Поиск по сайту: 

К оглавлению
К предыдущему разделу


3. Гидроксиды

Среди многоэлементных соединений важную группу составляют гидроксиды. Некоторые из них проявляют свойства оснований (основные гидроксиды)  – NaOH, Ba(OH)2 и т.п.; другие проявляют свойства кислот (кислотные гидроксиды) – HNO3, H3PO4 и другие. Существуют и амфотерные гидроксиды, способные в зависимости от условий проявлять как свойства оснований, так и свойства  кислот – Zn(OH)2, Al(OH) 3 и т.п.

 

3.1. Классификация, получение и свойства оснований

Основаниями (основными гидроксидами) с позиции теории электролитической диссоциации являются вещества, диссоциирующие в растворах с образованием гидроксид-ионов ОН-.

По современной номенклатуре их принято называть гидроксидами элементов с указанием, если необходимо, валентности элемента (римскими цифрами в скобках): КОН – гидроксид калия, гидроксид натрия NaOH, гидроксид кальция Ca(OH)2, гидроксид хрома (II) – Cr(OH)2, гидроксид хрома (III) – Cr(OH)3.

Гидроксиды металлов принято делить на две группы: растворимые в воде (образованные щелочными и щелочноземельными металлами - Li, Na, K, Cs, Rb, Fr, Ca, Sr, Ba и поэтому называемые щелочами) и нерастворимые в воде. Основное различие между ними заключается в том, что концентрация ионов ОН- в растворах щелочей достаточно высока, для нерастворимых же оснований она определяется растворимостью вещества и обычно очень мала. Тем не менее, небольшие равновесные концентрации иона ОН- даже в растворах нерастворимых оснований определяют свойства этого класса соединений.

По числу гидроксильных групп (кислотность), способных замещаться на кислотный остаток, различают:

- однокислотные основания – KOH, NaOH;

- двухкислотные основания – Fe(OH)2, Ba(OH)2;

- трехкислотные основания – Al(OH)3, Fe(OH)3.

 

Получение оснований

1. Общим методом получения оснований является реакция обмена, с помощью которой могут быть получены как нерастворимые, так и растворимые основания:

CuSO4 + 2KOH = Cu(OH)2 + K2SO4,

K2SO4 + Ba(OH)2 = 2KOH + BaCO3.

При получении этим методом растворимых оснований в осадок выпадает нерастворимая соль.

При получении нерастворимых в воде оснований, обладающих амфотерными свойствами, следует избегать избытка щелочи, так как может произойти растворение амфотерного основания, например,

AlCl3 + 3KOH = Al(OH)3 + 3KCl,

Al(OH)3 + KOH = K[Al(OH)4].

В подобных случаях для получения гидроксидов используют гидроксид аммония, в котором амфотерные оксиды не растворяются:

AlCl3 + 3NH4OH = Al(OH)3 + 3NH4Cl.

Гидроксиды серебра, ртути настолько легко распадаются, что при попытке их получения обменной реакцией вместо гидроксидов выпадают оксиды:

2AgNO3 + 2KOH = Ag2O + H2O + 2KNO3.

2. Щелочи в технике обычно получают электролизом водных растворов хлоридов:

2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2 + Cl2.

(суммарная реакция электролиза)

Щелочи могут быть также получены взаимодействием щелочных и щелочноземельных металлов или их оксидов с водой:

2Li + 2H2O = 2LiOH + H2,

SrO + H2O = Sr(OH)2.

 

Химические свойства оснований

1. Все нерастворимые в воде основания при нагревании разлагаются с образованием оксидов:

2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O,

Ca(OH)2 = CaO + H2O.

2. Наиболее характерной реакцией оснований является их взаимодействие с кислотами – реакция нейтрализации. В нее вступают как щелочи, так и нерастворимые основания:

NaOH + HNO3 = NaNO3 + H2O,

Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O.

3. Щелочи взаимодействуют с кислотными и с амфотерными оксидами:

2KOH + CO2 = K2CO3 + H2O,

2NaOH + Al2O3 = 2NaAlO2 + H2O.

4. Основания могут вступать в реакцию с кислыми солями:

2NaHSO3 + 2KOH = Na2SO3 + K2SO3 +2H2O,

Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2 = BaCO3 + CaCO3 + 2H2O.

Cu(OH)2 + 2NaHSO4 = CuSO4 + Na2SO4 +2H2O.

5. Необходимо особенно подчеркнуть способность растворов щелочей реагировать с некоторыми неметаллами (галогенами, серой, белым фосфором, кремнием):

2NaOH + Cl2 = NaCl +NaOCl + H2O (на холоду),

6KOH + 3Cl2 = 5KCl + KClO3 + 3H2O (при нагревании),

6KOH + 3S = K2SO3 + 2K2S + 3H2O,

3KOH + 4P + 3H2O = PH3 + 3KH2PO2,

2NaOH + Si + H2O = Na2SiO3 + 2H2.

6. Кроме того, концентрированные растворы щелочей при нагревании способны растворять также и некоторые металлы (те, соединения которых обладают амфотерными свойствами):

2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2,

Zn + 2KOH + 2H2O = K2[Zn(OH)4] + H2.

Растворы щелочей имеют рН > 7 (щелочная среда), изменяют окраску индикаторов (лакмус – синяя, фенолфталеин – фиолетовая).

© М.В. Андрюxoва, Л.Н. Бopoдина

К следующему разделу
К оглавлению



  

Рейтинг@Mail.ru