Свойства оснований

Физические свойства. Все основания – белые или окрашенные в различные цвета твёрдые вещества. Щёлочи, за исключением гидроксида кальция, хорошо растворимы в воде. Гидроксиды щелочных металлов гигроскопичны: притягивая из воздуха влагу, они постепенно «расплываются».

Химические свойства.

а) Э л е к т р о л и т и ч е с к а я д и с с о ц и а ц и я и д е й с т в и е н а

и н д и к а т о р ы.

Все щёлочи – сильные электролиты, относящиеся к сильным основаниям. В водных растворах они необратимо и полностью диссоциируют на ионы:

NaOH → Na⁺ + OH^–; Ba(OH)₂ → Ba²⁺ + 2OH^–.

Наличие в растворах щелочей гидроксид-ионов OH^– обусловливает их общие свойства. Так, например, растворы всех щелочей скользкие на ощупь, едкие, разрушают кожу и ткани. Они изменяют окраску индикаторов: лакмуса с фиолетовой на синюю, метилоранжа – с оранжевой на жёлтую, фенолфталеина – с бесцветной на малиновую.

Гидрат аммиака NH₃ · H₂O («гидроксид аммония NH₄OH») – слабый электролит, диссоциирующий в растворах обратимо и частично:

NH₃ · H₂O ↔ NH₄⁺ + OH^–.

Вследствие этого в растворах данного основания, в отличие от щелочей, концентрация ионов OH^– невелика, однако она достаточна для изменения окраски индикаторов.

б) В з а и м о д е й с т в и е с к и с л о т а м и.

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

В образующейся соли степень окисления металла такая же, как в исходном основании, а заряд кислотного остатка такой же, как в исходной кислоте.

Примеры реакций, протекающих в соответствии с указанной схемой:

+ 2 = + 2H₂O;

гидроксид хлорово- хлорид вода

кальция дородная кальция

кислота

2 + = + 2H₂O;

гидроксид серная сульфат вода.

натрия кислота натрия

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

Реакция между щёлочью и кислотой, в результате которой образуется нейтральный раствор, называется реакцией нейтрализации.

в) В з а и м о д е й с т в и е с к и с л о т н ы м и о к с и д а м и.

Все щёлочи реагируют с кислотными оксидами по общей схеме:

В состав соли входит остаток той кислоты, которая соответствует кислотному оксиду, вступающему в реакцию. Например, если в реакцию вступает кислотный оксид CO₂, которому соответствует кислота H₂ CO₃ (указана в скобках), то в состав соли будет входить остаток этой кислоты, т. е. CO₃:

+ = + H₂O.

гидроксид оксид карбонат вода

калия углерода(IV) калия

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

3 + = + 3H₂O.

гидроксид оксид фосфат вода

кальция фосфора(V) кальция

г) В з а и м о д е й с т в и е с с о л я м и.

Все щёлочи реагируют с солями по общей схеме:

Реакции этого типа относятся к реакциям обмена, поскольку в процессе взаимодействия исходные вещества – щёлочь и соль – обмениваются своими составными частями.

В результате таких реакций обычно выпадает осадок (↓) какого-либо одного нового вещества, например:

2KOH + CuSO₄ = Cu(OH)₂↓ + K₂SO₄;

гидроксид сульфат гидроксид сульфат

калия меди(II) меди(II) калия

Ca(OH)₂ + K₂CO₃ = 2KOH + Ca CO₃↓.

гидроксид карбонат гидроксид карбонат

кальция калия калия кальция

д) Т е р м и ч е с к о е р а з л о ж е н и е.

Все нерастворимые основания при нагревании разлагаются по общей схеме:

нерастворимое основание

ОКСИД металла

+

ВОДА

Примеры реакций:

Сu(OH)₂ CuO + H₂O; 2Fe(OH)₃ Fe₂O₃ + 3H₂O

гидроксид оксид гидроксид оксид

меди(II) меди(II) железа(III) железа(III).

Амфотерныеоснования обладают свойствами как типичных оснований, так и кислот, т. е. они взаимодействуют и с кислотами, и со щелочами. В обоих случаях образуется соль и вода. Например, амфотерный гидроксид цинка взаимодействует с соляной кислотой согласно уравнению:

Zn(OH)₂ + 2HCl = ZnCl₂ + 2H₂O

При взаимодействии этого гидроксида с расплавленной щелочью образуется цинкат – соль несуществующей «цинковой кислоты» H₂ZnO₂ (это – формула гидроксида цинка Zn(OH)₂, записанная в виде кислоты: Zn(OH)₂ = H₂ZnO₂). Поэтому уравнение данной реакции имеет вид:

Zn(OH)₂ + 2NaOH _(распл) Na₂ZnO₂ + 2H₂O.

Если же амфотерный гидроксид реагирует со щёлочью не в расплаве, а в водном растворе, то в результате реакции образуется комплексное соединение:

Zn(OH)₂ + 2NaOH = (Na₂ZnO₂ · 2H₂O) = Na₂[Zn(OH)₄].

Так же взаимодействуют с кислотами и щелочами амфотерные гидроксиды бериллия, олова(II) и свинца(II).

Амфотерный гидроксид алюминия реагирует с азотной кислотой согласно уравнению:

Al(OH)₃ + 3HNO₃ = Al(NO₃)₃ + 3H₂O.

При взаимодействии этого гидроксида с расплавленной щелочью могут образоваться соли несуществующих «алюминиевых кислот» H₃AlO₃ и HAlO₂ – соответственно ортоалюминаты и метаалюминаты. Поэтому уравнения указанных реакций имеют вид:

Al(OH)₃ + 3NaOH _(распл) Na₃AlO₃ + 3H₂O;

Al(OH)₃ + NaOH _(распл) NaAlO₂ + 2H₂O;

При взаимодействии гидроксида алюминия со щёлочью в водном растворе образуются комплексные соединения:

Al(OH)₃ + 3NaOH = (Na₃AlO₃ · 3H₂O) = Na₃[Al(OH)₆];

Al(OH)₃ + NaOH = (NaAlO₂ · 2H₂O) = Na[Al(OH)₄].

Амфотерные гидроксиды взаимодействуют как с кислотными, так и с оснóвными оксидами с образованием солей:

2Al(OH)₃ + 3SO₃ = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O; 3Zn(OH)₂ + P₂O₅ Zn₃(PO₄)₂ + 3H₂O;

2Al(OH)₃ + Na₂O 2NaAlO₂ + 3H₂O; Be(OH)₂ + CaO CaBeO₂ + H₂O.