Основания и их химические свойства
Изучите основания, их состав, классификацию, физические и химические свойства. Узнайте, что такое щёлочи, как пользоваться таблицей растворимости и какие реакции характерны для оснований.
Введение
Ранее мы познакомились с оксидами — одним из классов неорганических соединений. Теперь рассмотрим следующий важный класс веществ — основания.
Основания широко распространены в природе и технике. Многие из них используются в промышленности, медицине, сельском хозяйстве и быту.
Что такое основания?
Основания — это сложные вещества, состоящие из атомов металла и одной или нескольких гидроксогрупп (OH).
Общая формула оснований
Me(OH)ₙ, где:
- Me — атом металла;
- OH — гидроксогруппа;
- n — валентность металла.
Номенклатура оснований
Название основания образуется из слова «гидроксид» и названия металла.
Примеры
- NaOH — гидроксид натрия;
- KOH — гидроксид калия;
- Ca(OH)₂ — гидроксид кальция;
- Al(OH)₃ — гидроксид алюминия.
Физические свойства оснований
Основания представляют собой твёрдые вещества различного цвета.
Примеры
- NaOH — белое твёрдое вещество;
- KOH — белое твёрдое вещество;
- Cu(OH)₂ — голубой осадок;
- Fe(OH)₂ — светло-зелёный осадок;
- Fe(OH)₃ — бурый осадок.
Водные растворы щелочей «мылкие» на ощупь, они разъедают кожу, бумагу и ткань, поэтому их ещё называют едкими щелочами.
При работе со щелочами необходимо соблюдать технику безопасности.
Щёлочи растворяют в фарфоровых кружках, так как стеклянная посуда не выдерживает их действия и быстро разрушается.
Классификация оснований
Основания подразделяются на растворимые и нерастворимые.
Растворимые основания (щёлочи)
Растворимые основания называют щёлочами.
Примеры
- NaOH;
- KOH;
- Ba(OH)₂;
- Ca(OH)₂.
Нерастворимые основания
Большинство остальных оснований практически не растворяется в воде.
Примеры
- Cu(OH)₂;
- Fe(OH)₃;
- Mg(OH)₂.
Таблица растворимости
Для того чтобы определить, растворимо или нерастворимо основание в воде, используется таблица растворимости.
Характеристика растворимости приводится в специальной таблице растворимости.
Обозначения:
| Обозначение | Значение |
|---|---|
| Р | Растворимо |
| м | Малорастворимо |
| Н | Нерастворимо |
| – | Неустойчиво в воде |
Индикаторы и основания
Для определения щелочной среды используют индикаторы.
В растворах щелочей индикаторы изменяют окраску.
Изменение окраски индикаторов
| Индикатор | Цвет в щелочной среде |
|---|---|
| Лакмус | Синий |
| Метилоранж | Жёлтый |
| Фенолфталеин | Малиновый |
Применение оснований
Основания широко используются:
- в производстве мыла и моющих средств;
- при изготовлении бумаги;
- в строительстве;
- для очистки воды;
- в сельском хозяйстве.
Химические свойства оснований
Химические свойства оснований зависят от их растворимости.
Поэтому свойства щёлочей и нерастворимых оснований рассматривают отдельно.
Химические свойства щёлочей
1. Взаимодействие с кислотами
При взаимодействии образуются соль и вода.
Такая реакция называется реакцией нейтрализации.
Примеры
NaOH + HCl → NaCl + H₂O
2KOH + H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2H₂O
Щёлочь + кислота → соль + вода
2. Взаимодействие с кислотными оксидами
В результате образуются соль и вода.
Примеры
2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O
2KOH + SO₂ → K₂SO₃ + H₂O
Щёлочь + кислотный оксид → соль + вода
3. Взаимодействие с растворами солей
Реакции протекают, если образуется осадок.
Примеры
CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄
FeCl₃ + 3KOH → Fe(OH)₃↓ + 3KCl
Щёлочь + соль → новое основание + новая соль
Химические свойства нерастворимых оснований
1. Взаимодействие с кислотами
Образуются соль и вода.
Примеры
Cu(OH)₂ + 2HCl → CuCl₂ + 2H₂O
Fe(OH)₃ + 3HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + 3H₂O
Нерастворимое основание + кислота → соль + вода
2. Разложение при нагревании
Большинство нерастворимых оснований при нагревании разлагается на оксид металла и воду.
Примеры
Cu(OH)₂ → CuO + H₂O
2Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ + 3H₂O
Нерастворимое основание → оксид металла + вода
Главное запомнить
Основания — это
Сложные вещества, состоящие из:
- атома металла;
- одной или нескольких гидроксогрупп OH.
Растворимые основания
Растворимые основания называются щёлочами.
Щёлочи взаимодействуют
- с кислотами;
- с кислотными оксидами;
- с растворами солей.
Нерастворимые основания
- реагируют с кислотами;
- разлагаются при нагревании.
Индикаторы в щелочной среде
- лакмус — синий;
- метилоранж — жёлтый;
- фенолфталеин — малиновый.
Основания являются важным классом неорганических соединений и широко используются в промышленности, сельском хозяйстве, медицине и быту.