Химические свойства и способы получения оснований

1. Общим свойством растворимых и нерастворимых оснований является их способность взаимодействовать с кислотами с образованием соответствующей соли и воды → реакция нейтрализации:

NaOH + HNO₃ = NaNO₃ + H₂O;

Cu(OH)₂ + H₂SO₄ = CuSO₄ + 2H₂O.

2. Растворимые в воде основания – щелочи взаимодействуют с кислотными (а) и амфотерными (б) оксидами:

а) 2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O,

6KOH + P₂O₅ = 2K₃PO₄ + 3H₂O;

б) 2NaOH + Al₂O₃ + 3H₂O = 2Na[Al(OH)₄]

(или упрощенно: 2KOH + Al₂O₃ = 2KAlO₂ + H₂O)

2KOH + ZnO +H₂O = K₂[Zn(OH)₄]

(или упрощенно: ZnO + 2KOH = K₂ZnO₂ + H₂O).

3. Растворы щелочей вступают в обменные реакции с растворами солей при условии, что одним из продуктов реакции будет являться либо нерастворимое основание, либо нерастворимая соль:

2KOH + CuSO₄ = Cu(OH)₂↓+ K₂SO₄;

Ba(OH)₂ + Na₂SO₄ = 2NaOH + BaSO₄↓.

4. Растворы щелочей взаимодействуют с кислыми солями с образованием нормальных солей и воды:

NaOH + NaHCO₃ = Na₂CO₃ + H₂O.

5. Растворы щелочей растворяют металлы, оксиды и гидроксиды которых проявляют амфотерные свойства. Металлы, образующие амфотерные соединения (Al, Zn, Be и др.), являются активными металлами, но с водой не реагируют, т.к. при обычных условиях на их поверхности образуется тонкая пленка оксида данного металла, предохраняющая его от взаимодействия, однако, в растворе щелочи эта пленка растворяется:

Al₂O₃ + 2KOH +3H₂O = 2K[Al(OH)₄],

Металл, освобожденный от защитной пленки, взаимодействует с водой, содержащейся в щелочном растворе:

Zn + H₂O = Zn(OH)₂ + H₂↑.

Образующийся при этом амфотерный гидроксид растворяется в щелочи:

Zn(OH)₂ + 2NaOH = Na₂[Zn(OH)₄].

Cуммарное уравнение протекающих процессов:

Zn + 2NaOH +2H₂O = Na₂[Zn(OH)₄] + H₂↑

(или упрощенно: Zn + 2NaOH = Na₂ZnO₂ + H₂↑).

Аналогично для алюминия:

2Al + 2KOH +6H₂O = 2K[Al(OH)₄] +3H₂↑

(или упрощенно: 2Al + 2KOH +2H₂O = 2KAlO₂ + 3H₂↑).

6. В растворах щелочей некоторые неметаллы диспропорционируют, т.е. проявляют и окислительные и восстановительные свойства:

0 -1 +1

Cl₂ +2 NaOH → NaCl +NaClO + H₂O .

7. Нерастворимые основания подвергаются термической дегидратации:

Cu(OH)₂ CuO + H₂O;

2Al(OH)₃ Al₂O₃ +3H₂O.

Гидроксиды некоторых металлов разлагаются при обычной температуре:

2AgOH = Ag₂O + H₂O;

2CuOH = Cu₂O + H₂O.

8. Гидроксиды, в которых d-металлы имеют низкие степени окисления, способны окисляться кислородом воздуха:

+2 +3

4 Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4 Fe(OH)₃

+2 +4

2 Mn(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 2 Mn(OH)₄

Основных способов получения оснований несколько.

1. Растворимые в воде основания, т.е. щелочи, получают при взаимодействии щелочных или щелочноземельных металлов (а) или их оксидов (б) с водой:

а) 2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑;

б) Na₂O + H₂O = 2NaOH;

Ca + 2H₂O = Ca(OH)₂ + H₂↑;

CaO + H₂O = Ca(OH)₂.

2. Щелочи можно получить электролизом растворов солей, образованных щелочными или щелочноземельными металлами и бескислородными кислотами:

электролиз

2KCl +2H₂O → 2KOH + H₂↑ + Cl₂↑

3. Действием щелочи на растворимую соль можно получить новую соль и новую щелочь:

Na₂SO₄ + Ba(OH)₂ = BaSO₄↓ + 2NaOH.

4. Нерастворимые в воде основания получают, проводя обменные реакции между растворами соответствующих солей и щелочами:

CuSO₄ + 2KOH = Cu(OH)₂↓ + K₂SO₄;

MnCl₂ + 2NaOH = Mn(OH)₂↓ + 2NaCl.