Основания (гидроксиды)
Основаниями называются сложные вещества, диссоциирующие в водных растворах на анионы гидроксила ОН– и катионы металла
В а(ОН)2 = Ва2+ + 2ОН-
По международной номенклатуре название этих веществ складывается из слова «гидроксид» и названия металла в родительном падеже с указанием римскими цифрами его степени окисления:
NaOН – гидроксид натрия
Fe(ОН)3 – гидроксид железа (III)
Кроме этих названий, применяются и другие, тривиальные названия. Например, гидроксид натрия NaOН называется едким натром, гидроксид калия КОН – едким кали, гидроксид кальция Са(ОН)2 – гашеной известью (см. таблицу на стр. 32).
В зависимости от количества гидроксильных групп, связанных с атомом металла, гидроксиды делятся на следующие группы:
однокислотные: КОН, LiOH, NaOН
двухкислотные: Zn(OН)2, Ва(ОН)2, Fe(OН)2
трехкислотные: Fe(ОН)3, Cr(OН)3, Al(OН)3
Многокислотные основания диссоциируют в водных растворах ступенчато:
Ва(ОН)2
ВаОН+
+
ОН-
ВаОН- Ва2+ + ОН-
Этим объясняется образование основных солей.
Гидроксиды, растворимые в воде, называются щелочами. Их немного, это гидроксиды лития, натрия, калия, рубидия, цезия, франция, кальция, стронция, бария, а также гидроксид аммония.
Большинство же представителей этого класса неорганических соединений в воде малорастворимы, например, Сu(OН)2, Fe(OН)2, Fe(ОН)3, Сr(OН)3.
Растворимые в воде гидроксиды получают следующими способами:
1. Взаимодействие щелочных и щелочноземельных металлов с водой:
2Na + 2H2O = 2NaOH + Н2
Ва + 2H2O = Ва(ОН)2 + Н2
2. Растворение в воде оксидов:
CaO + H2O = Ca(OH)2
К2О + H2O = 2 КОН
3. Электролиз водных растворов солей щелочных металлов. Так, при электролизе раствора хлорида натрия имеют место следующие катодные и анодные процессы:
Катод: 2H2O
+ 2е Н2
+ 2ОН-
Анод: Сl-
- е Сl-
2Сl
= Сl2
В растворе накапливаются ионы Na+ и ОН- , образующие гидроксид натрия NaOН.
Нерастворимые в воде гидроксиды можно получить лишь косвенным путем – реакцией обмена:
Сr2(SO4)3 + 6NaOH = 2Сr(OН)3 + 3Na2SO4
К важнейшим химическим свойствам гидроксидов относится их способность взаимодействовать с кислотами, кислотными или амфотерными оксидами с образованием солей:
2 NaOH + Н2SO4 = Na2SO4 + 2H2O
2 NaOH + SO3 = Na2SO3 + H2O
Са(ОН)2 + CO2 = СаСО3 + H2O
2NaOH + Al2O3 = 2NaAlO2 + H2O
Некоторые гидроксиды: Сr(ОН)3, Al(OН)3, Zn(OН)2, -подобно оксидам металлов, являются амфотерными, то есть могут проявлять в зависимости от условий свойства как гидроксидов, так и кислот.
Свойство гидроксида:
Zn(OН)2 + 2HСl = ZnСl2 + 2H2O
Свойство кислоты:
Zn(OН)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4]
Графические формулы гидроксидов могут быть изображены следующим образом:
Na – O – H – гидроксид натрия
– гидроксид
бария
– гидроксид
железа (III)
Присутствующие в растворах гидроксидов гидроксильные ионы ОН- окрашивают фенолфталеин в малиновый, лакмус - в синий и метилоранж – в желтый цвет.