Основные гидроксиды (основания)
Основные гидроксиды (основания) соответствуют основным оксидам.
Основаниями называют сложные вещества, состоящие из ионов металла и одной или нескольких гидроксогрупп ОН–, способных замещаться на ионы кислотного остатка (исключением является гидроксид аммония NH4OH). Основные гидроксиды образуют металлы в низких степенях окисления (+1, +2). Оксиды щелочных (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) и щелочно-земельных металлов (Ca, Sr, Ba, Ra) при взаимодействии с водой образуют сильные основания, которые называют щелочами.
К2О + Н2О = 2КОН;
CaО + Н2О = Са(ОН)2.
Другие основные оксиды с водой не взаимодействуют, а соответствую-щие им основания получают из солей.
CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4.
Число гидроксогрупп в молекуле основания определяет кислотность основания. По этому признаку основания делятся:
– на однокислотные основания – LiOH, KOH, NH4OH;
– двухкислотные основания – Ca(OH)2, Fe(OH)2;
– трехкислотные основания – Fe(OH)3, La(OH)3;
– четырехкислотные основания – Mn(OH)4.
Названия оснований. Названия основных и амфотерных гидроксидов состоят из слова гидроксид и названия металла. Если элемент образует несколько гидроксидов, то в названиях указывается его валентность римской цифрой в скобках. Например: NaOH – гидроксид натрия, Ca(OH)2 – гидроксид кальция, Al(OH)3 – гидроксид алюминия, Fe(OH)2 – гидроксид железа (II), Fe(OH)3 – гидроксид железа (III). Для некоторых важных оснований применяют традиционные русские названия. Например: NaOH – едкий натр, КОН – едкое кали, Ca(OH)2 – гашеная известь, Ba(OH)2 – едкий барий.
В водных растворах и расплавах основания диссоциируют на положительные ионы металла Me+n и отрицательные гидроксид ионы ОН–. Никаких других анионов основания не образуют (исключением является гидрат аммиака NH3·H2O, или гидроксид аммония).
NH4OH ⇄ NH4+ + OH–;
NaOH → Na+ + OH–;
Mg(OH)2 ⇆ OH- + MgOH1+;
MgOH1+ ⇆ Mg2+ + OH1–.
Характерным свойством основных гидроксидов является способность взаимодействовать с кислотными оксидами и кислотами.
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓+ H2O;
Fe(OH)2 + H2SO4 = FeSO4 + 2H2O.
Щелочи могут взаимодействовать с некоторыми простыми веществами.
Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2;
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2.
Растворы щелочей взаимодействуют с растворами солей:
Рb(NO3)2 + 2NaOH = 2NaNO3 + Pb(OH)2.
Нерастворимые в воде гидроксиды при нагревании разлагаются, а щелочи, как правило, плавятся без разложения (исключение составляет LiOH):
2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O
2LiOH = Li2O + H2O
Амфотерные гидроксиды (амфолиты)
Амфотерными гидроксидами (амфолитами) называются гидроксиды, которые при взаимодействии с кислотами и сильными основаниями образуют соли. Амфотерными являются гидроксиды, соответствующие амфотерным оксидам: Ве(ОН)2, Zn(OH)2, Ge(OH)2, Pb(OH)2, Al(OH)3, Cr(OH)3, Sn(OH)4, Mn(OH)4.
В растворе амфолиты диссоциируют с образованием гидроксид-ионов и ионов водорода:
2H+ + ZnO2+ ⇄ H2ZnO2 ⇄ Zn(OH)2 ⇄ OH– + ZnOH+ ⇄ OH–+ Zn2+
диссоциация по типу кислоты раствор диссоциация по типу основания
H3AlO3⇄ H2O + HAlO2 ⇄ H+ + AlO2- Al(OH)3 ⇄ OH– + Al(OH)+2
Al(OH)+2 ⇄ OH– + Al(OH)2+
Al(OH)2+ ⇄ OH– +Al3+
В водных растворах диссоциация может протекать с образованием гидроксокомплексов: Al(OH)3 + H2O ⇄ [Al(OH)4]– + H+.
Амфотерные гидроксиды образуют соли при взаимодействии с кислотами и щелочами.
Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O;
Al(OH)3
+ NaOH сплавление NaAlO2
+ 2H2O;
Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2ZnO2 + 2H2O;
Взаимодействие со щелочами может проходить с образованием комплек-сных солей.
Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4].
тетрагидроксоалюминат
натрия
Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4]
тетрагидроксоцинкат
натрия