2.1.Основания

Основания – сложные вещества, молекулы которых состоят из атома металла (или иона NH₄⁺) и одной или нескольких гидроксогрупп, способных замещаться на кислотный остаток. Общая формула оснований Me(OH)х, где х равно степени окисления металла. Все основные гидроксиды находятся в орто-форме. При наименовании оснований для элементов, проявляющих переменную степень окисления, следует указать ее величину: Fe(OH)₃ – гидроксид железа (III).

Классифицировать основания можно следующим образом:

1. по растворимости в воде основания делятся на растворимые (щелочи и NH₄OH) и нерастворимые (все остальные основания);

2. по степени диссоциации основания подразделяются на сильные (щелочи) и слабые (все остальные).

3. по кислотности, то есть по числу гидроксогрупп, способных замещаться на кислотные остатки: на однокислотные (NaOH), двухкислотные [Ca(OH)₂], трехкислотные [Al(OH)₃].

Химические свойства оснований

Общие свойства оснований обусловлены наличием в их растворах иона ОН^-, создающего в растворе щелочную среду (фенолфталеин окрашивается в малиновый цвет, метилоранж – в желтый, лакмус – в синий).

1. Химические свойства щелочей:

1. взаимодействие с кислотными оксидами:

2KOH+CO₂K₂CO₃+H₂O;

2. реакция с кислотами (реакция нейтрализации):

2NaOH+ H₂SO₄Na₂SO₄+2H₂O;

3. взаимодействие с растворимыми солями (только в том случае, если при действии щелочи на растворимую соль выпадает осадок или выделяется газ):

2NaOH+ CuSO₄Cu(OH)₂+Na₂SO₄,

Ba(OH)₂+Na₂SO₄BaSO₄+2NaOH, KOH(конц.)+NH₄Cl(крист.)NH₃+KCl+H₂O.

2. Химические свойства нерастворимых оснований:

1. взаимодействие оснований с кислотами:

Fe(OH)₂+H₂SO₄FeSO₄+2H₂O;

2. разложение при нагревании. Нерастворимые основания при нагревании разлагаются на основный оксид и воду:

Cu(OH)₂CuO+H₂O

Получение оснований

1. Получение щелочей:

1. взаимодействие щелочных или щелочноземельных металлов или их оксидов с водой:

Сa+2H₂OCa(OH)₂+H₂,

Na₂O+ H₂O2NaOH

2. электролиз растворов хлоридов щелочных металлов (промышленное получение):

2NaCl+2H₂OCl₂(на аноде)+H₂(на катоде)+2NaOH(у катода).

2. Нерастворимые основания получают из растворимых солей действием щелочей:

CuSO₄+2NaOHCu(OH)₂+Na₂SO₄.

2.2. Кислоты

Кислоты – сложные вещества, содержащие атомы водорода, которые могут замещаться катионами металла (или ионами аммония). Общая формула кислот: H_xAn, где An^х- – кислотный остаток, х – число атомов водорода, равное заряду кислотного остатка.

Кислоты классифицируют:

а) по содержанию атомов кислорода в молекуле – на бескислородные (HCl) и кислородсодержащие (H₂SO₄);

б) по основности, то есть по числу атомов водорода, способных замещаться на металл – на одноосновные (HCN), двухосновные (H₂S) и т.д.

в) по электролитической силе – на сильные и слабые. Наиболее употребляемыми сильными кислотами являются разбавленные водные растворы HCl, HBr, HJ, HNO₃, H₂SO₄, HСlO₃, HClO₄.

Номенклатура кислот

Названия кислот производятся от того элемента, от которого образована кислота. При этом в названии бескислородных кислот обычно имеется окончание –водородная: HCl – хлороводородная, HBr – бромоводородная, H₂S – сероводородная.

В случае кислородсодержащих кислот окончание –водородная отсутствует: HNO₃ – азотная, H₂CrO₄ – хромовая. Названия кислот, в которых степень окисления центрального атома соответствует номеру группы в таблице Менделеева, образуются с помощью прилагательного от русского названия элемента, например, HСlO₄ – хлорная, Н₂МоО₄ – молибденовая, H₂SO₄ – серная (исключение составляют кислоты H₃AuO₃ – золотая и H₂FeO₄ – железная, названия которых относятся к высшим степеням окисления элементов, не соответствующим номерам групп: золото находиться в первой группе, а железо – в восьмой).

В названиях кислот элементов IV – VI групп низшие степени окисления центральных атомов кислоты обозначаются с помощью суффикса -ист-: H₂SO₃ – сернистая, H₂SnO₂ – оловянистая, HNO₂ – азотистая кислоты.

Названия кислот следует образовывать с приставками мета-, ди-, орто-, если это способствует уточнению формулы кислоты, например, ортомышьяковая H₃AsO₄, димышьяковая H₄As₂O₇, метамышьяковая HAsO₃.

Для обозначения степени окисления галогенов в названиях кислот используются следующие суффиксы: -н- для степени окисления +7; -новат- для степени окисления +5; -ист- для степени окисления +3 и -новатист- для степени окисления +1. Например, HClO₄ – хлорная кислота, HClO₃ – хлорноватая кислота, HClO₂ - хлористая кислота, HСlO – хлорноватистая кислота.