Растворимые основания. Взаимодействие с кислотными оксидами

Металла и гидроксильной группы (ОН). Например, гидроксид натрия - NaOH , гидроксид кальция - Ca (OH ) 2 , гидроксид бария - Ba (OH ) 2 и т.д.

Получение гидроксидов.

1. Реакция обмена:

CaSO 4 + 2NaOH = Ca(OH) 2 + Na 2 SO 4,

2. Электролиз водных растворов солей:

2KCl + 2H 2 O = 2KOH + H 2 + Cl 2 ,

3. Взаимодействие щелочных и щелочно-земельных металлов или их оксидов с водой:

К + 2 H 2 O = 2 KOH + H 2 ,

Химические свойства гидроксидов.

1. Гидроксиды имеют щелочной характер среды.

2. Гидроксиды растворяются в воде (щелочи) и бывают нерастворимыми. Например, KOH - растворяется в воде, а Ca (OH ) 2 - малорастворим, имеет раствор белого цвета. Металлы 1-ой группы периодической таблицы Д.И. Менделеева дают растворимые основания (гидроксиды).

3. Гидроксиды разлагаются при нагреве:

Cu (OH ) 2 = CuO + H 2 O .

4. Щелочи реагируют с кислотными и амфотерными оксидами :

2KOH + CO 2 = K 2 CO 3 + H 2 O.

5. Щелочи могут реагировать с некоторыми неметаллами при различных температурах по-разному:

NaOH + Cl 2 = NaCl + NaOCl + H 2 O (холод),

NaOH + 3 Cl 2 = 5 NaCl + NaClO 3 + 3 H 2 O (нагрев).

6. Взаимодействуют с кислотами:

KOH + HNO 3 = KNO 3 + H 2 O .

Разделение оснований на группы по различным признакам представлено в таблице 11.

Таблица 11
Классификация оснований

Все основания, кроме раствора аммиака в воде, представляют собой твёрдые вещества, имеющие различную окраску. Например, гидроксид кальция Са(ОН) 2 белого цвета, гидроксид меди (II) Сu(ОН) 2 голубого цвета, гидроксид никеля (II) Ni(OH) 2 зелёного цвета, гидроксид железа (III) Fe(OH) 3 красно-бурого цвета и т. д.

Водный раствор аммиака NH 3 Н 2 O, в отличие от других оснований, содержит не катионы металла, а сложный однозарядный катион аммония NH - 4 и существует только в растворе (этот раствор вам известен под названием нашатырного спирта). Он легко разлагается на аммиак и воду:

Однако, какими бы разными ни были основания, все они состоят из ионов металла и гидроксогрупп, число которых равно степени окисления металла.

Все основания, и в первую очередь щёлочи (сильные электролиты), образуют при диссоциации гидроксид-ионы ОН - , которые и обусловливают ряд общих свойств: мылкость на ощупь, изменение окраски индикаторов (лакмуса, метилового оранжевого и фенолфталеина), взаимодействие с другими веществами.

Типичные реакции оснований

Первая реакция (универсальная) была рассмотрена в § 38.

Лабораторный опыт № 23
Взаимодействие щелочей с кислотами

Запишите два молекулярных уравнения реакций, сущность которых выражается следующим ионным уравнением:

H + + ОН - = Н 2 O.

Проведите реакции, уравнения которых вы составили. Вспомните, какие вещества (кроме кислоты и щёлочи) необходимы для наблюдения за этими химическими реакциями.

Вторая реакция протекает между щелочами и оксидами неметаллов, которым соответствуют кислоты, например,

Соответствует

и т.д.

При взаимодействии оксидов с основаниями образуются соли соответствующих кислот и вода:

Рис. 141.
Взаимодействие щёлочи с оксидом неметалла

Лабораторный опыт № 24
Взаимодействие щелочей с оксидами неметаллов

Повторите опыт, который вы проделывали раньше. В пробирку налейте 2-3 мл прозрачного раствора известковой воды.

Поместите в неё соломинку для сока, которая выполняет роль газоотводной трубки. Осторожно пропускайте через раствор выдыхаемый воздух. Что наблюдаете?

Запишите молекулярное и ионное уравнения реакции.

Рис. 142.
Взаимодействие щелочей с солями:
а - с образованием осадка; б - с образованием газа

Третья реакция является типичной реакцией ионного обмена и протекает только в том случае, если в результате образуется осадок или выделяется газ, например:

Лабораторный опыт № 25
Взаимодействие щелочей с солями

В трёх пробирках слейте попарно по 1-2 мл растворов веществ: 1-я пробирка - гидроксида натрия и хлорида аммония; 2-я пробирка - гидроксида калия и сульфата железа (III); 3-я пробирка - гидроксида натрия и хлорида бария.

Нагрейте содержимое 1-й пробирки и определите по запаху один из продуктов реакции.

Сформулируйте вывод о возможности взаимодействия щелочей с солями.

Нерастворимые основания разлагаются при нагревании на оксид металла и воду, что нехарактерно для щелочей, например:

Fe(OH) 2 = FeO + Н 2 O.

Лабораторный опыт № 26
Получение и свойства нерастворимых оснований

В две пробирки налейте по 1 мл раствора сульфата или хлорида меди (II). В каждую пробирку добавьте по 3-4 капли раствора гидроксида натрия. Опишите образовавшийся гидроксид меди (II).

Примечание . Оставьте пробирки с полученным гидроксидом меди (II) для проведения следующих опытов.

Составьте молекулярное и ионные уравнения проведённой реакции. Укажите тип реакции по признаку «число и состав исходных веществ и продуктов реакции».

Добавьте в одну из пробирок с полученным в предыдущем опыте гидроксидом меди (II) 1-2 мл соляной кислоты. Что наблюдаете?

Используя пипетку, поместите 1-2 капли полученного раствора на стеклянную или фарфоровую пластину и, используя тигельные щипцы, осторожно выпарьте его. Рассмотрите образующиеся кристаллы. Отметьте их цвет.

Составьте молекулярное и ионные уравнения проведённой реакции. Укажите тип реакции по признаку «число и состав исходных веществ и продуктов реакции», «участие катализатора» и «обратимость химической реакции».

Нагрейте одну из пробирок с полученным ранее или выданным учителем гидроксидом меди () (рис. 143). Что наблюдаете?

Рис. 143.
Разложение гидроксида меди (II) при нагревании

Составьте уравнение проведённой реакции, укажите условие её протекания и тип реакции по признакам «число и состав исходных веществ и продуктов реакции», «выделение или поглощение теплоты» и «обратимость химической реакции».

Ключевые слова и словосочетания

1. Классификация оснований.
2. Типичные свойства оснований: взаимодействие их с кислотами, оксидами неметаллов, солями.
3. Типичное свойство нерастворимых оснований: разложение при нагревании.
4. Условия протекания типичных реакций оснований.

Работа с компьютером

1. Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.
2. Найдите в Интернете электронные адреса, которые могут служить дополнительными источниками, раскрывающими содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа. Предложите учителю свою помощь в подготовке нового урока - сделайте сообщение по ключевым словам и словосочетаниям следующего параграфа.

Вопросы и задания

Основания (гидроксиды) – сложные вещества, молекулы которых в своём составе имеют одну или несколько гидрокси-групп OH. Чаще всего основания состоят из атома металла и группы OH. Например, NaOH – гидроксид натрия, Ca(OH) 2 – гидроксид кальция и др.

Существует основание – гидроксид аммония, в котором гидрокси-группа присоединена не к металлу, а к иону NH 4 + (катиону аммония). Гидроксид аммония образуется при растворении аммиака в воде (реакции присоединения воды к аммиаку):

NH 3 + H 2 O = NH 4 OH (гидроксид аммония).

Валентность гирокси-группы – 1. Число гидроксильных групп в молекуле основания зависит от валентности металла и равно ей. Например, NaOH, LiOH, Al (OH) 3 , Ca(OH) 2 , Fe(OH) 3 и т.д.

Все основания – твёрдые вещества, которые имеют различную окраску. Некоторые основания хорошо растворимы в воде (NaOH, KOH и др.). Однако большинство из них в воде не растворяются.

Растворимые в воде основания называются щелочами. Растворы щелочей «мыльные», скользкие на ощупь и довольно едкие. К щелочам относят гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов (KOH, LiOH, RbOH, NaOH, CsOH, Ca(OH) 2 , Sr(OH) 2 , Ba(OH) 2 и др.). Остальные являются нерастворимыми.

Нерастворимые основания – это амфотерные гидроксиды, которые при взаимодействии с кислотами выступают как основания, а со щёлочью ведут себя, как кислоты.

Разные основания отличаются разной способностью отщеплять гидрокси-группы, поэтому признаку они делятся на сильные и слабые основания.

Сильные основания в водных растворах легко отдают свои гидрокси-группы, а слабые – нет.

Химические свойства оснований

Химические свойства оснований характеризуются отношением их к кислотам, ангидридам кислот и солям.

1. Действуют на индикаторы . Индикаторы меняют свою окраску в зависимости от взаимодействия с разными химическими веществами. В нейтральных растворах – они имеют одну окраску, в растворах кислот – другую. При взаимодействии с основаниями они меняют свою окраску: индикатор метиловый оранжевый окрашивается в жёлтый цвет, индикатор лакмус – в синий цвет, а фенолфталеин становится цвета фуксии.

2. Взаимодействуют с кислотными оксидами с образованием соли и воды:

2NaOH + SiO 2 → Na 2 SiO 3 + H 2 O.

3. Вступают в реакцию с кислотами, образуя соль и воду. Реакция взаимодействия основания с кислотой называется реакцией нейтрализации, так как после её окончания среда становится нейтральной:

2KOH + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + 2H 2 O.

4. Реагируют с солями, образуя новые соль и основание:

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

5. Способны при нагревании разлагаться на воду и основной оксид:

Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O.

Остались вопросы? Хотите знать больше об основаниях?
Чтобы получить помощь репетитора – .
Первый урок – бесплатно!

blog.сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

ЦЕЛИ УРОКА:

• Образовательная : изучить основания, их классификацию, способы получения и свойства.
• Развивающая : способствовать закреплению знаний о классах неорганических соединений, развить и углубить представление о гидроксидах.
• Воспитательная: привить интерес к предмету химии, соблюдать правила ТБ при обращении. с основаниями (щелочами).

Оборудование: мультимедиа, компьютер,задания, ПСХЭ, таблица растворимости, щелочи, хлорид меди, индикаторы.

Ход урока

Организационный момент. Проверка домашнего задания.

I. Мотивация урока.

Учитель: Чем можно заменить шампунь, мыло?

Щелок - это консистенция из золы, настоянной на воде. Щелок в экопоселении используется для купания и стирки. В отличие от различных продающихся в магазинах моющих средств, это полностью природное вещество! Мытье волос золой - одно из старинных средств, применявшихся нашими прабабушками. Берёзовая зола - обладает щелочными свойствами вследствие содержания поташа.

II. Объявление темы урока. Целеполагание.

Учитель.Тема урока: "Основания, их классификация и свойства".

III. Актуализация знаний.

Гидроксиды - соединения, состоящие из атомов металлов и гидроксид-ионов.

Основания с точки зрения ТЭД - это электролиты, которые в водных растворах диссоциируют на катионы металла и гидроксид - анионы.

NaOH <-> Na + + OH -

Ba(OH) 2 <-> Ba +2 + 2OH -

IV. Изучение нового материала. Осознание и осмысление.

Учитель. Изучим классификацию оснований:

а) По растворимости в воде: растворимые и нерастворимые

б) По кислотности: однокислотные и двухкислотные

в) По степени электролитической диссоциации: сильные и слабые

Если в соль добавить щёлочь,
На пробирку посмотреть -
Синий выпадет осадок -
Основания- гидроксида меди II.

• Fe(OH) 3 красно-бурый,
• Сr(OH) 3 - cеро-зеленый,
• Co(OH) 2 - темно-фиолетовый,
• Ni(OH) 2 - светло-зеленый.

Учитель. Посмотрите на физические свойства хозяйственного мыло. Щелочи так же мягкие и мылкие на ощупь, изменяют окраску индикаторов. Проведём эксперимент:

Фенолфталеин (бесцв.) + щёлочь -> малиновая окраска

Лакмус (фиолет.) + щёлочь -> синяя окраска

NaOH и КОН - сильные щелочи, при обращении с которыми необходимо соблюдать ТБ.

3. Способы получения оснований

А) Активный металл и вода

Б) основной оксид и вода

(Самостоятельно написать уравнения химических реакций)

4. Рассмотрим химические свойства оснований

А) с кислотами

Б) с кислотными оксидами

В) с амфотерными оксидами

Г) с растворимыми солями

Д) изменяют цвет индикаторов. (Дем. опыт)

А). Основание + кислота > соль + вода

(реакция обмена)

2NaOH + H 2 SO 4 -> Na 2 SO4 + 2H 2 O

OH - + H + -> H 2 O

Cu(OH) 2 + 2HCl -> CuCl 2 + 2H 2 O

Cu(OH) 2 + 2H + -> Cu +2 + 2H 2 O

Б) Основание + кислотный оксид -> соль + вода (реакция обмена)

Р 2 О 5 + 6КОН -> 2К 3 РО 4 + 3Н 2 О

Р 2 О 5 + 6OH - -> 2РО 4 3- + 3Н 2 О

2NaOH + N 2 O 5 -> 2NaNO 3 + Н 2 О

2OH - + N 2 O 5 -> 2NO 3 - + Н 2 О

Учитель. Взаимодействие щелочей с солями сопровождается образованием новой соли и нового основания и подчиняется закону Бертолле. Закон Бертолле основной закон направления обратимых хим. взаимодействий, который можно формулировать так: всякий химический процесс протекает в сторону максимального образования тех продуктов, которые во время реакции выходят из сферы взаимодействия.

В). Щёлочь + соль > новое основание + новая соль (реакция обмена)

Г). Нерастворимое основание -> оксид металла + вода (при t°С)

(реакция разложения)

Fe(OH) 2 -> FeO + H 2 O

Cu(OH) 2 -> CuO + H 2 O

Д) Изменяют цвет индикатор

5. ОСОБЫЕ СВОЙСТВА ОСНОВАНИЙ

1. Качественная реакция на Са(ОН) 2 - помутнение известковой воды:

Качественные реакции на ион Ва +2:

V. Закрепление изученного материала

Учитель. Для закрепления материала выполним задания.

1. По таблице растворимости солей, кислот и оснований в воде, найдите растворимые,труднорастворимые и малорастворимые основания.

2. Составьте молекулярные уравнения реакций:

3. Напишите уравнения реакций, характеризующие химические свойства гидроксида калия.

Учитель.Выполните тестовые задания:

1-вариант:
1. Формулы только оснований приведены в ряду
а) Na 2 CO 3 , NaOH, NaCl
б) KNO 3 , HNO 3 , KОН
в) KОН, Mg(OH) 2 , Cu(OH) 2
г) HCl, BaCl 2 , Ba(OH) 2
2. Формулы только щелочей приведены в ряду
а) Fe(OH) 3 , NaOH, Ca(OH) 2
б) KOH, LiOH, NaOH
в) KOH, Mg(OH) 2 , Cu(OH) 2
г) Al(OH) 3 , Fe(OH) 2 , Ba(OH) 2
3. Из указанных соединений нерастворимым в воде основанием является
а) NaOH
б) Ва(ОН) 2
в) Fe(OH) 2
г) KOH
4. Из указанных соединений щелочью является
а) Fe(OH) 2
б) LiOH
в) Mg(OH) 2
г) Cu(OH) 2

2-Вариант:
1. Металл, который, реагируя с водой, образует щелочь, - это
а) железо
б) медь
в) калий
г) алюминий
2. Оксид, который при взаимодействии с водой образует щелочь, - это
а) оксид алюминия
б) оксид лития
в) оксид свинца(II)
г) оксид марганца(II)
3. При взаимодействии основного оксида с водой образуется основание
а) Аl(ОН) 3
б) Ва(ОН) 2
в) Cu(ОН) 2
г) Fe(OH) 3
4. Из перечисленных уравнений химических реакций выберите уравнение реакции обмена.
а) 2H 2 O = 2H 2 + O 2
б) HgCl 2 + Fe = FeCl 2 + Hg
в) ZnCl 2 + 2KOH = Zn(OH) 2 + 2KCl
г) CaO + CO 2 = CaCO 3
Ответы: 1-вариант: 1-В, 2-Б, 3-В, 4-Б.; 2-вариант: 1-В,2-Б,3-Б,4-В.

VI. Подведение итогов урока.

Учитель. Какой общий вывод можно сделать, изучив состав и свойства оснований?

Учащиеся делают вывод, что свойства оснований зависят от их строения, и записывают его в тетрадь.

Выставление оценок.

Домашнее задание .с.217-218 №1-5

Нерастворимое основание: гидроксид меди

Основания - называют электролиты, в растворах которых отсутствуют анионы, кроме гидроксид-ионов (анионы - это ионы, которые имеют отрицательный заряд, в данном случае - это ионы OH -). Названия оснований состоят из трёх частей: слова гидроксид , к которому добавляют название металла (в родительном падеже). Например, гидроксид меди (Cu(OH) 2). Для некоторых оснований могут используются старые названия, например гидроксид натрия (NaOH) - натриевая щелочь .

Едкий натр , гидроксид натрия , натриевая щелочь , каустическая сода - всё это одно и тоже вещество, химическая формула которого NaOH. Безводный гидроксид натрия - это белое кристаллическое вещество. Раствор - прозрачная жидкость, на вид ничем не отличимая от воды. При использовании будьте осторожны! Едкий натр сильно обжигает кожу!

В основу классификации оснований положена их способность растворяться в воде. От растворимости в воде зависят некоторые свойства оснований. Так, основания , растворимые в воде, называют щелочью . К ним относятся гидроксиды натрия (NaOH), гидроксид калия (KOH), лития (LiOH), иногда к их числу прибавляют и гидроксид кальция (Ca(OH) 2)), хотя на самом деле - это малорастворимое вещество белого цвета (гашенная известь).

Получение оснований

Получение оснований и щелочей может производиться различными способами. Для получения щелочи можно использовать химическое взаимодействие металла с водой. Такие реакции протекают с очень большим выделением тепла, вплоть до воспламенения (воспламенение происходит по причине выделения водорода в процессе реакции).

2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2

CaO + H 2 O → Ca(OH) 2

Но в промышленности эти методы не нашли практического значения, конечно кроме получения гидроксида кальция Ca(OH) 2 . Получение гидроксида натрия и гидроксида калия связано с использованием электрического тока. При электролизе водного раствора хлорида натрия или калия на катоде выделяются водород, а на аноде - хлор , при этом в растворе, где происходит электролиз, накапливается щелочь !

KCl + 2H 2 O →2KOH + H 2 + Cl 2 (эта реакция проходит при пропускании электрического тока через раствор).

Нерастворимые основания осаждают щелочами из растворов соответствующих солей.

CuSO 4 + 2NaOH → Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4

Свойства оснований

Щелочи устойчивы к нагреванию. Гидроксид натрия можно расплавить и расплав довести до кипения, при этом он разлагаться не будет. Щелочи легко вступают в реакцию с кислотами, в результате которого образуется соль и вода. Эта реакция ещё носит название - реакция нейтрализации

KOH + HCl → KCl + H 2 O

Щёлочи взаимодействуют с кислотными оксидами, в результате которой образуется соль и вода.

2NaOH + CO 2 → Na 2 CO 3 + H 2 O

Нерастворимые основания , в отличии от щелочей, термически не стойкие вещества. Некоторые из них, например, гидроксид меди , разлагаются при нагревании,

Cu(OH) 2 + CuO → H 2 O
другие - даже при комнатной температуре (например, гидроксид серебра - AgOH).

Нерастворимые основания взаимодействуют с кислотами, реакция происходит лишь в том случае, если соль, которая образуется при реакции, растворяется в воде.

Cu(OH) 2 + 2HCl → CuCl 2 + 2H 2 O

Щелочные металлы - такие металлы, которые при взаимодействии с водой образуют щелочь . К типичному представителю щелочных металлов относится натрий Na. Натрий легче воды, поэтому его химическая реакция с водой происходит на её поверхности. Активно растворяясь в воде, натрий вытесняет из неё водород, при этом образуя натриевую щелочь (или гидроксид натрия) - едкий натр NaOH. Реакция протекает следующим образом:

2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2

Подобным образом ведут себя все щелочные металлы. Если перед началом реакцией в воду добавить индикатор фенолфталеин, а затем опустить в воду кусочек натрия, то натрий будет скользить по воде, оставляя за собой ярко розовый след образовавшейся щелочи (щелочь окрашивает фенолфталеин в розовый цвет)

Гидроксид железа

Гидроксид железа является основанием. Железо, в зависимости от степени его окисления, образует два разных основания: гидроксид железа, где железо может иметь валентности (II) - Fe(OH) 2 и (III) - Fe(OH) 3 . Как и основания, образованные большинством металлов, оба основания железа не растворимы в воде.

Гидроксид железа (II) - белое студенистое вещество (осадок в растворе), которое обладает сильными восстановительными свойствами. К тому же, гидроксид железа (II) очень не стойкий. Если к раствору гидроксида железа (II) добавить немного щёлочи, то выпадет зелёный осадок, который достаточно быстро темнеет о превращается в бурый осадок железа (III).

Гидроксид железа (III) имеет амфотерные свойства, но кислотные свойства у него выражены значительно слабее. Получить гидроксид железа (III) можно в результате химической реакции обмена между солью железа и щёлочью. Например

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