2. OSNOVE

Temelji – to su složene supstance koje se sastoje od atoma metala i jedne ili više hidrokso grupa (OH -).

Sa stanovišta teorije elektrolitičke disocijacije, radi se o elektrolitima (tvari čiji rastvori ili taline provode električnu struju), disocirajući u vodenim rastvorima na metalne katione i anione samo hidroksidnih - OH - jona.

Baze rastvorljive u vodi nazivaju se alkalije. To uključuje baze koje formiraju metali 1. grupe glavne podgrupe (LiOH, NaOHi drugi) i zemnoalkalni metali (C a(OH) 2,Sr(OH) 2, Va (OH) 2). Baze formirane od metala drugih grupa periodični sistem praktično nerastvorljiv u vodi. Alkalije u vodi potpuno disociraju:

NaOH® Na + + OH - .

PolyacidBaze u vodi se razdvajaju u koracima:

Ba( OH) 2 ® BaOH + + OH - ,

Ba( OH) + Ba 2+ + OH -.

C tupdisocijacija baza objašnjava nastanak bazičnih soli.

Osnovna nomenklatura.

Osnove se zovu na sljedeći način: prvo se izgovara riječ "hidroksid", a zatim metal koji je formira. Ako metal ima promjenjivu valenciju, onda je to naznačeno u nazivu.

KOH, kalijum hidroksid;

Ca( Oh ) 2 – kalcijum hidroksid;

Fe( Oh ) 2 – gvožđe hidroksid ( II);

Fe( Oh ) 3 – gvožđe hidroksid ( III);

Prilikom sastavljanja osnovnih formula pod pretpostavkom da je molekul električno neutralan. Hidroksidni jon uvek ima naelektrisanje (-1). U osnovnoj molekuli, njihov broj je određen pozitivnim nabojem metalnog kationa. Hidrokogrupa je zatvorena u zagradama, a indeks za izjednačavanje naboja nalazi se dole desno iza zagrada:

Ca +2 (OH) - 2, Fe 3 +( OH) 3 - .

po sljedećim osnovama:

1. Po kiselosti (prema broju OH grupa - u baznom molekulu): monokiselina -NaOH, KOH , polikiselina - Ca (OH) 2, Al (OH) 3.

2. Po rastvorljivosti: rastvorljiv (alkalijski) -LiOH, KOH , nerastvorljiv - Cu (OH) 2, Al (OH) 3.

3. Po jačini (prema stepenu disocijacije):

a) jaka α = 100%) - sve rastvorljive bazeNaOH, LiOH, Ba(OH ) 2 , teško rastvorljiv Ca(OH)2.

b) slab ( α < 100 %) – все нерастворимые основания Cu (OH) 2, Fe (OH) 3 i rastvorljivi NH 4 OH.

4. Po hemijskim svojstvima: osnovni - C a(OH) 2, N / A HE; amfoterično - Zn (OH) 2, Al (OH) 3.

Temelji

To su hidroksidi zemnoalkalnih i zemnoalkalnih metala (i magnezijuma), kao i metali u minimalnom oksidacionom stanju (ako ima promenljivu vrednost).

Na primjer: NaOH, LiOH, mg ( OH) 2, Ca (OH) 2, Cr (OH) 2, Mn(OH) 2 .

Potvrda

1. Interakcija aktivni metal sa vodom:

2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2

Ca + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + H 2

Mg + 2 H 2 O mg ( Oh) 2 + H 2

2. Interakcija osnovnih oksida sa vodom (samo za alkalne i zemnoalkalne metale):

Na 2 O + H 2 O → 2NaOH,

CaO+ H 2 O → Ca(OH)2.

3. Industrijska metoda za dobijanje alkalija je elektroliza rastvora soli:

2NaCI + 4H 2 O 2NaOH + 2H 2 + CI 2

4. Interakcija rastvorljivih soli sa alkalijama, a za nerastvorljive baze je jedini način da se dobije:

Na 2 SO 4 + Ba(OH) 2 → 2NaOH + BaSO 4

MgSO 4 + 2NaOH → Mg (OH) 2 + Na 2 SO 4.

Fizička svojstva

Sve baze su čvrste materije. Nerastvorljivo u vodi, osim alkalija. Alkalije su bijele kristalne tvari, sapunaste na dodir, koje uzrokuju teške opekotine pri kontaktu sa kožom. Zbog toga se nazivaju "kaustičnim". Prilikom rada sa alkalijama potrebno je pridržavati se određenih pravila i upotrebe individualna sredstva zaštita (naočare, gumene rukavice, pinceta itd.).

Ako lužina dospije na kožu, operite ovo mjesto velika količina vode dok sapunavost ne nestane, a zatim neutralizirajte otopinom borne kiseline.

Hemijska svojstva

Hemijska svojstva baza sa stanovišta teorije elektrolitičke disocijacije su posljedica prisustva u njihovim otopinama viška slobodnih hidroksida -

OH joni - .

1. Promjena boje indikatora:

fenolftalein - malina

lakmus - plava

metil narandžasta - žuta

2. Interakcija sa kiselinama za stvaranje soli i vode (reakcija neutralizacije):

2NaOH + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + 2H 2 O,

Rastvorljivo

Cu(OH) 2 + 2HCI → CuCI 2 + 2H 2 O.

Nerastvorljivo

3. Interakcija sa kiselim oksidima:

2 NaOH+ SO 3 → Na 2 SO 4 + H 2 O

4. Interakcija sa amfoternim oksidima i hidroksidima:

a) prilikom topljenja:

2 NaOH+ AI 2 O 3 2 NaAIO 2 + H 2 O,

NaOH + AI(OH) 3 NaAIO 2 + 2H 2 O.

b) u rastvoru:

2NaOH + AI 2 O 3 +3H 2 O → 2Na[ AI(OH) 4 ],

NaOH + AI(OH) 3 → Na.

5. Interakcija sa nekima jednostavne supstance(amfoterni metali, silicijum i drugi):

2NaOH + Zn + 2H 2 O → Na 2 [Zn(OH) 4] + H 2

2NaOH+ Si + H 2 O → Na 2 SiO 3 + 2H 2

6. Interakcija sa rastvorljivim solima sa stvaranjem precipitacije:

2NaOH + CuSO 4 → Cu (OH) 2 + Na 2 SO 4,

Ba( OH) 2 + K 2 SO 4 → BaSO 4 + 2KOH.

7. Slabo rastvorljive i nerastvorljive baze se zagrevaju:

Ca( oh)2 CaO + H 2 O,

Cu( oh)2 CuO + H2O.

plava boja crna boja

Amfoterni hidroksidi

To su metalni hidroksidi ( Be (OH) 2, AI (OH) 3, Zn (OH ) 2) i metali u srednjem oksidacionom stanju (Cr(OH) 3, Mn(OH) 4).

Potvrda

Amfoterni hidroksidi se dobijaju interakcijom rastvorljivih soli sa alkalijama uzetim u manjku ili ekvivalentnoj količini, jer. u višku se rastvaraju:

AICI 3 + 3NaOH → AI(OH) 3 +3NaCI.

Fizička svojstva

To su čvrste materije, praktično nerastvorljive u vodi.Zn( OH) 2 - bijela, Fe (OH) 3 - smeđa boja.

Hemijska svojstva

Amfoterično Hidroksidi pokazuju svojstva baza i kiselina, te stoga stupaju u interakciju i sa kiselinama i sa bazama.

1. Interakcija s kiselinama za stvaranje soli i vode:

Zn(OH) 2 + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + 2H 2 O.

2. Interakcija sa rastvorima i topljenjem alkalija sa stvaranjem soli i vode:

AI( OH)3+ NaOHNa,

Fe 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O,

2Fe(OH) 3 + Na 2 O 2NaFeO 2 + 3H 2 O.

Lab #2

Priprema i hemijska svojstva baza

Cilj: naučiti o hemijskim svojstvima baza i kako ih dobiti.

Staklo i reagensi: epruvete, špiritus lampa. Set indikatora, magnezijska traka, otopine soli aluminija, željeza, bakra, magnezija; alkalna( NaOH, KOH), destilovana voda.

Iskustvo broj 1. Interakcija metala sa vodom.

U epruvetu sipajte 3-5 cm3 vode i umočite u nju nekoliko komada sitno iseckane magnezijum trake. Zagrijte na alkoholnoj lampi 3-5 minuta, ohladite i dodajte 1-2 kapi otopine fenolftaleina. Kako se promijenila boja indikatora? Uporedite sa tačkom 1 na str. 27. Napišite jednačinu reakcije. Koji metali stupaju u interakciju sa vodom?

Iskustvo broj 2. Priprema i svojstva nerastvorljivog

osnove

U epruvetama sa razblaženim rastvorima soli MgCI 2, FeCI 3 , CuSO 4 (5-6 kapi) dodajte 6-8 kapi razrijeđenog alkalnog rastvora NaOH prije formiranja padavina. Obratite pažnju na njihovu obojenost. Napišite jednačine reakcije.

Podijelite nastali plavi talog Cu (OH) 2 u dvije epruvete. U jednu od njih dodajte 2-3 kapi razrijeđene otopine kiseline, u drugu istu količinu lužine. U kojoj epruveti je uočeno otapanje taloga? Napišite jednačinu reakcije.

Ponovite ovaj eksperiment sa dva druga hidroksida dobijena reakcijama razmene. Zabilježite uočene pojave, zapišite jednačine reakcija. Donesite opći zaključak o sposobnosti baza da stupaju u interakciju sa kiselinama i alkalijama.

Iskustvo br. 3. Priprema i svojstva amfoternih hidroksida

Ponovite prethodni eksperiment sa rastvorom soli aluminijuma ( AICI 3 ili AI 2 (SO 4 ) 3). Posmatrajte stvaranje bijelog sirastog taloga aluminij hidroksida i njegovo otapanje pri dodatku i kiseline i lužine. Napišite jednačine reakcije. Zašto aluminijum hidroksid ima svojstva i kiseline i baze? Koje druge amfoterne hidrokside poznajete?

Nerastvorljiva baza: bakar hidroksid

Temelji- nazivaju se elektroliti, u čijim rastvorima nema anjona, osim hidroksidnih jona (anioni su joni koji imaju negativan naboj, u ovom slučaju to su OH - joni). Naslovi osnove sastoji se od tri dijela: riječi hidroksid , kojem se dodaje naziv metala (in genitiv). Na primjer, bakar hidroksid(Cu(OH) 2). Za neke osnove mogu se koristiti stari nazivi, na primjer natrijev hidroksid(NaOH) - natrijum alkal.

Natrijev hidroksid, natrijev hidroksid, natrijum alkal, kausticna soda- Sve su to iste stvari hemijska formula koji NaOH. Anhidrovano natrijev hidroksid je bijela kristalna supstanca. Rastvor je bistra tečnost koja se ne razlikuje od vode. Budite oprezni prilikom upotrebe! Kaustična soda jako opeče kožu!

Klasifikacija baza se zasniva na njihovoj sposobnosti da se otapaju u vodi. Neka svojstva baza zavise od rastvorljivosti u vodi. dakle, osnove koji su rastvorljivi u vodi nazivaju se alkali. To uključuje natrijum hidroksidi(NaOH), kalijum hidroksida(KOH), litijum (LiOH), ponekad se dodaju njihovom broju i kalcijum hidroksid(Ca (OH) 2)), iako je u stvari slabo rastvorljiva supstanca bijele boje(gašeno vapno).

Dobivanje osnova

Dobivanje osnova i alkalije može se proizvesti Različiti putevi. Za dobijanje alkalije može biti korišteno hemijska interakcija metal sa vodom. Takve reakcije se odvijaju uz vrlo veliko oslobađanje topline, sve do paljenja (do paljenja dolazi zbog oslobađanja vodika tijekom reakcije).

2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2

Živo vapno - CaO

CaO + H 2 O → Ca (OH) 2

Ali ove metode nisu pronađene u industriji. praktična vrijednost, naravno, pored dobijanja kalcijum hidroksida Ca(OH) 2 . Potvrda natrijev hidroksid i kalijum hidroksida povezano sa upotrebom električna struja. Sa elektrolizom vodeni rastvor natrijum ili kalijum hlorid, na katodi se oslobađa vodonik, a na anodi hlor, dok se u rastvoru gde dolazi do elektrolize akumulira alkalija!

KCl + 2H 2 O → 2KOH + H 2 + Cl 2 (ova reakcija se odvija kada se kroz rastvor prođe električna struja).

Nerastvorljive baze opsjedati alkalije iz rastvora odgovarajućih soli.

CuSO 4 + 2NaOH → Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4

Osnovna svojstva

alkalije otporan na toplotu. Natrijev hidroksid možete rastopiti i dovesti do ključanja, dok se neće raspasti. alkalije lako reagiraju s kiselinama, što rezultira stvaranjem soli i vode. Ova reakcija se naziva i reakcija neutralizacije.

KOH + HCl → KCl + H2O

alkalije interakciju s kiselim oksidima, zbog čega nastaju sol i voda.

2NaOH + CO 2 → Na 2 CO 3 + H 2 O

Nerastvorljive baze, za razliku od alkalija, nisu termički stabilne supstance. Neki od njih, npr. bakar hidroksid, raspadaju se pri zagrevanju,

Cu(OH) 2 + CuO → H 2 O
drugi - čak i na sobnoj temperaturi (na primjer, srebrni hidroksid - AgOH).

Nerastvorljive baze u interakciji s kiselinama, reakcija se odvija samo ako se sol koja nastaje tijekom reakcije otopi u vodi.

Cu(OH) 2 + 2HCl → CuCl 2 + 2H 2 O

Otapanje alkalnog metala u vodi s promjenom boje indikatora u svijetlocrvenu

Alkalni metali su metali koji reaguju sa vodom i nastaju alkalija. Tipičnom predstavniku alkalni metali odnosi se na natrijum Na. Natrijum je lakši od vode, pa se njegova hemijska reakcija sa vodom odvija na njegovoj površini. Aktivno se otapajući u vodi, natrijum istiskuje vodonik iz nje, dok formira natrijum alkalije (ili natrijum hidroksid) - kaustičnu sodu NaOH. Reakcija se odvija na sljedeći način:

2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2

Svi alkalni metali se ponašaju na sličan način. Ako se prije početka reakcije u vodu doda indikator fenolftalein, a zatim se komadić natrijuma umoči u vodu, tada će natrijum kliziti kroz vodu, ostavljajući iza sebe svijetlo ružičasti trag nastale lužine (alkalne mrlje fenolftalein in roze boje)

gvožđe hidroksid

gvožđe hidroksid je osnova. Gvožđe, u zavisnosti od stepena svoje oksidacije, formira dve različite baze: gvožđe hidroksid, gde gvožđe može imati valencije (II) - Fe (OH) 2 i (III) - Fe (OH) 3. Kao i baze koje formira većina metala, obje baze željeza su netopive u vodi.

gvožđe hidroksid(II) - bijela želatinasta supstanca (talog u rastvoru), koja ima jaka redukciona svojstva. osim toga, gvožđe hidroksid(II) veoma nestabilan. Ako do rješenja gvožđe hidroksid(II) dodati malo lužine, tada će ispasti zeleni talog koji prilično brzo potamni i prelazi u smeđi talog željeza (III).

gvožđe hidroksid(III) ima amfoterna svojstva, ali kiselinska svojstva mnogo je manje izražen. Get gvožđe hidroksid(III) moguće kao rezultat hemijska reakcija izmjena između soli željeza i alkalija. Na primjer

Fe 2 (SO 4) 3 + 6 NaOH → 3 Na 2 SO 4 +2 Fe (OH) 3

Baze su složene veze, uključujući dvije glavne strukturne komponente:

1. Hidrokso grupa (jedna ili više). Stoga je, inače, drugo ime ovih supstanci "hidroksidi".
2. Atom metala ili amonijum jon (NH4+).

Naziv baze dolazi od kombinacije naziva obje njene komponente: na primjer, kalcijum hidroksid, bakar hidroksid, srebrni hidroksid itd.

Jedini izuzetak od opšte pravilo formiranje baze treba uzeti u obzir kada je hidrokso grupa vezana ne za metal, već za amonijum kation (NH4+). Ova tvar nastaje kada se amonijak otopi u vodi.

Ako govorimo o svojstvima baza, onda treba odmah napomenuti da je valencija hidrokso grupe jednaka jedan, odnosno, broj ovih grupa u molekuli će direktno ovisiti o tome koja valencija metala koji ulaze u reakciju imati. Primjeri u ovom slučaju su formule takvih supstanci kao što su NaOH, Al(OH)3, Ca(OH)2.

Hemijska svojstva baze se manifestuju u njihovim reakcijama sa kiselinama, solima, drugim bazama, kao i u njihovom delovanju na indikatore. Konkretno, alkalije se mogu odrediti izlaganjem određenog indikatora njihovom rastvoru. U tom će slučaju primjetno promijeniti boju: na primjer, postat će plava od bijele, a fenolftalein će postati grimiz.

Hemijska svojstva baza, koja se očituju u njihovoj interakciji sa kiselinama, dovode do poznatih reakcija neutralizacije. Suština takve reakcije je da atomi metala, spajajući kiselinski ostatak, formiraju sol, a hidrokso grupa i vodikov ion, kada se spoje, pretvaraju se u vodu. Ova reakcija se naziva reakcijom neutralizacije jer nakon nje ne ostaje alkalija ili kiselina.

Karakteristične hemijske osobine baza se očituju iu njihovoj reakciji sa solima. Treba napomenuti da samo alkalije reaguju sa rastvorljivim solima. Strukturne karakteristike ovih tvari dovode do činjenice da se kao rezultat reakcije formiraju nova sol i nova, najčešće netopiva baza.

Konačno, hemijska svojstva baza savršeno se očituju tokom termičkog izlaganja - zagrijavanja. Ovdje, prilikom izvođenja određenih eksperimenata, treba imati na umu da se gotovo sve baze, izuzev lužina, ponašaju izuzetno nestabilno kada se zagrijavaju. Velika većina njih se gotovo trenutno raspada u odgovarajući oksid i vodu. A ako uzmemo osnove metala kao što su srebro i živa, onda unutra normalnim uslovima ne mogu se dobiti, jer počinju da se raspadaju već na sobnoj temperaturi.

Hidroksidi alkalnih metala - u normalnim uslovima su čvrste bele kristalne supstance, higroskopne, sapunaste na dodir, veoma rastvorljive u vodi (njihovo rastvaranje je egzotermni proces), topljive. Hidroksidi zemnoalkalnih metala Ca (OH) 2, Sr (OH) 2, Ba (OH) 2) su bele praškaste supstance, znatno manje rastvorljive u vodi u odnosu na hidrokside alkalnih metala. Baze koje su nerastvorljive u vodi obično se formiraju u obliku gelastih taloga koji se razlažu pri skladištenju. Na primjer, Cu (OH) 2 je plavi želatinozni talog.

3.1.4 Hemijska svojstva baza.

Svojstva baza su zbog prisustva OH - jona. Postoje razlike u svojstvima lužina i baza nerastvorljivih u vodi, ali zajedničko svojstvo je reakcija interakcije sa kiselinama. Hemijska svojstva baza su prikazana u tabeli 6.

Tabela 6 - Hemijska svojstva baza

alkalije	Nerastvorljive baze
Sve baze reaguju sa kiselinama ( reakcija neutralizacije)
2NaOH + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + 2H 2 O	Cr(OH) 2 + 2HC1 = CrC1 2 + 2H 2 O
Baze reaguju sa kiselim oksidima sa stvaranjem soli i vode: 6KOH + P 2 O 5 \u003d 2K 3 RO 4 + 3H 2 O
Alkalije reaguju sa rastvorima soli ako je jedan od produkta reakcije taloži se(tj. ako se formira nerastvorljivo jedinjenje): CuSO 4 + 2KOH \u003d Cu (OH) 2  + K 2 SO 4 Na 2 SO 4 + Ba(OH) 2 = 2NaOH + BaSO 4 	Baze nerastvorljive u vodi i amfoterni hidroksidi raspadaju pri zagrevanju na odgovarajući oksid i vodu: Mn (OH) 2  MnO + H 2 O Cu (OH) 2  CuO + H 2 O
Alkalije se mogu detektovati pomoću indikatora. U alkalnom okruženju: lakmus - plava, fenolftalein - malina, metilnarandžasta - žuta

3.1.5 Osnovni temelji.

NaOH- kaustična soda, kaustična soda. Topljivo (t pl = 320 °C) bijeli higroskopni kristali, vrlo topljivi u vodi. Rastvor je sapun na dodir i opasna je kaustična tečnost. NaOH je jedan od najvažnijih proizvoda hemijske industrije. Potreban je u velikim količinama za prečišćavanje naftnih derivata, a široko se koristi u industriji sapuna, papira, tekstila i drugim industrijama, kao i za proizvodnju umjetnih vlakana.

KOH- kaustična potaša. Bijeli higroskopni kristali, dobro rastvorljivi u vodi. Rastvor je sapun na dodir i opasna je kaustična tečnost. Svojstva KOH su slična osobinama NaOH, ali se kalijev hidroksid koristi mnogo rjeđe zbog veće cijene.

Ca(OH) 2 - gašeno vapno. Bijeli kristali, slabo rastvorljivi u vodi. Otopina se zove "vapnena voda", suspenzija se zove "vapneno mlijeko". Krečna voda se koristi za prepoznavanje ugljičnog dioksida, postaje mutna kada se CO 2 propušta. Hidrirano vapno se široko koristi u građevinskoj industriji kao osnova za proizvodnju veziva.