2.2. Номенклатура оснований
Названия оснований состоят из слова «гидроксид» и названия металла в родительном падеже: KOH – гидроксид калия, Ba(OH)2 – гидроксид бария, Al(OH)3 – гидроксид алюминия т.д. Если металл образует несколько оснований, то указывается валентность (степень окисления) металла римской цифрой в скобках после названия: Fe(OH)2 – гидроксид железа (II), Fe(OH)3 – гидроксид железа (III), Sn(OH)2 – гидроксид олова (II), Sn(OH)4 – гидроксид олова (IV) и т.д.
Основание NH4OH имеет название гидроксид аммония (NH4+ – катион аммония).
Примечание. Молекул NH4OH в действительности не существует. При растворении аммиака образуется гидрат аммиака, который диссоциирует с образованием NH4+ -катионов и ОН–-анионов:
NH3∙H2O D NH4+ + OH–
2.3. Свойства оснований
Типичные основания и гидроксид аммония взаимодействуют с кислотами и с кислотными оксидами с образованием солей и воды:
Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O; Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O
Взаимодействие щелочей с кислотами называется реакцией нейтрализации. В реакции нейтрализации Н+-катионы кислот и ОН–-анионы щелочей соединяются в молекулы воды, поэтому среда раствора с химической точки зрения становится нейтральной. Типичный пример реакции нейтрализации:
NaOH + HCl = NaCl + H2O – молекулярное уравнение;
H+ + OH- = H2O – ионное уравнение.
Щелочи и гидроксид аммония взаимодействуют с растворами солей с образованием нерастворимых оснований:
2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2¯ + Na2SO4
6NH4OH + 2Al2(SO4)3 = 2Al(OH)3¯ + 3(NH4)2SO4
Амфотерные основания взаимодействуют как с кислотами, так и со щелочами. В реакциях с кислотами они проявляют свойства типичных оснований:
Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O
Но при взаимодействии со щелочами амфотерные основания проявляют свойства кислот. При сплавлении со щелочами образуются обычные соли и вода:
Al(OH)3 + NaOH(расплав) = NaAlO2 + 2H2O,
а при взаимодействии с растворами щелочей – комплексные соли:
Al(OH)3 + 3NaOH(раствор) = Na3[Al(OH)6]
2.4. Получение оснований
Существуют различные способы получения оснований.
1. Нерастворимые неамфотерные основания получают действием щелочей на водные растворы солей:
MnSO4 + 2Na(OH) = Mn(OH)2¯ + Na2SO4
Но если получаемое этим способом основание является амфотерным, оно взаимодействует с избытком щёлочи. Поэтому при получении амфотерных оснований вместо щелочей используют раствор аммиака:
AlCl3 + 3NH4OH = Al(OH)3¯ + 3NH4Cl
2. Нерастворимые основания получают также с помощью солей, которые в водных растворах дают щелочную среду вследствие гидролиза. Одной из таких солей является карбонат натрия:
Al2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O = Al(OH)3¯ + 3Na2SO4 + 3CO2
3. Щелочи получают взаимодействием соответствующих металлов или их оксидов с водой:
2К + 2H2O = 2КOH + H2; ВaO + H2O = Вa(OH)2
Самыми распространенными основаниями являются щелочи NaOH и Ca(OH)2.
Гидроксид натрия получают электролизом водного раствора хлорида натрия:
2NaCl
+ 2H2O
2NaOH + H2↑
+ Cl2↑
Гидроксид кальция получают взаимодействием с водой оксида кальция, получаемого разложением природнго соединения – карбоната кальция:
CaСO3 = CaO + СО2↑; CaO + H2O = Ca(OH)2