Физические и химические свойства оснований
Fe(OH)2 ↔ Fe2+ + 2OH—;
NH3 + H2O ↔ NH4OH ↔ NH4+ + OH— .
Все неорганические основания классифицируют на растворимые в воде (щелочи) – NaOH, KOH и нерастворимые в воде (Ba(OH)2, Ca(OH)2). В зависимости от проявляемых химических свойств среди оснований выделяют амфотерные гидроксиды.
Химические свойства оснований
При действии индикаторов на растворы неорганических оснований происходит изменение их окраски, так, при попадании в раствор основания лакмус приобретает синюю окраску, метилоранж – жёлтую, а фенолфталеин – малиновую.
Неорганические основания способны реагировать с кислотами с образованием соли и воды, причем, нерастворимые в воде основания взаимодействуют только с растворимыми в воде кислотами:
Cu(OH)2↓ + H2SO4 = CuSO4 +2H2O;
NaOH + HCl = NaCl + H2O.
Нерастворимые в воде основания термически неустойчивы, т.е. при нагревании они подвергаются разложению с образованием оксидов:
2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3 H2O;
Mg(OH)2 = MgO + H2O.
Щелочи (растворимые в воде основания) взаимодействуют с кислотными оксидами с образованием солей:
NaOH + CO2 = NaHCO3.
Щелочей также способны вступать в реакции взаимодействия (ОВР) с некоторыми неметаллами:
2NaOH + Si + H2O → Na2SiO3 +H2↑.
Некоторые основания вступают в реакции обмена с солями:
Ba(OH)2 + Na2SO4 = 2NaOH + BaSO4↓.
Амфотерные гидроксиды (основания) проявляют также свойства слабых кислот и реагируют с щелочами:
Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4].
К амфотерным основаниям относятся гидроксиды алюминия, цинка. хрома (III) и др.
Физические свойства оснований
Большинство оснований – твердые вещества, которые характеризуются различной растворимостью в воде. Щелочи – растворимые в воде основания – чаще всего твердые вещества белого цвета. Нерастворимые в воде основания могут иметь различную окраску, например, гидроксид железа (III)- твердое вещество бурого цвета, гидроксид алюминия – твердое вещество белого цвета, а гидроксид меди (II) – твердое вещество голубого цвета.
Получение оснований
Основания получают разными способами, например, по реакции:
— обмена
CuSO4 + 2KOH → Cu(OH)2↓ + K2SO4;
K2CO3 + Ba(OH)2 → 2KOH + BaCO3↓;
— взаимодействия активных металлов или их оксидов с водой
2Li + 2H2O→ 2LiOH +H2↑;
BaO + H2O→ Ba(OH)2↓;
— электролиза водных растворов солей
2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2 ↑+ Cl2↑.
Примеры решения задач
| Задание | Вычислите практическую массу оксида алюминия (выход целевого продукта составляет 92%) по реакции разложения гидроксида алюминия массой 23,4 г. |
| Решение |
Запишем уравнение реакции:
2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O. Молярная масса гидроксида алюминия, рассчитанная с использованием таблицы химических элементов Д.И. Менделеева – 78 г/моль. Найдем количество вещества гидроксида алюминия: v(Al(OH)3) = m(Al(OH)3)/M(Al(OH)3); v(Al(OH)3) = 23,4/78 = 0,3 моль. Согласно уравнению реакции v(Al(OH)3): v(Al2O3) = 2:1, следовательно, количество вещества оксида алюминия составит: v(Al2O3) = 0,5 × v(Al(OH)3); v(Al2O3) = 0,5 ×0,3 = 0,15 моль. Молярная масса оксида алюминия, рассчитанная с использованием таблицы химических элементов Д.И. Менделеева – 102 г/моль. Найдем теоретическую массу оксида алюминия: m(Al2O3)th = 0,15×102 = 15,3 г. Тогда, практическая масса оксида алюминия составляет: m(Al2O3)pr = m(Al2O3)th × 92/100; m(Al2O3)pr = 15,3×0,92 = 14 г. |
| Ответ | Масса оксида алюминия — 14 г. |
| Задание |
Осуществите ряд превращений:
Fe→ FeCl2 → Fe(OH)2 →Fe(OH)3 →Fe(NO3)3 |
| Решение |
Для того, чтобы получить хлорид железа (II) из железа, необходимо растворить его в соляной кислоте:
Fe + 2HCl→ FeCl2 + H2↑. Чтобы получить гидроксид железа (II) и соли железа(II) необходимо подействовать на эту соль щелочью: FeCl2 + 2NaOH→ Fe(OH)2 + 2NaCl. Чтобы получить гидроксид железа (III) из гидроксида железа (II) необходимо его восстановить железо: 4Fe(OH)2 + 2H2O +O2→4Fe(OH)3↓. Чтобы получить соль железа (III) из гидроксида железа (III) необходимо обработать осадок гидроксида железа (III) соответствующей кислотой: Fe(OH)3 + 3HNO3→Fe(NO3)3 + 3 H2O. |
