Al oh 3 este o bază insolubilă. Motive: clasificare și proprietăți chimice

Bazele sunt compuși complecși care includ două componente structurale principale:

1. Grupa hidroxo (una sau mai multe). Prin urmare, apropo, al doilea nume pentru aceste substanțe este „hidroxizi”.
2. Atom de metal sau ion de amoniu (NH4+).

Denumirea bazei provine din combinarea numelor ambelor componente ale sale: de exemplu, hidroxid de calciu, hidroxid de cupru, hidroxid de argint etc.

Singura excepție de la regula generala Formarea bazelor trebuie luată în considerare atunci când gruparea hidroxo se atașează nu de metal, ci de cationul de amoniu (NH4+). Această substanță se formează atunci când amoniacul se dizolvă în apă.

Dacă vorbim despre proprietățile bazelor, atunci trebuie remarcat imediat că valența grupării hidroxo este egală cu unul, numărul acestor grupe din moleculă va depinde direct de valența metalelor care reacţionează. Exemple în acest caz sunt formulele unor substanțe precum NaOH, Al(OH)3, Ca(OH)2.

Proprietățile chimice ale bazelor se manifestă în reacțiile lor cu acizi, săruri, alte baze, precum și în acțiunea lor asupra indicatorilor. În special, alcaliile pot fi determinate prin expunerea soluției lor la un anumit indicator. În acest caz, își va schimba vizibil culoarea: de exemplu, se va transforma din alb în albastru, iar fenolftaleina va deveni purpurie.

Proprietățile chimice ale bazelor, manifestate în interacțiunea lor cu acizii, duc la celebrele reacții de neutralizare. Esența acestei reacții este că atomii de metal, unindu-se cu reziduul acid, formează o sare, iar grupa hidroxo și ionul de hidrogen, atunci când sunt combinate, sunt transformate în apă. Această reacție se numește reacție de neutralizare deoarece după ea nu mai rămâne nici alcali sau acid.

Caracteristică Proprietăți chimice bazele se manifestă și în reacția lor cu sărurile. Este demn de remarcat faptul că numai alcaline reacţionează cu sărurile solubile. Caracteristicile structurale ale acestor substanțe conduc la formarea unei noi săruri și a unei noi baze, cel mai adesea insolubile, ca urmare a reacției.

În cele din urmă, proprietățile chimice ale bazelor se manifestă perfect în timpul expunerii termice la ele - încălzire. Aici, atunci când se efectuează anumite experimente, merită să rețineți că aproape toate bazele, cu excepția alcalinelor, se comportă extrem de instabile atunci când sunt încălzite. Marea majoritate a acestora se descompun aproape instantaneu în oxidul corespunzător și apă. Și dacă luăm bazele unor metale precum argintul și mercurul, atunci conditii normale nu pot fi obținute deoarece încep să se descompună deja la temperatura camerei.

Mono-acid (NaOH, KOH, NH4OH, etc.);

Diacid (Ca(OH)2, Cu(OH)2, Fe(OH)2;

Tri-acizi (Ni(OH)3, Co(OH)3, Mn(OH)3.

Clasificare în funcție de solubilitatea în apă și gradul de ionizare:

Baze puternice solubile în apă

De exemplu:

alcaline - hidroxizi ai metalelor alcaline și alcalino-pământoase LiOH - hidroxid de litiu, NaOH - hidroxid de sodiu (sodă caustică), KOH - hidroxid de potasiu (potasiu caustic), Ba(OH) 2 - hidroxid de bariu;

Baze puternice care sunt insolubile în apă

De exemplu:

Cu(OH) 2 - hidroxid de cupru (II), Fe(OH) 2 - hidroxid de fier (II), Ni(OH) 3 - hidroxid de nichel (III).

Proprietăți chimice

1. Acțiune asupra indicatorilor

Turnesol - albastru;

Portocaliu de metil - galben,

Fenolftaleină - zmeură.

2. Interacțiunea cu oxizii acizi

2KOH + CO2 = K2CO3 + H2O

KOH + CO2 = KHCO3

3. Interacțiunea cu acizii (reacție de neutralizare)

NaOH + HN03 = NaN03 + H20; Cu(OH)2 + 2HCI = CuCl2 + 2H2O

4. Reacția de schimb cu sărurile

Ba(OH)2 + K2SO4 = 2KOH + BaS04

3KOH + Fe(NO3)3 = Fe(OH)3 + 3KNO3

5. Descompunere termică

Cu(OH)2t = CuO + H20; 2 CuOH = Cu2O + H2O

2Co(OH)3 = Co203 + ZH20; 2AgOH = Ag2O + H2O

6. Hidroxizi în care d-metale au c. o., capabil de a fi oxidat de oxigenul atmosferic,

De exemplu:

4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Fe(OH) 3

2Mn(OH)2 + O2 + 2H2O = 2Mn(OH)4

7. Soluțiile alcaline interacționează cu hidroxizii amfoteri:

2KOH + Zn(OH)2 = K2

2KON + Al2O3 + ZN2O = 2K

8. Soluțiile alcaline interacționează cu metalele care formează oxizi și hidroxizi amfoteri (Zn, AI etc.),

De exemplu:

Zn + 2 NaOH + 2H2O = Na2 + H2

2AI + 2KOH + 6H2O= 2KAl(OH)4] + 3H2

9. În soluțiile alcaline, unele nemetale sunt disproporționate,

De exemplu:

CI2 + 2NaOH = NaCI + NaCIO + H2O

3S+ 6NaOH = 2Na 2 S+ Na 2 SO 3 + 3H 2 O

4P+ 3KOH + 3H 2 O = PH 3 + 3KH 2 PO 2

10. Bazele solubile sunt utilizate pe scară largă în reacții de hidroliză alcalină de diferite compusi organici(hidrocarburi halogenate, esteri, grăsimi etc.),

De exemplu:

C2H5CI + NaOH = C2H5OH + NaCI

Metode de obținere a alcalinelor și a bazelor insolubile

1. Reacțiile metalelor active (metale alcaline și alcalino-pământoase) cu apa:

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2

2. Interacțiunea oxizilor metalici activi cu apa:

BaO + H20 = Ba(OH)2

3. Electroliza soluțiilor apoase de sare:

2NaCI + 2H2O = 2NaOH + H2 + CI2

CaCI2 + 2H20 = Ca(OH)2 + H2 + CI2

4. Precipitarea din soluții ale sărurilor corespunzătoare cu alcalii:

CuS04 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4

FeCl3 + 3KOH = Fe(OH)3 + 3KCI

Hidroxizii de metale alcaline - in conditii normale, sunt substante cristaline solide albe, higroscopice, sapunoase la atingere, foarte solubile in apa (dizolvarea lor este un proces exotermic), fuzibile. Hidroxizii de metale alcalino-pământoase Ca(OH) 2, Sr(OH) 2, Ba(OH) 2) sunt substanțe pulverulente albe, mult mai puțin solubile în apă în comparație cu hidroxizii de metale alcaline. Bazele insolubile în apă se formează de obicei sub formă de precipitate asemănătoare gelului care se descompun în timpul depozitării. De exemplu, Cu(OH)2 este un precipitat gelatinos albastru.

3.1.4 Proprietăţile chimice ale bazelor.

Proprietățile bazelor sunt determinate de prezența ionilor OH –. Există diferențe în proprietățile alcalinelor și ale bazelor insolubile în apă, dar o proprietate comună este reacția de interacțiune cu acizii. Proprietățile chimice ale bazelor sunt prezentate în Tabelul 6.

Tabelul 6 - Proprietățile chimice ale bazelor

3.1.5 Motive esențiale.

NaOH– sodă caustică, sodă caustică. Cu punct de topire scăzut (t pl = 320 °C) cristale albe higroscopice, foarte solubile în apă. Soluția este săpunoasă la atingere și este un lichid periculos de caustic. NaOH este unul dintre cele mai importante produse ale industriei chimice. Este necesar în cantități mari pentru purificarea produselor petroliere și este utilizat pe scară largă în săpun, hârtie, textile și alte industrii, precum și pentru producția de fibre artificiale.

CON- potasiu caustic. Cristale albe higroscopice, foarte solubile în apă. Soluția este săpunoasă la atingere și este un lichid periculos de caustic. Proprietățile KOH sunt similare cu cele ale NaOH, dar hidroxidul de potasiu este folosit mult mai rar datorită costului său mai mare.

Ca(OH) 2 - var stins. Cristale albe, ușor solubile în apă. Soluția se numește „apă de var”, suspensia se numește „lapte de var”. Apa de var este folosită pentru recunoaștere dioxid de carbon, devine tulbure atunci când este trecut CO 2. Var stins utilizat pe scară largă în industria construcțiilor ca bază pentru producția de lianți.

Motive – substanțe complexe care constau dintr-un cation metalic Me + (sau un cation asemănător metalului, de exemplu, ion de amoniu NH 4 +) și un anion hidroxid OH -.

Pe baza solubilității lor în apă, bazele se împart în solubil (alcali) Și baze insolubile . De asemenea este si fundații instabile, care se descompun spontan.

Obținerea de terenuri

1. Interacțiunea oxizilor bazici cu apa. În acest caz, numai acei oxizi care corespund unei baze solubile (alcali). Acestea. în acest fel nu poţi decât să obţii alcaline:

oxid bazic + apă = bază

De exemplu , oxid de sodiu se formează în apă hidroxid de sodiu(hidroxid de sodiu):

Na2O + H2O → 2NaOH

În același timp despre oxid de cupru (II). Cu apă nu reactioneaza:

CuO + H20≠

2. Interacțiunea metalelor cu apa. în care reactioneaza cu apain conditii normalenumai metale alcaline(litiu, sodiu, potasiu, rubidiu, cesiu), calciu, stronțiu și bariu.În acest caz, are loc o reacție redox, hidrogenul este agentul de oxidare, iar metalul este agentul reducător.

metal + apă = alcali + hidrogen

De exemplu, potasiu reactioneaza cu apă foarte furtunoasa:

2K0 + 2H2 + O → 2K + OH + H20

3. Electroliza soluţiilor unor săruri de metale alcaline. De regulă, pentru a obține alcalii, se efectuează electroliza soluții de săruri formate din metale alcaline sau alcalino-pământoase și acizi fără oxigen (cu excepția acidului fluorhidric) - cloruri, bromuri, sulfuri etc. Această problemă este discutată mai detaliat în articol .

De exemplu , electroliza clorurii de sodiu:

2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + CI2

4. Bazele se formează prin interacțiunea altor alcaline cu sărurile. În acest caz, numai substanțele solubile interacționează, iar în produse ar trebui să se formeze o sare insolubilă sau bază insolubilă:

sau

alcali + sare 1 = sare 2 ↓ + alcali

De exemplu: Carbonatul de potasiu reacţionează în soluţie cu hidroxidul de calciu:

K2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + 2KOH

De exemplu: Clorura de cupru (II) reacţionează în soluţie cu hidroxidul de sodiu. În acest caz, cade precipitat de hidroxid de cupru(II) albastru:

CuCl 2 + 2NaOH → Cu(OH) 2 ↓ + 2NaCl

Proprietățile chimice ale bazelor insolubile

1. Bazele insolubile reacţionează cu acizii tari şi cu oxizii acestora (și niște acizi medii). În acest caz, sare si apa.

bază insolubilă + acid = sare + apă

bază insolubilă + oxid acid = sare + apă

De exemplu ,hidroxidul de cupru (II) reacţionează cu puternic acid clorhidric:

Cu(OH)2 + 2HCI = CuCl2 + 2H2O

În acest caz, hidroxidul de cupru (II) nu interacționează cu oxidul acid slab acid carbonic - dioxid de carbon:

Cu(OH)2 + CO2≠

2. Bazele insolubile se descompun atunci când sunt încălzite în oxid și apă.

De exemplu, Hidroxidul de fier (III) se descompune în oxid de fier (III) și apă când este încălzit:

2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

3. Bazele insolubile nu reacţioneazăcu oxizi şi hidroxizi amfoteri.

bază insolubilă + oxid amfoter ≠

bază insolubilă + hidroxid amfoter ≠

4. Unele baze insolubile pot acționa caagenţi reducători. Agenții reducători sunt baze formate din metale cu minim sau stare intermediară de oxidare, care le pot crește starea de oxidare (hidroxid de fier (II), hidroxid de crom (II) etc.).

De exemplu , Hidroxidul de fier (II) poate fi oxidat cu oxigenul atmosferic în prezența apei la hidroxid de fier (III):

4Fe +2 (OH) 2 + O 2 0 + 2H 2 O → 4Fe +3 (O -2 H) 3

Proprietățile chimice ale alcalinelor

1. Alcalii reacţionează cu oricare acizi - atât puternici, cât și slabi . În acest caz, se formează sare medie și apă. Aceste reacții se numesc reacții de neutralizare. Educația este de asemenea posibilă sare acra, dacă acidul este polibazic, la un anumit raport de reactivi, sau în exces de acid. ÎN exces de alcali se formează sare medie și apă:

alcali (exces) + acid = sare medie + apă

alcali + acid polibazic (exces) = sare acidă + apă

De exemplu , Hidroxidul de sodiu, atunci când interacționează cu acidul fosforic tribazic, poate forma 3 tipuri de săruri: dihidrogen fosfați, fosfati sau hidrofosfați.

În acest caz, fosfatii dihidrogenați se formează într-un exces de acid sau când raportul molar (raportul cantităților de substanțe) al reactivilor este de 1:1.

NaOH + H3PO4 → NaH2PO4 + H2O

Când raportul molar dintre alcalii și acid este de 2:1, se formează hidrofosfați:

2NaOH + H3PO4 → Na2HPO4 + 2H2O

Într-un exces de alcali sau cu un raport molar alcalin la acid de 3:1, se formează fosfatul de metal alcalin.

3NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + 3H2O

2. Alcalii reacţionează cuoxizi și hidroxizi amfoteri. în care în topitură se formează săruri obișnuite , A în soluție - săruri complexe .

alcali (topiti) + oxid amfoter = sare medie + apa

alcalii (topiti) + hidroxid amfoter = sare medie + apa

alcali (soluție) + oxid amfoter = sare complexă

alcali (soluție) + hidroxid amfoter = sare complexă

De exemplu , când hidroxidul de aluminiu reacţionează cu hidroxidul de sodiu în topire se formează aluminat de sodiu. Un hidroxid mai acid formează un reziduu acid:

NaOH + Al(OH)3 = NaAlO2 + 2H2O

A in solutie se formează o sare complexă:

NaOH + Al(OH)3 = Na

Vă rugăm să rețineți cum este compusă formula complexă de sare:mai întâi selectăm atomul central (lade regulă, este un metal hidroxid amfoter).Apoi adăugăm la el liganzi- în cazul nostru aceștia sunt ioni de hidroxid. Numărul de liganzi este de obicei de 2 ori mai mare decât starea de oxidare a atomului central. Dar complexul de aluminiu este o excepție, numărul său de liganzi este cel mai adesea 4. Închidem fragmentul rezultat între paranteze drepte - acesta este un ion complex. Determinăm încărcătura acesteia și adăugăm numărul necesar de cationi sau anioni la exterior.

3. Alcalii interacționează cu oxizii acizi. În același timp, educația este posibilă acru sau sare medie, în funcție de raportul molar dintre alcalii și oxidul acid. Într-un exces de alcali, se formează o sare medie, iar într-un exces de oxid acid, se formează o sare acidă:

alcali (exces) + oxid acid = sare medie + apă

sau:

alcali + oxid acid (exces) = sare acidă

De exemplu , când interacționează hidroxid de sodiu în exces Cu dioxid de carbon, se formează carbonat de sodiu și apă:

2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O

Și când interacționezi exces de dioxid de carbon cu hidroxid de sodiu se formează numai bicarbonat de sodiu:

2NaOH + CO2 = NaHCO3

4. Alcalii interacționează cu sărurile. Reacţionează alcalinele numai cu săruri solubile in solutie, cu conditia ca În alimente se formează gaze sau sedimente . Astfel de reacții se desfășoară în funcție de mecanism schimb de ioni.

alcali + sare solubilă = sare + hidroxid corespunzător

Alcalii reacţionează cu soluţii de săruri metalice, care corespund hidroxizilor insolubili sau instabili.

De exemplu, hidroxidul de sodiu reacţionează cu sulfatul de cupru în soluţie:

Cu 2+ SO 4 2- + 2Na + OH - = Cu 2+ (OH) 2 - ↓ + Na 2 + SO 4 2-

De asemenea alcalii reacţionează cu soluţiile de săruri de amoniu.

De exemplu , Hidroxidul de potasiu reacţionează cu soluţia de azotat de amoniu:

NH 4 + NO 3 - + K + OH - = K + NO 3 - + NH 3 + H 2 O

! Când sărurile metalelor amfotere interacționează cu excesul de alcali, se formează o sare complexă!

Să ne uităm la această problemă mai detaliat. Dacă sare format din metal, care corespunde hidroxid amfoter , interacționează cu o cantitate mică de alcali, apoi are loc reacția de schimb obișnuită și are loc un precipitathidroxidul acestui metal .

De exemplu , excesul de sulfat de zinc reacționează în soluție cu hidroxid de potasiu:

ZnSO 4 + 2KOH = Zn(OH) 2 ↓ + K 2 SO 4

Cu toate acestea, în această reacție nu se formează o bază, ci hidroxid mfoter. Și, așa cum am indicat deja mai sus, hidroxizii amfoteri se dizolvă în alcalii în exces pentru a forma săruri complexe . T Astfel, atunci când sulfatul de zinc reacționează cu soluție alcalină în exces se formează o sare complexă, nu se formează precipitat:

ZnS04 + 4KOH = K2 + K2SO4

Astfel, obținem 2 scheme de interacțiune a sărurilor metalice, care corespund hidroxizilor amfoteri, cu alcalii:

sare de metal amfoter (exces) + alcali = hidroxid amfoter↓ + sare

amph.sare metalică + alcali (exces) = sare complexă + sare

5. Alcalii interacționează cu sărurile acide.În acest caz, se formează săruri medii sau săruri mai puțin acide.

sare acru + alcali = sare medie + apă

De exemplu , Hidrosulfitul de potasiu reacționează cu hidroxidul de potasiu pentru a forma sulfit de potasiu și apă:

KHS03 + KOH = K2SO3 + H2O

Este foarte convenabil să determinați proprietățile sărurilor acide prin spargerea mentală a sării acide în 2 substanțe - acid și sare. De exemplu, spargem bicarbonatul de sodiu NaHCO3 în acid uolic H2CO3 și carbonatul de sodiu Na2CO3. Proprietățile bicarbonatului sunt în mare măsură determinate de proprietățile acidului carbonic și de proprietățile carbonatului de sodiu.

6. Alcalii interacționează cu metalele în soluție și se topesc. În acest caz, are loc o reacție de oxidare-reducere, formându-se în soluție sare complexăȘi hidrogen, în topire - sare medieȘi hidrogen.

Notă! Doar acele metale al căror oxid cu starea de oxidare pozitivă minimă a metalului este amfoter reacţionează cu alcalii în soluţie!

De exemplu , fier nu reacționează cu soluția alcalină, oxidul de fier (II) este bazic. A aluminiu se dizolvă în soluție apoasă de alcali, oxidul de aluminiu este amfoter:

2Al + 2NaOH + 6H 2 + O = 2Na + 3H 2 0

7. Alcaliile interacționează cu nemetale. În acest caz, apar reacții redox. De obicei, nemetalele sunt disproporționate în alcalii. Ei nu răspund cu alcalii oxigen, hidrogen, azot, carbon și gaze inerte (heliu, neon, argon etc.):

NaOH +O2 ≠

NaOH +N2≠

NaOH +C ≠

Sulf, clor, brom, iod, fosforși alte nemetale disproporţionatîn alcaline (adică se autooxidează și se auto-recuperează).

De exemplu, clorulatunci când interacționați cu leșie rece intră în stările de oxidare -1 și +1:

2NaOH +Cl20 = NaCI - + NaOCl + + H2O

Clor atunci când interacționați cu leșie fierbinte intră în stările de oxidare -1 și +5:

6NaOH +Cl 2 0 = 5NaCl - + NaCl +5 O 3 + 3H 2 O

Siliciu oxidat de alcaline la starea de oxidare +4.

De exemplu, in solutie:

2NaOH + Si 0 + H 2 + O= NaCl - + Na 2 Si +4 O 3 + 2H 2 0

Fluorul oxidează alcalii:

2F 2 0 + 4NaO -2 H = O 2 0 + 4NaF - + 2H 2 O

Puteți citi mai multe despre aceste reacții în articol.

8. Alcaliile nu se descompun atunci când sunt încălzite.

Excepția este hidroxidul de litiu:

2LiOH = Li2O + H2O

Baze (hidroxizi)– substanţe complexe ale căror molecule conţin una sau mai multe grupări hidroxi OH. Cel mai adesea, bazele constau dintr-un atom de metal și o grupare OH. De exemplu, NaOH este hidroxid de sodiu, Ca(OH)2 este hidroxid de calciu etc.

Există o bază - hidroxid de amoniu, în care gruparea hidroxi este atașată nu de metal, ci de ionul NH 4 + (cation de amoniu). Hidroxidul de amoniu se formează atunci când amoniacul este dizolvat în apă (reacția de adăugare a apei la amoniac):

NH3 + H2O = NH4OH (hidroxid de amoniu).

Valența grupării hidroxi este 1. Numărul de grupări hidroxil din molecula de bază depinde de valența metalului și este egal cu acesta. De exemplu, NaOH, LiOH, Al (OH) 3, Ca (OH) 2, Fe (OH) 3 etc.

Toate motivele - solide care au Culori diferite. Unele baze sunt foarte solubile în apă (NaOH, KOH etc.). Cu toate acestea, majoritatea nu sunt solubile în apă.

Bazele solubile în apă se numesc alcaline. Soluțiile alcaline sunt „săpunoase”, alunecoase la atingere și destul de caustice. Alcaliile includ hidroxizi ai metalelor alcaline și alcalino-pământoase (KOH, LiOH, RbOH, NaOH, CsOH, Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2 etc.). Restul sunt insolubile.

Baze insolubile- sunt hidroxizi amfoteri, care acționează ca baze atunci când interacționează cu acizii și se comportă ca acizii cu alcalii.

Baze diferite au abilități diferite de a elimina grupările hidroxi, deci sunt împărțite în baze puternice și slabe.

Bazele tari din soluțiile apoase renunță cu ușurință la grupările lor hidroxi, dar bazele slabe nu.

Proprietățile chimice ale bazelor

Proprietățile chimice ale bazelor se caracterizează prin relația lor cu acizi, anhidride acide și săruri.

1. Acționați asupra indicatorilor. Indicatorii își schimbă culoarea în funcție de interacțiunea cu diferite chimicale. În soluțiile neutre au o culoare, în soluțiile acide au altă culoare. Când interacționează cu bazele, acestea își schimbă culoarea: indicatorul metil portocaliu se întoarce galben, indicator de turnesol - in Culoarea albastră, iar fenolftaleina devine fucsia.

2. Interacționează cu oxizii acizi cu formarea de sare si apa:

2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O.

3. Reacționează cu acizii, formând sare și apă. Reacția unei baze cu un acid se numește reacție de neutralizare, deoarece după terminarea ei mediul devine neutru:

2KOH + H2SO4 → K2SO4 + 2H2O.

4. Reacționează cu sărurile formând o sare și o bază nouă:

2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2 + Na2SO4.

5. Când sunt încălzite, se pot descompune în apă și oxidul principal:

Cu(OH)2 = CuO + H2O.

Mai ai întrebări? Vrei să afli mai multe despre fundații?
Pentru a obține ajutor de la un tutor, înregistrați-vă.
Prima lecție este gratuită!

site-ul web, atunci când copiați materialul integral sau parțial, este necesar un link către sursă.