

Химические свойства.

1. Кислота + основный оксид = соль + вода.

2HNO₃ + CuO = Cu(NO₃)₂ + H₂O

3H₂SO₄ + Fe₂O₃ = Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O

2. Кислота + амфотерный оксид = соль + вода

3H₂SO₄ + Cr₂O₃ = Cr₂(SO₄)₃ + 3H₂O

2HBr + ZnO = ZnBr₂ + H₂O

3. Кислота + основание = соль + вода

H₂SiO₃ + 2KOH = K₂SiO₃ + 2H₂O

2HBr + Ni(OH)₂ = NiBr₂ + 2H₂O

4. Кислота + амфотерный гидроксид = соль + вода

3HCl + Cr(OH)₃ = CrCl₃ + 3H₂O

2HNO₃ + Zn(OH)₂ = Zn(NO₃)₂ + 2H₂O

5. Сильная кислота + соль слабой кислоты = слабая кислота + соль сильной кислоты

2HBr+ CaCO₃ = CaBr₂ + H₂O + CO₂

H₂S + K₂SiO₃ = K₂S + H₂SiO₃

6. Кислота + металл (находящийся в ряду напряжений левее водорода) = соль + водород

2HCl + Zn = ZnCl₂ + H₂

H₂SO₄ (разб.) + Fe = FeSO₄ + H₂

Важно: кислоты окислители (HNO3, конц. H2SO4) реагируют с метеллами по-другому.

Соли

Соли - электролиты, при диссоциации которых образуются катионы основных остатков и анионы кислотных остатков. Соли делятся на средние, кислые и основные. Средние соли, например Na2CO₃, K2SO4, Ca₃(PO4)₂, можно рассматривать как продукты полного замещения катионов водорода в кислоте катионами металла или как продукты полного замещения гидроксо-групп основания кислотными остатками. Уравнения диссоциации средних солей можно записать так:

K₃PO₄ = 3K⁺ + PO₄³⁻; NH₄Cl = NH₄⁺ + Cl⁻.

Кислые соли - продукты неполного замещения катионов водорода многоосновных кислот катионами металла. Их образуют только многоосновные кислоты. Кислыми солями являются, например, NaHCO₃, Ca(H₂PO₄)₂, KHSO₃. Диссоциацию кислой соли можно выразить уравнением

NaHCO₃ = Na⁺ + HCO₃⁻.

Анион HCO₃⁻ подвергается дальнейшей диссоциации в незначительной степени.

Основные соли по составу являются продуктами неполного замещения гидроксогрупп основания кислотными остатками . Основные соли, например, (CuOH)₂CO₃, AlOH(NO₃)₂, FeOHCl, образуются только многокислотными основаниями. Диссоциация основной соли выражается уравнением

MgOHCl = MgOH⁺ + Cl⁻.

Катион MgOH⁺ подвергается незначительной дальнейшей диссоциации.

Кислые и основные соли превращаются в средние при действии щелочи на кислую соль:

NaHSO₃ + NaOH = Na₂SO₃ + H₂O;

Ca(H₂PO₄)₂ + 2Ca(OH)₂ = Ca₃(PO₄)₂ + 4H₂O,

а также при действии кислоты на основную соль

(CuOH)₂SO₄ + H₂SO₄ = 2CuSO₄ + 2H₂0.

Получение

1. Взаимодействие простых веществ

2K + S = K₂S.

2. Взаимодействие оксидов

K₂O + SO₃ = K₂SO₄.

3. Взаимодействие кислот и оснований (нейтрализация)

H₂SO4 + 2NaOH = Na₂SO₄ + 2H₂O.

4. Взаимодействие соли и кислоты

2NaCl + H₂SO₄ (конц.) = Na₂SO₄ + 2HCl↑.

5. Взаимодействие соли и щелочи

CuCl₂ + 2NaOH = 2NaCl + Cu(OH)₂↓.

6. Взаимодействие двух солей (обменная реакция)

CuSO₄ + BaCl₂ = CuCl₂ + BaSO₄↓.

7. Взаимодействие оксида с кислотой

CuO + 2HCl = CuCl₂ + H₂O.

8. замещение водорода

Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑

9. Замещение металла

Zn + CuSO₄ = ZnSO₄ + Cu.

10. Термолиз кислых солей

2NaHCO₃ = Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O.

11. Взаимодействие двух солей (присоединение)

K₂SO₄ + Al₂(SO₄)₃ = 2KAl(SO₄)₂.

12. Взаимодействие двух солей (комплексообразование)

CuCl₂ + 2KCl = K₂[CuCl₄]

Химические свойства

1. Соль слабой кислоты + сильная кислота = соль сильной кислоты + слабая кислота

Na₂SiO₃ + 2HNO₃ = 2NaNO₃ + H₂SiO₃

BaCO₃ + 2HCl = BaCl₂ + H₂O + CO₂(H₂CO₃)

2. Растворимая соль + растворимая соль = нерастворимая соль + соль

Pb(NO₃)₂ + K₂S = PbS + 2KNO₃

CaCl₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃ + 2NaCl

3. Растворимая соль + щелочь = соль + нерастворимое основание

Cu(NO₃)₂ + 2NaOH = 2NaNO₃ + Cu(OH)₂

2FeCl₃ + 3Ba(OH)₂ = 3BaCl₂ + 2Fe(OH)₃

4. Растворимая соль металла (*) + металл (**) = соль металла (**) + металл (*)

Zn + CuSO₄ = ZnSO₄ + Cu

Cu + 2AgNO₃ = Cu(NO₃)₂ + Ag

Важно: металл (**) должен находиться в ряду напряжений левее металла (*). Металл (**) НЕ должен реагировать с водой.

Экспериментальные результаты.