Motivele clasificării și proprietăților lor sunt exemple. Terenuri. Proprietăți chimice și metode de preparare

3. Hidroxizi

Printre compușii cu mai multe elemente grup important alcătuiesc hidroxizi. Unele dintre ele prezintă proprietățile bazelor (hidroxizi bazici) - NaOH, Ba(OH ) 2 etc.; altele prezintă proprietățile acizilor (hidroxizi acizi) - HNO3, H3PO4 si altii. Există și hidroxizi amfoteri care, în funcție de condiții, pot prezenta atât proprietățile bazelor, cât și proprietățile acizilor - Zn (OH) 2, Al (OH) 3 etc.

3.1. Clasificarea, prepararea și proprietățile bazelor

Din punctul de vedere al teoriei disocierii electrolitice, bazele (hidroxizii bazici) sunt substanțe care se disociază în soluții pentru a forma ioni de hidroxid de OH - .

Conform nomenclaturii moderne, aceștia se numesc de obicei hidroxizi de elemente, indicând, dacă este necesar, valența elementului (cu cifre romane între paranteze): KOH - hidroxid de potasiu, hidroxid de sodiu NaOH , hidroxid de calciu Ca(OH ) 2, hidroxid de crom ( II)-Cr(OH ) 2, hidroxid de crom ( III) - Cr (OH) 3.

Hidroxizi metalici de obicei împărțit în două grupe: solubil în apă(format din metale alcaline și alcalino-pământoase - Li, Na, K, Cs, Rb, Fr, Ca, Sr, Ba şi de aceea numite alcaline) şi insolubil în apă. Principala diferență dintre ele este că concentrația ionilor OH - în soluții alcaline este destul de mare, dar pentru bazele insolubile este determinată de solubilitatea substanței și este de obicei foarte mică. Cu toate acestea, concentrații mici de echilibru ale ionului OH - chiar și în soluții de baze insolubile, se determină proprietățile acestei clase de compuși.

După numărul de grupări hidroxil (aciditate) , capabile să fie înlocuite cu un reziduu acid, se disting:

baze monoacide - KOH, NaOH;

baze diacide - Fe (OH)2, Ba (OH)2;

baze triacide - Al (OH) 3, Fe (OH) 3.

Obținerea de terenuri

1. Metoda generală de preparare a bazelor este o reacție de schimb, cu ajutorul căreia se pot obține atât baze insolubile, cât și solubile:

CuSO4 + 2KOH = Cu(OH)2 ↓ + K2SO4,

K2SO4 + Ba(OH)2 = 2KOH + BaCO3↓ .

Când se obțin baze solubile prin această metodă, precipită o sare insolubilă.

Atunci când se prepară baze insolubile în apă cu proprietăți amfotere, ar trebui evitată excesul de alcali, deoarece poate avea loc dizolvarea bazei amfotere, de exemplu,

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

Al(OH)3 + KOH = K.

În astfel de cazuri, hidroxidul de amoniu este utilizat pentru a obține hidroxizi, în care oxizii amfoteri nu se dizolvă:

AlCI3 + 3NH4OH = Al(OH)3↓ + 3NH4CI.

Hidroxizii de argint și mercur se descompun atât de ușor încât atunci când se încearcă obținerea lor prin reacție de schimb, în ​​loc de hidroxizi, oxizii precipită:

2AgNO3 + 2KOH = Ag2O ↓ + H2O + 2KNO3.

2. Alcalii în tehnologie sunt obținute de obicei prin electroliza soluțiilor apoase de cloruri:

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

(reacție totală de electroliză)

Alcaliile pot fi obținute și prin reacția metalelor alcaline și alcalino-pământoase sau a oxizilor acestora cu apă:

2 Li + 2 H2O = 2 LiOH + H2,

SrO + H20 = Sr (OH)2.

Proprietățile chimice ale bazelor

1. Toate bazele insolubile în apă se descompun atunci când sunt încălzite pentru a forma oxizi:

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

Ca (OH)2 = CaO + H2O.

2. Cea mai caracteristică reacție a bazelor este interacțiunea lor cu acizi - reacția de neutralizare. Atât bazele alcaline, cât și bazele insolubile intră în el:

NaOH + HNO3 = NaNO3 + H2O,

Cu(OH)2 + H2S04 = CuS04 + 2H2O.

3. Alcalii interacționează cu oxizii acizi și amfoteri:

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

2NaOH + Al2O3 = 2NaAlO2 + H2O.

4. Bazele pot reacționa cu sărurile acide:

2NaHSO 3 + 2KOH = Na 2 SO 3 + K 2 SO 3 + 2H 2 O,

Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2 = BaCO3↓ + CaC03 + 2H2O.

Cu(OH)2 + 2NaHS04 = CuS04 + Na2SO4 + 2H2O.

5. Este necesar să se sublinieze în special capacitatea soluțiilor alcaline de a reacționa cu unele nemetale (halogeni, sulf, fosfor alb, siliciu):

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

6 KOH + 3 Cl 2 = 5 KCl + KClO 3 + 3 H 2 O (când este încălzit),

6KOH + 3S = K 2 SO 3 + 2K 2 S + 3H 2 O,

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

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

6. În plus, soluțiile concentrate de alcaline, atunci când sunt încălzite, sunt, de asemenea, capabile să dizolve unele metale (cele ai căror compuși au proprietăți amfotere):

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

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

Soluțiile alcaline au un pH> 7 (mediu alcalin), schimbați culoarea indicatorilor (tornesol - albastru, fenolftaleină - violet).

M.V. Andryukhova, L.N. Borodina


1. Bază + sare acidă + apă

KOH + HCI
KCI + H2O.

2. Bază + oxid acid
sare + apa

2KOH + SO 2
K2S03 + H2O.

3. Alcali + oxid/hidroxid amfoter
sare + apa

2NaOH (tv) + Al2O3
2NaAl02 + H20;

NaOH (solid) + Al(OH) 3
NaAl02 + 2H20.


Reacția de schimb între o bază și o sare are loc numai în soluție (atât baza, cât și sarea trebuie să fie solubile) și numai dacă cel puțin unul dintre produse este un precipitat sau un electrolit slab (NH 4 OH, H 2 O)

Ba(OH)2 + Na2S04
BaSO4 + 2NaOH;

Ba(OH)2 + NH4CI
BaCI2 + NH4OH.


Doar bazele sunt rezistente la căldură Metale alcaline excluzând LiOH

Ca(OH)2
CaO + H20;

NaOH ;

NH4OH
NH3 + H2O.


2NaOH (s) + Zn
Na2ZnO2 + H2.

ACIZI

Acizi din poziția TED se numesc substanțe complexe care se disociază în soluții pentru a forma ionul de hidrogen H +.

Clasificarea acizilor

1. După numărul de atomi de hidrogen capabili de eliminare într-o soluție apoasă, acizii se împart în monobazic(HF, HNO2), dibazic(H2CO3, H2SO4), tribazic(H3PO4).

2. După compoziția acidului se împart în fără oxigen(HCI, H2S) şi conţinând oxigen(HCI04, HNO3).

3. După capacitatea acizilor de a se disocia în soluții apoase, aceștia se împart în slabȘi puternic. Moleculele de acizi tari din soluții apoase se dezintegrează complet în ioni, iar disocierea lor este ireversibilă.

De exemplu, HCI
H + + CI-;

H2SO4
H++HSO .

Acizii slabi se disociază reversibil, adică moleculele lor în soluții apoase se dezintegrează în ioni parțial, iar cele polibazice - treptat.

CH3COOH
CH3COO- + H+;

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

Se numește porțiunea unei molecule de acid fără unul sau mai mulți ioni de hidrogen H+ reziduu acid. Sarcina unui reziduu de acid este întotdeauna negativă și este determinată de numărul de ioni H + îndepărtați din molecula de acid. De exemplu, acidul ortofosforic H 3 PO 4 poate forma trei resturi acide: H 2 PO 4 - ion fosfat dihidrogen, HPO - ion fosfat hidrogen, PO - ion fosfat.

Denumirile acizilor fără oxigen sunt compuse prin adăugarea terminației - hidrogen la rădăcina numelui rusesc al elementului care formează acid (sau la numele unui grup de atomi, de exemplu, CN - cyan): HCl - clorhidric acid (acid clorhidric), H 2 S - acid hidrosulfurat, HCN - acid cianhidric (acid cianhidric).

Numele acizilor care conțin oxigen sunt, de asemenea, formate din numele rusesc al elementului care formează acid, cu adăugarea cuvântului „acid”. În acest caz, numele acidului în care elementul se află în cel mai înalt grad de oxidare se termină în „... ovule” sau „... ovule”, de exemplu, H 2 SO 4 este acid sulfuric, H 3 AsO 4 este acidul arsenic. Odată cu scăderea stării de oxidare a elementului care formează acid, terminațiile se schimbă în următoarea secvență: "... naya"(HClO 4 – acid percloric), "...eh"(HClO 3 – acid percloric), "...obosit"(HClO 2 – acid cloros), "...ovous"(HClO este acid hipocloros). Dacă un element formează acizi în timp ce se află în doar două stări de oxidare, atunci numele acidului care corespunde celei mai scăzute stări de oxidare a elementului primește terminația „... pur” (HNO 3 - acid azotic, HNO 2 - acid azot) .

Același oxid acid (de exemplu, P2O5) poate corespunde mai multor acizi care conțin un atom dintr-un element dat în moleculă (de exemplu, HPO3 și H3PO4). În astfel de cazuri, numele acidului care conține cel mai mic număr atomi de oxigen din moleculă, se adaugă prefixul „meta...”, iar la numele acidului care conține cel mai mare număr de atomi de oxigen din moleculă este prefixul „orto...” (HPO 3 - acid metafosforic, H3PO4 - acid ortofosforic).

Dacă o moleculă de acid conține mai mulți atomi ai unui element care formează acid, atunci la numele său se adaugă un prefix numeric, de exemplu, H 4 P 2 O 7 - Două acid fosforic, H 2 B 4 O 7 – patru acid boric.

H2S05H2S2O8

S H – O – S –O – O – S – O - H

H-O-O O O O

Acid peroxosulfuric Acid peroxosulfuric

Proprietăți chimice acizi


HF + KOH
KF + H2O.


H2SO4 + CuO
CuS04 + H20.


2HCI + BeO
BeCI2 + H20.


Acizii interacționează cu soluțiile de sare dacă acest lucru are ca rezultat formarea unei sări insolubile în acizi sau a unui acid mai slab (volatil) în comparație cu acidul original.

H2S04 + BaCl2
BaSO4 +2HCI;

2HNO3 + Na2CO3
2NaNO3 + H2O + CO2 .


H2CO3
H2O + CO2.


H2S04 (diluat) + Fe
FeS04 + H2;

HCI + Cu .

Figura 2 prezintă interacțiunea acizilor cu metalele.

ACID - OXIDANT

Metalul în seria de tensiuni după H 2

+
nicio reactie

Metal în domeniul de tensiune până la N 2

+
sare metalică + H2

la gradul min

H2S04 concentrat

Au, Pt, Ir, Rh, Ta

oxidare (s.o.)

+
nicio reactie

/Mq/Zn

in functie de conditii

Sulfat metalic în max s.o.

+
+ +

Metal (altele)

+
+ +

HNO3 concentrat

Au, Pt, Ir, Rh, Ta

+
nicio reactie

Metal alcalin/alcalino-pământos

Nitrat de metal în max d.o.

Metal (altele; Al, Cr, Fe, Co, Ni atunci când este încălzit)

TN+


+

HNO 3 diluat

Au, Pt, Ir, Rh, Ta

+
nicio reactie

Metal alcalin/alcalino-pământos

NH3 (NH4NO3)

Nitratmetal

la in max s.o.

+
+

Metal (restul în curtea tensiunilor până la N 2)

NO/N 2 O/N 2 /NH 3 (NH 4 NO 3)

in functie de conditii

+

Metal (restul din seria tensiunilor după H 2)

Fig.2. INTERACȚIA ACIZILOR CU METALELE

SARE

Săruri - Acestea sunt substanțe complexe care se disociază în soluții pentru a forma ioni încărcați pozitiv (cationi - reziduuri bazice), cu excepția ionilor de hidrogen, și ionii încărcați negativ (anioni - resturi acide), alții decât ionii de hidroxid.

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

Alcaline

Baze insolubile

Toate bazele reacţionează cu acizii ( reacție de neutralizare)

2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O

Cr(OH)2 + 2HC1 = CrC12 + 2H20

Bazele reacţionează cu oxizi acizi cu formarea de sare și apă:

6KON + P2O5 = 2K3PO4 + 3H2O

Reacţionează alcalinele cu solutii sarate, dacă unul dintre produșii de reacție precipită(adică dacă se formează un compus insolubil):

CuSO 4 + 2KOH = Cu(OH) 2  + K 2 SO 4

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

Baze insolubile în apă și hidroxizi amfoteri se descompun la încălzire la oxidul și apa corespunzătoare:

Mn(OH)2  MnO + H2O

Cu(OH)2  CuO + H2O

Alcaliile pot fi detectate cu un indicator. Într-un mediu alcalin: turnesol - albastru, fenolftaleină - purpuriu, metil portocaliu - galben

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. Varul stins este utilizat pe scară largă în construcții ca bază pentru producția de lianți.

Motivesubstanțe 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 același timp, ele reacționează cu apa conditii normale 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 și în produse ar trebui să se formeze o sare insolubilă sau o 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 acidul clorhidric puternic:

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. Îi determinăm încărcătura și scriem pe exterior cantitatea necesară cationi sau anioni.

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 au loc în funcție de mecanism schimb de ioni.

alcali + sare solubilă = sare + hidroxid corespunzător

Alcaliile interacționează cu soluții 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 sarea formată de metalul căruia îi corespunde hidroxid amfoter , interactioneaza cu o suma mica alcalin, atunci 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 reacţionează 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

a) obținerea de motive.

1) Metoda generală de preparare a bazelor este o reacție de schimb, cu ajutorul căreia se pot obține atât baze insolubile, cât și solubile:

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

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

Când se obțin baze solubile prin această metodă, precipită o sare insolubilă.

2) Alcaliile pot fi obținute și prin reacția metalelor alcaline și alcalino-pământoase sau a oxizilor acestora cu apă:

2Li + 2H2O = 2LiOH + H2,

SrO + H20 = Sr(OH)2.

3) Alcaliile în tehnologie sunt obținute de obicei prin electroliza soluțiilor apoase de cloruri:

b)chimicproprietățile bazelor.

1) Cea mai caracteristică reacție a bazelor este interacțiunea lor cu acizii - reacția de neutralizare. Atât bazele alcaline, cât și bazele insolubile intră în el:

NaOH + HNO3 = NaNO3 + H2O,

Cu(OH)2 + H2SO4 = CuS04 + 2H2O.

2) S-a arătat mai sus cum interacționează alcalii cu oxizii acizi și amfoteri.

3) Când alcalii interacționează cu sărurile solubile, se formează o nouă sare și o nouă bază. O astfel de reacție se finalizează numai atunci când cel puțin una dintre substanțele rezultate precipită.

FeCl 3 + 3 KOH = Fe(OH) 3  + 3 KCl

4) Când sunt încălzite, majoritatea bazelor, cu excepția hidroxizilor de metale alcaline, se descompun în oxidul corespunzător și apă:

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

Ca(OH)2 = CaO + H2O.

ACIZI - substanțe complexe ale căror molecule constau din unul sau mai mulți atomi de hidrogen și un reziduu acid. Compoziția acizilor poate fi exprimată prin formula generală H x A, unde A este restul acid. Atomii de hidrogen din acizi pot fi înlocuiți sau schimbați cu atomi de metal, rezultând formarea de săruri.

Dacă un acid conține un astfel de atom de hidrogen, atunci este un acid monobazic (HCl - clorhidric, HNO 3 - azotic, HСlO - hipocloros, CH 3 COOH - acetic); doi atomi de hidrogen - acizi dibazici: H 2 SO 4 - sulfuric, H 2 S - hidrogen sulfurat; trei atomi de hidrogen sunt tribazici: H 3 PO 4 – ortofosforic, H 3 AsO 4 – ortoarsenic.

În funcție de compoziția reziduului acid, acizii sunt împărțiți în lipsiți de oxigen (H2S, HBr, HI) și care conțin oxigen (H3PO4, H2SO3, H2CrO4). În moleculele de acizi care conțin oxigen, atomii de hidrogen sunt legați prin oxigen la atomul central: H – O – E. Denumirile acizilor fără oxigen sunt formate din rădăcina numelui rusesc pentru un nemetal, vocala de legătură. - O- și cuvintele „hidrogen” (H 2 S – hidrogen sulfurat). Numele acizilor care conțin oxigen sunt date după cum urmează: dacă nemetalul (mai rar un metal) inclus în reziduul de acid este în cel mai înalt grad de oxidare, atunci sufixele sunt adăugate la rădăcina numelui rusesc al elementului. -n-, -ev-, sau - ov- iar apoi finalul -și eu-(H2SO4 - sulf, H2CrO4 - crom). Dacă starea de oxidare a atomului central este mai mică, atunci se folosește sufixul -ist-(H 2 SO 3 – sulfuros). Dacă un nemetal formează un număr de acizi, se folosesc alte sufixe (HClO - clor ovatist aya, HClO 2 – clor ist aya, HClO 3 – clor ovat aya, HClO 4 – clor nși eu).

CU
Din punctul de vedere al teoriei disocierii electrolitice, acizii sunt electroliți care se disociază într-o soluție apoasă pentru a forma numai ioni de hidrogen sub formă de cationi:

N x A xN + +A x-

Prezența ionilor de H + determină schimbarea culorii indicatorilor în soluțiile acide: turnesol (roșu), portocaliu de metil (roz).

Prepararea și proprietățile acizilor

A) producerea de acizi.

1) Acizii fără oxigen pot fi obținuți prin combinarea directă a nemetalelor cu hidrogenul și apoi dizolvarea gazelor corespunzătoare în apă:

2) Acizii care conțin oxigen pot fi obținuți adesea prin reacția oxizilor acizi cu apă.

3) Atât acizii fără oxigen, cât și cei care conțin oxigen pot fi obținuți prin reacții de schimb între săruri și alți acizi:

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 (dizolvat) = H 2 S  + FeSO 4,

NaCl (solid) + H 2 SO 4 (conc.) = HCl  + NaHSO 4,

AgNO 3 + HCl = AgCl + HNO 3,

4) În unele cazuri, reacțiile redox pot fi folosite pentru a produce acizi:

3P + 5HNO 3 + 2H 2 O = 3H 3 PO 4 + 5NO 

b ) proprietățile chimice ale acizilor.

1) Acizii interacționează cu bazele și hidroxizii amfoteri. În acest caz, acizii practic insolubili (H 2 SiO 3, H 3 BO 3) pot reacţiona numai cu alcalii solubili.

H2SiO3 +2NaOH=Na2SiO3 +2H2O

2) Interacțiunea acizilor cu oxizii bazici și amfoteri este discutată mai sus.

3) Interacțiunea acizilor cu sărurile este o reacție de schimb cu formarea de sare și apă. Această reacție se finalizează dacă produsul de reacție este o substanță insolubilă sau volatilă sau un electrolit slab.

Ni2Si03 +2HCI=2NaCI+H2Si03

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

4) Interacțiunea acizilor cu metalele este un proces de oxido-reducere. Reductor - metal, agent oxidant - ioni de hidrogen (acizi neoxidanți: HCl, HBr, HI, H 2 SO 4 (diluat), H 3 PO 4) sau un anion al reziduului acid (acizi oxidanți: H 2 SO 4 ( conc), HNO 3(capăt și rupere)). Produșii de reacție ai interacțiunii acizilor neoxidanți cu metalele din seria de tensiune până la hidrogen sunt sare și hidrogen gazos:

Zn+H2SO4(dil) =ZnSO4+H2

Zn+2HCl=ZnCl 2 +H 2 

Acizii oxidanți interacționează cu aproape toate metalele, inclusiv cu cele slab active (Cu, Hg, Ag), și se formează produsele de reducere a anionului acid, sare și apă:

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

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

HIDROXIZI AMFOTERICI prezintă dualitate acido-bazică: reacţionează cu acizii ca baze:

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

și cu baze - ca acizi:

Cr(OH) 3 + NaOH = Na (reacția are loc într-o soluție alcalină);

Cr(OH) 3 + NaOH = NaCrO 2 + 2H 2 O (reacția are loc între substanțele solide în timpul fuziunii).

Hidroxizii amfoteri formează săruri cu acizi și baze puternice.

Ca și alți hidroxizi insolubili, hidroxizii amfoteri se descompun atunci când sunt încălziți în oxid și apă:

Be(OH)2 = BeO+H2O.

SARE– compuși ionici formați din cationi metalici (sau amoniu) și anioni ai reziduurilor acide. Orice sare poate fi considerată ca un produs al reacției de neutralizare a unei baze cu un acid. În funcție de raportul dintre acid și bază, se obțin săruri: in medie(ZnSO 4, MgCl 2) – produsul neutralizării complete a bazei cu acid, acru(NaHCO3, KH2PO4) - cu exces de acid, de bază(CuOHCl, AlOHSO 4) – cu exces de bază.

Denumirile de săruri conform nomenclaturii internaționale sunt formate din două cuvinte: denumirea anionului acid din caz nominativ iar cationul metalic din părinte, indicând starea sa de oxidare, dacă este variabil, cu un număr roman între paranteze. De exemplu: Cr 2 (SO 4) 3 – sulfat de crom (III), AlCl 3 – clorură de aluminiu. Numele sărurilor acide se formează prin adăugarea cuvântului hidro- sau dihidro-(în funcție de numărul de atomi de hidrogen din hidroanion): Ca(HCO 3) 2 - bicarbonat de calciu, NaH 2 PO 4 - dihidrogenofosfat de sodiu. Numele principalelor săruri se formează prin adăugarea cuvintelor hidroxo- sau dihidroxo-: (AlOH)Cl 2 – hidroxiclorura de aluminiu, 2 SO 4 – dihidroxosulfat de crom(III).

Prepararea și proprietățile sărurilor

A ) proprietățile chimice ale sărurilor.

1) Interacțiunea sărurilor cu metalele este un proces de oxido-reducere. În acest caz, metalul stă la stânga înăuntru serie electrochimică solicită, înlocuiește următoarele din soluțiile sărurilor lor:

Zn+CuSO4 =ZnSO4+Cu

Metale alcaline și alcalino-pământoase nu utilizați pentru reducerea altor metale din soluții apoase ale sărurilor lor, deoarece interacționează cu apa, înlocuind hidrogenul:

2Na+2H2O=H2+2NaOH.

2) Interacțiunea sărurilor cu acizi și alcalii a fost discutată mai sus.

3) Interacțiunea sărurilor între ele în soluție are loc ireversibil numai dacă unul dintre produse este o substanță ușor solubilă:

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

4) Hidroliza sărurilor - schimb descompunerea unor săruri cu apa. Hidroliza sărurilor va fi discutată în detaliu în tema „disocierea electrolitică”.

b) metode de obţinere a sărurilor.

În practica de laborator, se folosesc de obicei următoarele metode de obținere a sărurilor, bazate pe proprietățile chimice ale diferitelor clase de compuși și substanțe simple:

1) Interacțiunea metalelor cu nemetale:

Cu+Cl 2 = CuCl 2,

2) Interacțiunea metalelor cu soluțiile sărate:

Fe+CuCl2 =FeCl2+Cu.

3) Interacțiunea metalelor cu acizii:

Fe+2HCl=FeCl2 +H2 .

4) Interacțiunea acizilor cu bazele și hidroxizii amfoteri:

3HCI+Al(OH)3=AlCI3+3H20.

5) Interacțiunea acizilor cu oxizii bazici și amfoteri:

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

6) Interacțiunea acizilor cu sărurile:

HCl+AgNO3 =AgCl+HNO3.

7) Interacțiunea alcaliilor cu sărurile din soluție:

3KOH+FeCl 3 =Fe(OH) 3 +3KCl.

8) Interacțiunea a două săruri în soluție:

NaCl + AgNO 3 = NaNO 3 + AgCl.

9) Interacțiunea alcaline cu oxizii acizi și amfoteri:

Ca(OH)2+CO2=CaC03+H2O.

10) Interacțiunea oxizilor de diferite tipuri între ei:

CaO+CO2 = CaCO3.

Sărurile se găsesc în natură sub formă de minerale și roci, în stare dizolvată în apa oceanelor și mărilor.

Acțiune