Основания

Основаниями называют сложные вещества, в состав которых входят атомы металлов, соединенные с одной или несколькими гидроксогруппами (KOH,Ca(OH)₂). С позиций теории электролитической диссоциации Аррениуса Основанием называется соединение, диссоциирующее в водном растворе с образованием из отрицательных ионов только гидроксид- ионовOH^-. Основания, реагируя с кислотой, образуют только соль и воду. Дальнейшее развитие химической науки уточнило и дополнило определение основания.

NaOH↔ Na⁺ + OH^-, Ca (OH)₂↔ Ca²⁺ + 2OH^-

Согласно протонной теории И. Бренстеда, основанием называют вещество, способное принимать протоны. Например, основные свойства аммиака проявляются за счет наличия неопределенной пары электронов атома азота, способной принимать протон. При этом образуется ион аммония по схеме:

H

׀

H−N: +H⁺→NH₄⁺

׀

Н

Ещё более общее определение дано Г. Льюисом. Катионы, анионы или нейтральные молекулы, способные отдавать электронные пары, называют основаниями Льюиса. В таблице 4 приведено сопоставление определений оснований.

Таблица 4

Различия в определении кислот и оснований

Класс веществ	Определение кислот и оснований
	По Аррениусу	По Бренстеду	По Льюису
Кислоты	Отдают H+	Отдают H+	Принимают электронные пары
Основания	Отдают OH-	Принимают H+	Отдают электронные пары

Название оснований состоит из слова “гидроксид” – названия гидроксильной группы и названия металла в родительном падеже, из которого образован ион металла с указанием степени окисления: Fe(OH)₂– гидроксид железа (II),Fe(OH)₃– гидроксид железа (III). В зависимости от числа гидроксогрупп основания подразделяют на однокислотные (KOH,NaOH) и многокислотные (Ba(OH)₂,Fe(OH)₃).

Гидроксиды делят на две группы: растворимые в воде – щелочи (образованные щелочными и щелочно-земельными металлами) и нерастворимые в воде.

Х и м и ч е с к и е с в о й с т в а

1. Самой типичной реакцией оснований является взаимодействие с кислотами (или реакция нейтрализации). В неё вступают как щелочи, так и нерастворимые основания:

KOH+HBr → KBr + H₂O

Zn(OH)₂ + H₂SO₄ = ZnSO₄ +2H₂O

2. Щелочи взаимодействуют с кислотными оксидами:

Cu (OH)₂ +CO₂ = CaCO₃↓ +H₂O

2NaOH + SiO₂ = Na₂SiO₃ + H₂O (при нагревании)

3. Все нерастворимые в воде основания при нагревании разлагаются с образованием оксидов:

t°C

Cu (OH)₂ → CuO +H₂O

4. Основания взаимодействуют с солями:

Ca(H₂PO₄)₂ + 2Ca(OH)₂ = Ca₃(PO₄)₂↓ + 4H₂O

Амфотерные гидроксиды

Амфотерными гидроксидами называют соединения, которые обладают как кислотными, так и основными свойствами.

Свойства амфотерных гидроксидов можно проиллюстрировать следующей схемой:

Гидроксид алюминия

В роли кислоты: H₃AlO₃→H₂O+HAlO₂

↓↑

H⁺+AlO₂^-

В роли основания: Al(OH)₃↔Al³⁺+3OH^-

В зависимости от того, с более сильными основаниями или с более сильной кислотой взаимодействует гидроксид алюминия, алюминий входит в продукт реакции нейтрализации в виде аниона (AlO₂^-) или катиона (Al³⁺)

H₃AlO₃ + NaOH = HAlO₂ + H₂O +NaOH = NaAlO₂ + 2H₂O

Al (OH)₃↓ +3HCl = AlCl₃ + 3H₂O

В щелочной среде алюминий является кислотообразователем, что характерно для неметаллов; в кислой среде алюминий проявляет свойства металла и образует ион алюминия.

Амфотерные свойства проявляют гидроксиды переходных металлов различных групп периодической таблицы:

Zn(OH)_2, Be(OH)_2, Pb(OH)₂, Sn(OH)₂ Cr(OH)₃

Основные и кислотные свойства у амфотерных оснований проявляются слабо.

П о л у ч е н и е о с н о в а н и й

Растворимые основания (щелочи) получают электролизом водных растворов хлоридов (в технике):

2NaCl + 2H₂O = 2NaOH + Cl₂↑ + H₂↑

или соответствующих металлов IиIIгрупп периодической таблицы или их оксидов с водой (в лаборатории):

2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑

K₂O +H₂O = 2KOH

Нерастворимые основания обычно получают реакцией обмена между солями и основаниями:

CuSO₄ +2KOH = Cu (OH)₂↓ + K₂SO₄

Реакция идет, так как образуется труднорастворимое основание Cu(OH)₂(принцип Бертло-Михайленко).