Nende klassifitseerimise ja omaduste põhjused on näited. Põhjused. Keemilised omadused ja valmistamismeetodid

3. Hüdroksiidid

Mitmeelemendiliste ühendite hulgas oluline grupp moodustavad hüdroksiidid. Mõnel neist on aluste omadused (aluselised hüdroksiidid) - NaOH, Ba(OH ) 2 jne; teistel on hapete omadused (happehüdroksiidid) - HNO3, H3PO4 ja teised. Samuti on olemas amfoteersed hüdroksiidid, mis olenevalt tingimustest võivad avaldada nii aluste kui ka hapete omadusi - Zn (OH) 2, Al (OH) 3 jne.

3.1. Aluste klassifikatsioon, valmistamine ja omadused

Elektrolüütilise dissotsiatsiooni teooria seisukohalt on alused (aluselised hüdroksiidid) ained, mis lahuses dissotsieeruvad, moodustades OH-hüdroksiidioonid - .

Tänapäevase nomenklatuuri järgi nimetatakse neid tavaliselt elementide hüdroksiidideks, märkides vajadusel elemendi valentsi (rooma numbritega sulgudes): KOH - kaaliumhüdroksiid, naatriumhüdroksiid NaOH , kaltsiumhüdroksiid Ca(OH ) 2, kroomhüdroksiid ( II)-Cr(OH ) 2, kroomhüdroksiid ( III) – Cr (OH) 3.

Metallhüdroksiidid tavaliselt jagatud kahte rühma: vees lahustuv(moodustunud leelis- ja leelismuldmetallidest - Li, Na, K, Cs, Rb, Fr, Ca, Sr, Ba ja seetõttu nimetatakse leelisteks) ja vees lahustumatu. Peamine erinevus nende vahel on OH-ioonide kontsentratsioon - leeliselistes lahustes on üsna kõrge, kuid lahustumatute aluste puhul määrab selle aine lahustuvus ja on tavaliselt väga väike. Siiski on OH-ioonide väikesed tasakaalukontsentratsioonid - isegi lahustumatute aluste lahustes määratakse selle ühendite klassi omadused.

Hüdroksüülrühmade arvu järgi (happesus) , mida saab asendada happelise jäägiga, eristatakse:

Monohappealused - KOH, NaOH;

dihappelised alused - Fe(OH)2, Ba(OH)2;

Trihappe alused - Al (OH) 3, Fe (OH) 3.

Põhjuste leidmine

1. Üldine aluste valmistamise meetod on vahetusreaktsioon, mille abil saab saada nii lahustumatuid kui ka lahustuvaid aluseid:

CuSO 4 + 2KOH = Cu(OH) 2 ↓ + K 2 SO 4,

K2SO4 + Ba(OH)2 = 2KOH + BaCO3↓ .

Kui selle meetodiga saadakse lahustuvad alused, sadestub lahustumatu sool.

Amfoteersete omadustega vees lahustumatute aluste valmistamisel tuleks vältida liigset leelist, kuna amfoteerse aluse lahustumine võib toimuda näiteks

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

Al(OH)3 + KOH = K.

Sellistel juhtudel kasutatakse hüdroksiidide saamiseks ammooniumhüdroksiidi, milles amfoteersed oksiidid ei lahustu:

AlCl 3 + 3NH 4 OH = Al(OH) 3 ↓ + 3NH 4 Cl.

Hõbeda ja elavhõbeda hüdroksiidid lagunevad nii kergesti, et vahetusreaktsiooni teel sadestuvad hüdroksiidide asemel oksiidid:

2AgNO 3 + 2KOH = Ag 2 O ↓ + H 2 O + 2KNO 3.

2. Tehnoloogias saadakse leelised tavaliselt kloriidide vesilahuste elektrolüüsil:

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

(täielik elektrolüüsi reaktsioon)

Leelisi võib saada ka leelis- ja leelismuldmetallide või nende oksiidide reageerimisel veega:

2 Li + 2 H 2 O = 2 LiOH + H 2,

SrO + H2O = Sr (OH) 2.

Aluste keemilised omadused

1. Kõik vees lahustumatud alused lagunevad kuumutamisel oksiidideks:

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

Ca (OH) 2 = CaO + H 2 O.

2. Aluste kõige iseloomulikum reaktsioon on nende interaktsioon hapetega – neutraliseerimisreaktsioon. Sellesse sisenevad nii leelised kui ka lahustumatud alused:

NaOH + HNO 3 = NaNO 3 + H 2 O,

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

3. Leelised interakteeruvad happeliste ja amfoteersete oksiididega:

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

2NaOH + Al 2 O 3 = 2NaAlO 2 + H 2 O.

4. Alused võivad reageerida happeliste sooladega:

2NaHS03 + 2KOH = Na2SO3 + K2SO3 + 2H2O,

Ca(HCO 3) 2 + Ba(OH) 2 = BaCO 3↓ + CaCO 3 + 2H 2 O.

Cu(OH)2 + 2NaHS04 = CuSO4 + Na2SO4 + 2H2O.

5. Eriti tuleb rõhutada leeliselahuste võimet reageerida mõnede mittemetallidega (halogeenid, väävel, valge fosfor, räni):

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

6 KOH + 3 Cl 2 = 5 KCl + KClO 3 + 3 H 2 O (kuumutamisel),

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

3KOH + 4P + 3H2O = PH 3 + 3KH 2PO 2,

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

6. Lisaks on leeliste kontsentreeritud lahused kuumutamisel võimelised lahustama ka mõningaid metalle (neid, mille ühenditel on amfoteersed omadused):

2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H2,

Zn + 2KOH + 2H2O = K2 + H2.

Aluselistel lahustel on pH> 7 (leeliseline keskkond), muutke indikaatorite värvi (lakmus - sinine, fenoolftaleiin - lilla).

M.V. Andriukhova, L.N. Borodina


1. Alus + happesool + vesi

KOH + HCl
KCl + H2O.

2. Alus + happeoksiid
sool + vesi

2KOH + SO 2
K 2 SO 3 + H 2 O.

3. Leelis + amfoteerne oksiid/hüdroksiid
sool + vesi

2NaOH (tv) + Al 2 O 3
2NaAlO2 + H20;

NaOH (tahke) + Al(OH) 3
NaAlO2 + 2H2O.


Vahetusreaktsioon aluse ja soola vahel toimub ainult lahuses (nii alus kui ka sool peavad olema lahustuvad) ja ainult siis, kui vähemalt üks saadustest on sade või nõrk elektrolüüt (NH 4 OH, H 2 O)

Ba(OH)2 + Na2SO4
BaSO4 + 2NaOH;

Ba(OH)2 + NH4Cl
BaCl2 + NH4OH.


Ainult alused on kuumakindlad leelismetallid välja arvatud LiOH

Ca(OH)2
CaO + H20;

NaOH ;

NH4OH
NH3 + H2O.


2NaOH (s) + Zn
Na2ZnO2 + H2.

HAPPED

Happed TED-i positsioonist nimetatakse kompleksaineid, mis lahustuvad lahuses, moodustades vesinikuiooni H +.

Hapete klassifikatsioon

1. Vesilahuses elimineeruvate vesinikuaatomite arvu järgi jagatakse happed: ühealuseline(HF, HNO2), kahealuseline(H2CO3, H2SO4), tribasic(H3PO4).

2. Happe koostise järgi jagunevad need hapnikuvaba(HCl, H2S) ja hapnikku sisaldav(HClO 4, HNO 3).

3. Vastavalt hapete dissotsieerumisvõimele vesilahustes jagatakse need nõrk Ja tugev. Tugevate hapete molekulid vesilahustes lagunevad täielikult ioonideks ja nende dissotsiatsioon on pöördumatu.

Näiteks HCl
H++Cl-;

H2SO4
H++HSO .

Nõrgad happed dissotsieeruvad pöörduvalt, s.t. nende molekulid vesilahustes lagunevad osaliselt ioonideks ja mitmealuselised - järk-järgult.

CH3COOH
CH3COO- + H+;

1) H2S
HS - + H + , 2) HS -
H++S2-.

Happemolekuli osa, millel puudub üks või mitu vesinikiooni H+, nimetatakse happejääk. Happejäägi laeng on alati negatiivne ja selle määrab happemolekulist eemaldatud H + ioonide arv. Näiteks ortofosforhape H 3 PO 4 võib moodustada kolm happelist jääki: H 2 PO - divesinikfosfaadi ioon, HPO - vesinikfosfaadi ioon, PO - fosfaadiioon.

Hapnikuvabade hapete nimetused koostatakse, lisades hapet moodustava elemendi venekeelse nime juurele (või aatomirühma nimele, näiteks CN - - tsüaan) lõpp - vesinik: HCl - vesinikkloriidhape (vesinikkloriidhape), H 2 S - vesiniksulfiidhape, HCN - vesiniktsüaniidhape (vesiniktsüaniidhape).

Hapnikku sisaldavate hapete nimetused on samuti moodustatud hapet moodustava elemendi venekeelsest nimetusest, millele on lisatud sõna "hape". Sel juhul lõpeb happe nimetus, milles element on kõrgeima oksüdatsiooniastmega, tähega "... ova" või "... ova", näiteks H 2 SO 4 on väävelhape, H 3 AsO 4 on arseenhape. Hapet moodustava elemendi oksüdatsiooniastme vähenemisega muutuvad lõpud järgmises järjestuses: "...ei"(HClO 4 – perkloorhape), "... is"(HClO 3 – perkloorhape), "...väsinud"(HClO 2 – kloorhape), "...munakas"(HClO on hüpokloorhape). Kui element moodustab happeid, olles ainult kahes oksüdatsiooniastmes, siis elemendi madalaimale oksüdatsiooniastmele vastava happe nimetus saab lõpu "... puhas" (HNO 3 - lämmastikhape, HNO 2 - lämmastikhape) .

Sama happeline oksiid (näiteks P 2 O 5) võib vastata mitmele happele, mis sisaldavad molekulis antud elemendi ühte aatomit (näiteks HPO 3 ja H 3 PO 4). Sellistel juhtudel sisalduva happe nimetus väikseim number molekulis olevad hapnikuaatomid, lisatakse eesliide “meta...” ja molekulis suurima arvu hapnikuaatomeid sisaldava happe nimele on eesliide “orto...” (HPO 3 - metafosforhape, H 3 PO 4 - ortofosforhape).

Kui happemolekul sisaldab hapet moodustava elemendi mitut aatomit, lisatakse selle nimele numbriline eesliide, näiteks H 4 P 2 O 7 - kaks fosforhape, H 2 B 4 O 7 – neli boorhape.

H2SO5H2S2O8

S H – O – S –O – O – S – O – H

H-O-O O O O

Peroksoväävelhape Peroksoväävelhape

Keemilised omadused happed


HF + KOH
KF + H2O.


H2SO4 + CuO
CuSO4 + H2O.


2HCl + BeO
BeCl2 + H2O.


Happed interakteeruvad soolalahustega, kui selle tulemusena moodustub hapetes lahustumatu sool või alghappega võrreldes nõrgem (lenduv) hape.

H2SO4 + BaCl2
BaSO4 +2HCl;

2HNO3 + Na2CO3
2NaNO3 + H2O + CO2 .


H2CO3
H 2 O + CO 2.


H 2 SO 4 (lahjendatud) + Fe
FeS04 + H2;

HCl + Cu .

Joonis 2 näitab hapete vastasmõju metallidega.

HAPPE – OKSIDEERIJA

Metall pingereas pärast H 2

+
ei mingit reaktsiooni

Metall pingevahemikus kuni N 2

+
metallisool + H2

min kraadini

H2S04 kontsentreeritud

Au, Pt, Ir, Rh, Ta

oksüdatsioon (s.o.)

+
ei mingit reaktsiooni

/Mq/Zn

olenevalt tingimustest

Metallsulfaat max s.o.

+
+ +

Metall (muud)

+
+ +

HNO 3 kontsentreeritud

Au, Pt, Ir, Rh, Ta

+
ei mingit reaktsiooni

Leelis/leelismuldmetall

Metallnitraat max d.o.

Metall (muud; Al, Cr, Fe, Co, Ni kuumutamisel)

TN+


+

HNO 3 lahjendatud

Au, Pt, Ir, Rh, Ta

+
ei mingit reaktsiooni

Leelis/leelismuldmetall

NH 3 (NH 4 NO 3)

Nitraatemetall

la in max s.o.

+
+

Metall (ülejäänud pingete õues kuni N 2)

NO/N2O/N2/NH3 (NH4NO3)

olenevalt tingimustest

+

Metall (ülejäänud pingete reas pärast H 2)

Joonis 2. HAPPETE KOOSTÖÖ METALLIDEGA

SOOLA

soolad - Need on komplekssed ained, mis lahustuvad lahustes, moodustades positiivselt laetud ioone (katioonid – aluselised jäägid), välja arvatud vesinikuioonid ja negatiivselt laetud ioonid (anioonid – happelised jäägid), välja arvatud hüdroksiidioonid.

Leelismetallide hüdroksiidid - tavatingimustes on tahked valged kristalsed ained, hügroskoopsed, katsudes seebised, vees hästi lahustuvad (nende lahustumine on eksotermiline protsess), sulavad. Leelismuldmetallide hüdroksiidid Ca(OH) 2, Sr(OH) 2, Ba(OH) 2) on valged pulbrilised ained, mis lahustuvad vees palju vähem kui leelismetallide hüdroksiidid. Vees lahustumatud alused moodustuvad tavaliselt geelitaoliste sademena, mis ladustamisel lagunevad. Näiteks Cu(OH)2 on sinine želatiinne sade.

3.1.4 Aluste keemilised omadused.

Aluste omadused määratakse OH – ioonide olemasolu järgi. Leeliste ja vees lahustumatute aluste omadustes on erinevusi, kuid ühine omadus on interaktsiooni reaktsioon hapetega. Aluste keemilised omadused on toodud tabelis 6.

Tabel 6 – Aluste keemilised omadused

Leelised

Lahustumatud alused

Kõik alused reageerivad hapetega ( neutraliseerimisreaktsioon)

2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O

Cr(OH)2 + 2HC1 = CrC12 + 2H2O

Alused reageerivad happeoksiididega soola ja vee moodustumisega:

6KON + P 2 O 5 = 2K 3 PO 4 + 3H 2 O

Leelised reageerivad soolalahustega, kui üks reaktsiooniproduktidest sadeneb(st kui moodustub lahustumatu ühend):

CuSO 4 + 2KOH = Cu(OH) 2  + K 2 SO 4

Na 2 SO 4 + Ba(OH) 2 = 2NaOH + BaSO 4 

Vees lahustumatud alused ja amfoteersed hüdroksiidid lagunevad kuumutamisel vastavale oksiidile ja veele:

Mn(OH)2  MnO + H2O

Cu(OH) 2  CuO + H 2 O

Leelised saab tuvastada indikaatoriga. Aluselises keskkonnas: lakmus - sinine, fenoolftaleiin - karmiinpunane, metüüloranž - kollane

3.1.5 Olulised põhjused.

NaOH– seebikivi, seebikivi. Madalsulav (t pl = 320 °C) valged hügroskoopsed kristallid, vees hästi lahustuvad. Lahus on katsudes seebine ja ohtlikult söövitav vedelik. NaOH on keemiatööstuse üks olulisemaid tooteid. Seda on suurtes kogustes vaja naftasaaduste puhastamiseks ning seda kasutatakse laialdaselt seebi-, paberi-, tekstiili- ja muudes tööstusharudes, samuti tehiskiu tootmiseks.

CON- söövitav kaalium. Valged hügroskoopsed kristallid, vees hästi lahustuvad. Lahus on katsudes seebine ja ohtlikult söövitav vedelik. KOH omadused on sarnased NaOH omadega, kuid kaaliumhüdroksiidi kasutatakse selle kallima hinna tõttu palju harvemini.

Ca(OH) 2 - kustutatud lubi. Valged kristallid, vees vähe lahustuvad. Lahust nimetatakse "lubjaveeks", suspensiooni nimetatakse "lubjapiimaks". Tunnustamiseks kasutatakse lubjavett süsinikdioksiid, muutub see CO 2 läbimisel häguseks. Kustutatud lupja kasutatakse laialdaselt ehituses sideainete tootmise alusena.

Põhjusedkompleksained, mis koosnevad metallikatioonist Me + (või metallitaolisest katioonist, näiteks ammooniumioonist NH 4 +) ja hüdroksiidi anioonist OH -.

Vees lahustuvuse alusel jagunevad alused järgmisteks osadeks lahustuv (leelised) Ja lahustumatud alused . On olemas ka ebastabiilsed alused, mis lagunevad spontaanselt.

Põhjuste leidmine

1. Aluseliste oksiidide interaktsioon veega. Samal ajal reageerivad nad veega normaalsetes tingimustes ainult need oksiidid, mis vastavad lahustuvale alusele (leelis). Need. sel viisil saad ainult leelised:

aluseline oksiid + vesi = alus

Näiteks , naatriumoksiid moodustub vees naatriumhüdroksiid(naatriumhüdroksiid):

Na2O + H2O → 2NaOH

Samal ajal umbes vask(II)oksiid Koos vesi ei reageeri:

CuO + H2O ≠

2. Metallide koostoime veega. Kus reageerida veegatavatingimustesainult leelismetallid(liitium, naatrium, kaalium, rubiidium, tseesium), kaltsium, strontsium ja baarium.Sel juhul toimub redoksreaktsioon, vesinik on oksüdeerija ja metall on redutseerija.

metall + vesi = leelis + vesinik

Näiteks, kaalium reageerib -ga vesi väga tormine:

2K 0 + 2H 2 + O → 2K + OH + H 2 0

3. Mõnede leelismetallisoolade lahuste elektrolüüs. Reeglina viiakse leeliste saamiseks läbi elektrolüüs leelis- või leelismuldmetallide ja hapnikuvabade hapete soolade lahused (välja arvatud vesinikfluoriidhape) - kloriidid, bromiidid, sulfiidid jne. Seda küsimust käsitletakse üksikasjalikumalt artiklis .

Näiteks , naatriumkloriidi elektrolüüs:

2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2

4. Alused tekivad teiste leeliste koosmõjul sooladega. Sel juhul interakteeruvad ainult lahustuvad ained ja toodetes peaks moodustuma lahustumatu sool või lahustumatu alus:

või

leelis + sool 1 = sool 2 ↓ + leelis

Näiteks: Kaaliumkarbonaat reageerib lahuses kaltsiumhüdroksiidiga:

K 2 CO 3 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 ↓ + 2KOH

Näiteks: Vask(II)kloriid reageerib lahuses naatriumhüdroksiidiga. Sel juhul kukub see välja sinine vask(II)hüdroksiidi sade:

CuCl 2 + 2NaOH → Cu(OH) 2 ↓ + 2NaCl

Lahustumatute aluste keemilised omadused

1. Lahustumatud alused reageerivad tugevate hapete ja nende oksiididega (ja mõned keskmised happed). Sel juhul, sool ja vesi.

lahustumatu alus + hape = sool + vesi

lahustumatu alus + happeoksiid = sool + vesi

Näiteks ,Vask(II)hüdroksiid reageerib tugeva vesinikkloriidhappega:

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

Sel juhul ei interakteeru vask(II)hüdroksiid happeoksiidiga nõrk süsihape - süsinikdioksiid:

Cu(OH)2 + CO2 ≠

2. Lahustumatud alused lagunevad kuumutamisel oksiidiks ja veeks.

Näiteks, Raud(III)hüdroksiid laguneb kuumutamisel raud(III)oksiidiks ja veeks:

2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

3. Lahustumatud alused ei reageeriamfoteersete oksiidide ja hüdroksiididega.

lahustumatu alus + amfoteerne oksiid ≠

lahustumatu alus + amfoteerne hüdroksiid ≠

4. Mõned lahustumatud alused võivad toimida kuiredutseerivad ained. Redutseerivad ained on alused, mille moodustavad metallid koos miinimum või vahepealne oksüdatsiooniaste, mis võib suurendada nende oksüdatsiooniastet (raud(II)hüdroksiid, kroom(II)hüdroksiid jne).

Näiteks , Raud(II)hüdroksiidi saab oksüdeerida õhuhapnikuga vee juuresolekul raud(III)hüdroksiidiks:

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

Leeliste keemilised omadused

1. Leelised reageerivad mis tahes happed - nii tugevad kui nõrgad . Sel juhul moodustub keskmine sool ja vesi. Neid reaktsioone nimetatakse neutraliseerimisreaktsioonid. Võimalik on ka haridus hapu sool, kui hape on mitmealuseline, teatud reaktiivide vahekorras või sisse liigne hape. IN liigne leelis keskmine sool ja vesi moodustuvad:

leelis (liigne) + hape = keskmine sool + vesi

leelis + mitmealuseline hape (liigne) = happesool + vesi

Näiteks , Naatriumhüdroksiid võib kolmealuselise fosforhappega suhtlemisel moodustada kolme tüüpi sooli: divesinikfosfaadid, fosfaadid või hüdrofosfaadid.

Sel juhul tekivad divesinikfosfaadid happe liias või siis, kui reaktiivide molaarsuhe (ainete koguste suhe) on 1:1.

NaOH + H 3 PO 4 → NaH 2 PO 4 + H 2 O

Kui leelise ja happe molaarsuhe on 2:1, moodustuvad hüdrofosfaadid:

2NaOH + H3PO4 → Na2HPO4 + 2H2O

Leelise liias või leelise ja happe molaarsuhtega 3:1 moodustub leelismetalli fosfaat.

3NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + 3H2O

2. Leelised reageerivadamfoteersed oksiidid ja hüdroksiidid. Kus sulatis tekivad tavalised soolad , A lahuses - komplekssoolad .

leelis (sula) + amfoteeroksiid = keskmine sool + vesi

leelis (sula) + amfoteerne hüdroksiid = keskmine sool + vesi

leelis (lahus) + amfoteeroksiid = komplekssool

leelis (lahus) + amfoteerne hüdroksiid = komplekssool

Näiteks , kui alumiiniumhüdroksiid reageerib naatriumhüdroksiidiga sulas moodustub naatriumaluminaat. Happelisem hüdroksiid moodustab happelise jäägi:

NaOH + Al(OH) 3 = NaAlO 2 + 2H 2 O

A lahuses moodustub komplekssool:

NaOH + Al(OH)3 = Na

Pange tähele, kuidas soola kompleksvalem koosneb:kõigepealt valime keskse aatomi (toReeglina on tegemist amfoteerse hüdroksiidmetalliga).Siis lisame sellele ligandid- meie puhul on need hüdroksiidioonid. Ligandide arv on tavaliselt 2 korda suurem kui keskaatomi oksüdatsiooniaste. Kuid alumiiniumkompleks on erand, selle ligandide arv on enamasti 4. Saadud fragmendi lisame nurksulgudesse - see on kompleksioon. Määrame selle laengu ja kirjutame väljapoole vajalik kogus katioonid või anioonid.

3. Leelised suhtlevad happeliste oksiididega. Samas on võimalik ka haridus hapu või keskmine sool, olenevalt leelise ja happeoksiidi molaarsuhtest. Leelise liias moodustub keskmine sool ja happelise oksiidi liias happesool:

leelis (liigne) + happeoksiid = keskmine sool + vesi

või:

leelis + happeoksiid (liig) = happesool

Näiteks , suhtlemisel liigne naatriumhüdroksiid Süsinikdioksiidiga moodustub naatriumkarbonaat ja vesi:

2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O

Ja suhtlemisel liigne süsinikdioksiid naatriumhüdroksiidiga moodustub ainult naatriumvesinikkarbonaat:

2NaOH + CO 2 = NaHCO 3

4. Leelised suhtlevad sooladega. Leelised reageerivad ainult lahustuvate sooladega lahuses, tingimusel, et Toidus moodustub gaas või sete . Sellised reaktsioonid kulgevad vastavalt mehhanismile ioonivahetus.

leelis + lahustuv sool = sool + vastav hüdroksiid

Leelised interakteeruvad metallisoolade lahustega, mis vastavad lahustumatutele või ebastabiilsetele hüdroksiididele.

Näiteks, naatriumhüdroksiid reageerib lahuses vasksulfaadiga:

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

Samuti leelised reageerivad ammooniumisoolade lahustega.

Näiteks , Kaaliumhüdroksiid reageerib ammooniumnitraadi lahusega:

NH4 + NO 3 - + K + OH - = K + NO 3 - + NH 3 + H 2 O

! Amfoteersete metallide soolade koostoimel liigse leelisega moodustub komplekssool!

Vaatame seda probleemi üksikasjalikumalt. Kui sool, mille moodustab metall, millele see vastab amfoteerne hüdroksiid , suhtleb väike kogus leelis, siis toimub tavaline vahetusreaktsioon ja tekib sadeselle metalli hüdroksiid .

Näiteks , liigne tsinksulfaat reageerib lahuses kaaliumhüdroksiidiga:

ZnSO 4 + 2KOH = Zn(OH) 2 ↓ + K 2 SO 4

Kuid selles reaktsioonis ei moodustu alus, vaid mphoteerne hüdroksiid. Ja nagu me juba eespool märkisime, amfoteersed hüdroksiidid lahustuvad liigsetes leelistes, moodustades komplekssooli . T Seega, kui tsinksulfaat reageerib liigne leeliselahus moodustub komplekssool, sade ei teki:

ZnSO 4 + 4KOH = K 2 + K 2 SO 4

Seega saame 2 skeemi metallisoolade, mis vastavad amfoteersele hüdroksiidile, interaktsiooniks leelistega:

amfoteerne metallisool (liig) + leelis = amfoteerne hüdroksiid↓ + sool

amph.metallisool + leelis (liigne) = komplekssool + sool

5. Leelised suhtlevad happeliste sooladega.Sel juhul moodustuvad keskmised soolad või vähem happelised soolad.

hapusool + leelis = keskmine sool + vesi

Näiteks , Kaaliumhüdrosulfit reageerib kaaliumhüdroksiidiga, moodustades kaaliumsulfiti ja vee:

KHSO 3 + KOH = K 2 SO 3 + H 2 O

Happeliste soolade omadusi on väga mugav määrata happelise soola mõtteliselt 2 aineks – happeks ja soolaks – lõhkudes. Näiteks purustame naatriumvesinikkarbonaadi NaHCO 3 uoolhappeks H 2 CO 3 ja naatriumkarbonaadiks Na 2 CO 3. Bikarbonaadi omadused määravad suuresti süsihappe ja naatriumkarbonaadi omadused.

6. Leelised suhtlevad lahuses olevate metallidega ja sulavad. Sel juhul toimub oksüdatsiooni-redutseerimise reaktsioon, mis moodustub lahuses komplekssool Ja vesinik, sulas - keskmine sool Ja vesinik.

Märge! Lahuses leelistega reageerivad ainult need metallid, mille metalli minimaalse positiivse oksüdatsiooniastmega oksiid on amfoteerne!

Näiteks , raud ei reageeri leeliselahusega, raud(II)oksiid on aluseline. A alumiiniumist lahustub leelise vesilahuses, alumiiniumoksiid on amfoteerne:

2Al + 2NaOH + 6H2 + O = 2Na + 3H20

7. Leelised suhtlevad mittemetallidega. Sel juhul tekivad redoksreaktsioonid. Tavaliselt, mittemetalle on leeliste hulgas ebaproportsionaalselt palju. Nad ei vasta leelistega hapnik, vesinik, lämmastik, süsinik ja inertgaasid (heelium, neoon, argoon jne):

NaOH +O 2 ≠

NaOH +N2 ≠

NaOH +C ≠

Väävel, kloor, broom, jood, fosfor ja muud mittemetallid ebaproportsionaalne leelistes (st nad ise oksüdeeruvad ja taastuvad).

Näiteks kloorsuhtlemisel külm leelis läheb oksüdatsiooniolekusse -1 ja +1:

2NaOH +Cl 2 0 = NaCl - + NaOCl + + H 2 O

Kloor suhtlemisel kuum leelis läheb oksüdatsiooniolekusse -1 ja +5:

6NaOH +Cl20 = 5NaCl - + NaCl +5O3 + 3H2O

Räni oksüdeeritakse leeliste toimel oksüdatsiooniastmeni +4.

Näiteks, lahuses:

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

Fluor oksüdeerib leeliseid:

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

Lisateavet nende reaktsioonide kohta saate artiklist.

8. Leelised ei lagune kuumutamisel.

Erandiks on liitiumhüdroksiid:

2LiOH = Li 2 O + H 2 O

a) aluse leidmine.

1) Üldine aluste valmistamise meetod on vahetusreaktsioon, mille abil saab saada nii lahustumatuid kui ka lahustuvaid aluseid:

CuSO 4 + 2 KOH = Cu(OH) 2  + K 2 SO 4,

K 2 CO 3 + Ba(OH) 2 = 2KOH + BaCO 3 .

Kui selle meetodiga saadakse lahustuvad alused, sadestub lahustumatu sool.

2) Leelisi võib saada ka leelis- ja leelismuldmetallide või nende oksiidide reageerimisel veega:

2Li + 2H2O = 2LiOH + H2,

SrO + H2O = Sr(OH)2.

3) Tehnoloogilised leelised saadakse tavaliselt kloriidide vesilahuste elektrolüüsil:

b)keemilinealuste omadused.

1) Aluste kõige iseloomulikum reaktsioon on nende interaktsioon hapetega – neutraliseerimisreaktsioon. Sellesse sisenevad nii leelised kui ka lahustumatud alused:

NaOH + HNO 3 = NaNO 3 + H 2 O,

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

2) Eespool on näidatud, kuidas leelised interakteeruvad happeliste ja amfoteersete oksiididega.

3) Leeliste koostoimel lahustuvate sooladega moodustub uus sool ja uus alus. Selline reaktsioon kulgeb lõpuni ainult siis, kui vähemalt üks saadud ainetest sadestub.

FeCl 3 + 3 KOH = Fe(OH) 3  + 3 KCl

4) Kuumutamisel laguneb enamik aluseid, välja arvatud leelismetallide hüdroksiidid, vastavaks oksiidiks ja veeks:

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

Ca(OH)2 = CaO + H2O.

HAPPED - kompleksained, mille molekulid koosnevad ühest või mitmest vesinikuaatomist ja happejäägist. Hapete koostist saab väljendada üldvalemiga H x A, kus A on happejääk. Hapete vesinikuaatomeid saab asendada või vahetada metalliaatomitega, mille tulemusena moodustuvad soolad.

Kui hape sisaldab ühte sellist vesinikuaatomit, siis on tegemist ühealuselise happega (HCl - vesinikkloriidhape, HNO 3 - lämmastik, HСlO - hüpokloorhape, CH 3 COOH - äädikhape); kaks vesinikuaatomit - kahealuselised happed: H 2 SO 4 - väävelhape, H 2 S - vesiniksulfiid; kolm vesinikuaatomit on kolmealuselised: H 3 PO 4 – ortofosfor, H 3 AsO 4 – ortoarseen.

Sõltuvalt happejäägi koostisest jaotatakse happed hapnikuvabadeks (H 2 S, HBr, HI) ja hapnikku sisaldavateks (H 3 PO 4, H 2 SO 3, H 2 CrO 4). Hapnikku sisaldavate hapete molekulides on vesinikuaatomid ühendatud hapniku kaudu keskaatomiga: H – O – E. Hapnikuvabade hapete nimetused on moodustatud mittemetalli venekeelse nimetuse tüvest, ühendavast vokaalist. - O- ja sõnad "vesinik" (H 2 S – vesiniksulfiid). Hapnikku sisaldavate hapete nimetused on antud järgmiselt: kui happejäägis sisalduv mittemetall (harvemini metall) on kõrgeimas oksüdatsiooniastmes, siis lisatakse elemendi venekeelse nimetuse juure järelliited. -n-, -ev-, või - ov- ja siis lõpp -ja mina-(H 2 SO 4 - väävel, H 2 CrO 4 - kroom). Kui keskaatomi oksüdatsiooniaste on madalam, kasutatakse järelliidet -ist-(H 2 SO 3 – väävel). Kui mittemetall moodustab mitmeid happeid, kasutatakse muid järelliiteid (HClO - kloor onistlik aya, HClO 2 – kloor ist aya, HClO 3 – kloor ovat aya, HClO 4 – kloor n ja mina).

KOOS
Elektrolüütilise dissotsiatsiooni teooria seisukohalt on happed elektrolüüdid, mis dissotsieeruvad vesilahuses, moodustades katioonidena ainult vesinikioone:

N x A xN + +A x-

H + ioonide olemasolu põhjustab indikaatorite värvuse muutumist happelahustes: lakmus (punane), metüüloranž (roosa).

Hapete valmistamine ja omadused

A) hapete tootmine.

1) Hapnikuvabu happeid saab mittemetallide otsesel kombineerimisel vesinikuga ja seejärel vastavate gaaside lahustamisel vees:

2) Hapnikku sisaldavaid happeid saab sageli saada happeoksiidide reageerimisel veega.

3) Nii hapnikuvabu kui ka hapnikku sisaldavaid happeid võib saada soolade ja teiste hapete vaheliste vahetusreaktsioonide teel:

BaBr 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2 HBr,

CuSO 4 + H 2 S = H 2 SO 4 + CuS ,

FeS+ H 2 SO 4 (lahustunud) = H 2 S  + FeSO 4,

NaCl (tahke) + H 2 SO 4 (konts.) = HCl  + NaHSO 4,

AgNO 3 + HCl = AgCl + HNO 3,

4) Mõnel juhul saab hapete tootmiseks kasutada redoksreaktsioone:

3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO 

b ) hapete keemilised omadused.

1) Happed interakteeruvad aluste ja amfoteersete hüdroksiididega. Sel juhul saavad praktiliselt lahustumatud happed (H 2 SiO 3, H 3 BO 3) reageerida ainult lahustuvate leelistega.

H2SiO3 +2NaOH=Na2SiO3+2H2O

2) Eespool on käsitletud hapete vastasmõju aluseliste ja amfoteersete oksiididega.

3) Hapete koostoime sooladega on vahetusreaktsioon soola ja vee moodustumisega. See reaktsioon kulgeb lõpuni, kui reaktsiooniprodukt on lahustumatu või lenduv aine või nõrk elektrolüüt.

Ni2SiO3 +2HCl=2NaCl+H2SiO3

Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 O + CO 2 

4) Hapete interaktsioon metallidega on oksüdatsiooni-redutseerimise protsess. Redutseerija - metall, oksüdeerija - vesinikioonid (mitteoksüdeerivad happed: HCl, HBr, HI, H 2 SO 4 (lahjendatud), H 3 PO 4) või happejäägi anioon (oksüdeerivad happed: H 2 SO 4 () conc), HNO 3 (lõpp ja katkestus)). Mitteoksüdeerivate hapete ja metallide vastasmõju reaktsioonisaadused pingereas kuni vesinikuni on sool ja gaasvesinik:

Zn+H2SO4(dil) =ZnSO4+H2

Zn+2HCl=ZnCl 2 +H 2 

Oksüdeerivad happed interakteeruvad peaaegu kõigi metallidega, sealhulgas madala aktiivsusega metallidega (Cu, Hg, Ag) ning tekivad happeaniooni, soola ja vee redutseerimisproduktid:

Cu + 2H 2 SO 4 (konts.) = CuSO 4 + SO 2  + 2 H 2 O,

Pb + 4HNO 3 (konts.) = Pb (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

AMFOTEERILISED HÜDROKSIIDID neil on happe-aluse duaalsus: nad reageerivad hapetega alusena:

2Cr(OH)3 + 3H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 6H2O,

ja alustega - nagu happed:

Cr(OH) 3 + NaOH = Na (reaktsioon toimub leeliselahuses);

Cr(OH) 3 + NaOH = NaCrO 2 + 2H 2 O (reaktsioon toimub tahkete ainete vahel sulamise käigus).

Amfoteersed hüdroksiidid moodustavad sooli tugevate hapete ja alustega.

Nagu teised lahustumatud hüdroksiidid, lagunevad amfoteersed hüdroksiidid kuumutamisel oksiidiks ja veeks:

Be(OH)2 = BeO+H2O.

SOOLA– ioonühendid, mis koosnevad metallikatioonidest (või ammooniumist) ja happejääkide anioonidest. Mis tahes soola võib pidada aluse neutraliseerimise reaktsiooni produktiks happega. Sõltuvalt happe ja aluse vahekorrast saadakse soolad: keskmine(ZnSO 4, MgCl 2) – aluse täieliku neutraliseerimise saadus happega, hapu(NaHCO 3, KH 2 PO 4) - liigse happega, põhilised(CuOHCl, AlOHSO 4) – aluse liiaga.

Soolade nimetused rahvusvahelise nomenklatuuri järgi moodustatakse kahest sõnast: happeaniooni nimetus nimetav kääne ja lähtemetalli katioon, mis näitab selle oksüdatsiooniastet, kui see on muutuv, koos rooma numbriga sulgudes. Näiteks: Cr 2 (SO 4) 3 – kroom (III) sulfaat, AlCl 3 – alumiiniumkloriid. Happesoolade nimetused moodustatakse sõna lisamisel hüdro- või dihüdro-(olenevalt vesinikuaatomite arvust hüdroanioonis): Ca(HCO 3) 2 - kaltsiumvesinikkarbonaat, NaH 2 PO 4 - naatriumdivesinikfosfaat. Peamiste soolade nimetused moodustatakse sõnade liitmisel hüdrokso- või dihüdrokso-: (AlOH)Cl 2 – alumiiniumhüdroksükloriid, 2 SO 4 – kroom(III)dihüdroksosulfaat.

Soolade valmistamine ja omadused

A ) soolade keemilised omadused.

1) Soolade interaktsioon metallidega on oksüdatsiooni-redutseerimise protsess. Sel juhul on metall, mis seisab vasakul elektrokeemiline seeria rõhutab, tõrjub nende soolade lahustest välja järgmised:

Zn+CuSO4 =ZnSO4+Cu

Leelis- ja leelismuldmetallid Ärge kasutage teiste metallide redutseerimiseks nende soolade vesilahustest, kuna need interakteeruvad veega, tõrjudes välja vesiniku:

2Na+2H2O=H2 +2NaOH.

2) Eespool käsitleti soolade vastasmõju hapete ja leelistega.

3) Soolade vastastikmõju lahuses toimub pöördumatult ainult siis, kui üks toodetest on vähelahustuv aine:

BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4  + 2NaCl.

4) Soolade hüdrolüüs – osade soolade vahetuslagunemine veega. Soolade hüdrolüüsi käsitletakse üksikasjalikult teemas "Elektrolüütiline dissotsiatsioon".

b) soolade saamise meetodid.

Laboripraktikas kasutatakse soolade saamiseks tavaliselt järgmisi meetodeid, mis põhinevad erinevate ühendite klasside ja lihtainete keemilistel omadustel:

1) Metallide ja mittemetallide koostoime:

Cu+Cl 2 = CuCl 2,

2) Metallide koostoime soolalahustega:

Fe+CuCl2 =FeCl2+Cu.

3) Metallide koostoime hapetega:

Fe+2HCl=FeCl 2 +H 2 .

4) Hapete koostoime aluste ja amfoteersete hüdroksiididega:

3HCl+Al(OH)3 =AlCl3+3H2O.

5) Hapete koostoime aluseliste ja amfoteersete oksiididega:

2HNO3 +CuO=Cu(NO3)2 +2H2O.

6) Hapete koostoime sooladega:

HCl+AgNO3 =AgCl+HNO3.

7) Leeliste koostoime lahuses olevate sooladega:

3KOH+FeCl 3 =Fe(OH)3 +3KCl.

8) Kahe soola koostoime lahuses:

NaCl + AgNO 3 = NaNO 3 + AgCl.

9) Leeliste koostoime happeliste ja amfoteersete oksiididega:

Ca(OH)2 +CO2 =CaCO3 +H2O.

10) Erinevat tüüpi oksiidide vastastikmõju:

CaO+CO 2 = CaCO 3.

Sooli leidub looduses mineraalide ja kivimite kujul, lahustunud olekus ookeanide ja merede vees.

Jaga