Основания или гидроксиды металлов

Основными гидроксидами или основаниями называются вещества, способные замещать гидроксо - группы ОН^- на кислотные остатки.

При электролитической диссоциации в водных растворах в качестве анионов образуют гидроксид-ионы ОН^-

Na OH Na⁺ + OH^-

По протонной теории основания – это акцепторы протонов, согласно протонной теории принимающие протоны водорода, к основаниям можно отнести аммиак.

NH₃ + H⁺ → NH₄ ⁺ - образуется ион аммония.

Кислотность основания определяется числом гидроксогрупп в его молекуле: КОН - одно-, Mg(OH) ₂ - двух - , Fe(OH) ₃ - трехкислотное основание.

Хорошо растворимые гидроксиды щелочных металлов называются щелочами.

Не разлагаются при нагревании NaOH и КОН. Самые непрочные – AgOH, Hg₂ (OH)₂, Hg(OH)_2.

Cu (OH) ₂ –^t CuO + H₂O

Химические свойства оснований.

Основания взаимодействуют с кислотами и с кислотными оксидами с образованием солей.

Ba(OH ₂ + 2HCl → BaCl₂ + 2H₂O

2 КОН + СО₂ → К₂СО₃ + Н₂О

Амфотерные гидроксиды реагируют и с основаниями и с кислотами, а также с основными оксидами и кислотными оксидами

2Al (OH) ₃ + 3SO₃ → Al₂ (SO₄) ₃ +3 H₂O

Zn(OH) ₂ + 2HNO₃ → Zn(NO₃) ₂ +2H₂O

2Al(OH) ₂ + Na₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂O

метаалюминат натрия

Zn(OH) ₂ + 2 Na OH –^t  Na₂ Zn O₂ + 2H₂O

цинкат натрия

Zn(OH) ₂ + 2 Na OH → Na₂ [Zn(OH) ₄] в растворе

тетрагидроксоцинкат натрия

В воде амфотерные гидроксиды не растворяются.

Соли

Соли – сложные вещества, в состав которых входят катионы металла или катион аммония NH₄ ⁺ и анионы кислотных остатков.

Соли образуются при взаимодействии кислот и оснований.

HCl + LiOH → LiCl + H₂O

Соли бывают средние (нормальные), кислые, основные, двойные, смешанные, комплексные. При полном замещении атомов водорода в молекуле кислоты на атом металла образуются средние соли:

H₂SeO₄ + 2NaOH → Na₂SeO₄ +2H₂O

При недостатке гидроксида металла происходит неполное замещение водорода в кислоте и образуются кислые соли:

H₂SO₄ + NaOH = Na HSO₄ + H₂O

избыток недостаток гидросульфат натрия ( кислая соль)

NaHSO₄ + NaOH → Na₂SO₄ +H₂O.

Кислые соли образуют многоосновные кислоты. Кислые соли в большинстве хорошо растворимы в воде.

Химические свойства:

Вступают в реакции нейтрализации:

2NaHSO₄ + КOH = Na₂SO₃+ K₂SO₄ + 2H₂O.

Основные соли получаются при неполном замещении гидроксогруппы на кислотный остаток или кислотных остатков на гидроксогруппы.

Al(OH)₃ + HCl → Al(OH)₂Cl + H₂O

недостаток хлорид дигидроксоалюминия

FeC₃ + NaOH = Fe(OH)Cl₂ + NaCl

недостаток хлорид гидроксожелеза хлорид натрия

2Cu(OH) ₂ + H₂SO₄ → (Cu OH) ₂ SO₄ + H₂O

cульфат гидроксомеди

Основные соли – нерастворимы в воде.

Основные соли реагируют с основанием, кислотами:

FeOHSO₄ + 2NaOH = Fe(OH) ₃ + Na₂SO₄

2FeOH‌‌SO₄ + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄) ₃ + 2H₂O

сульфат гидроксожелеза (III)

Двойные соли - это соли образованные разными катионами и одним и тем же анионом (кислота) KAl(SO₄)₂ * 12H₂O – кристаллогидрат сульфата калия –алюминия.

Смешанные соли – соли, образованные одним и тем же катионом, по разным анионам - кислотным остатком: BaClNO₃ - хлорид- нитрат бария; CaCl(OCl) –хлорид- гипохлорид кальция.

Комплексные соли – это соли, которые имеют в своем составе комплексные анионы. Комплексный ион образуется путем присоединения к данному иону нейтральных молекул или ионов противоположного знака

Cu SO₄ + 4NH₃ = [Cu(NH₃) ₄ ] SO₄

сульфат тетрааминомеди

Cu ²⁺+ 4NH₃ → [Cu(NH₃) ₄ ] ²⁺

К₄ [Fe(CN) ₆] 4K⁺ + [Fe(CN) ₆] ^4- - гексеционноферрат(II) железа.

Комплексные соединения – это гемоглобин, хлорофилл, витамин В₁₂. В аналитической химии нашли большое применение комплексные соединения так как они с разными элементами дают большой спектр окраски, что удобно для определения состава веществ сплавов и т.д. В квадратные скобки заключена внутренняя сфера комплексной соли - при диссоциации она не разлагается на отдельные части – ионы. Центральным ионом или является положительно заряженный ион – металл Cu²⁺ вокруг него расположены лиганды – молекулы или ионы ( NH₃ ). Внешняя сфера это сульфат -ион

Кu [Fe(CN) ₆]

Fе –комплексообразователь (II), (СN) ^– лиганды,

Координационное число равно числу лигандов.

[Cu(NH₃) ₄ ] SO₄] [Cu(NH₃) ₄ ] ²⁺ + SO₄^2-

Способы получения солей.

1. Кислота + основание: КОН +HNO₃ → KNO₃ + H₂O

2. Основные оксиды + кислоты: BaO + CO₂ → BaCO₃

3) Взаимодействие кислот с основными оксидами:

H₂SO₄ + MgO → MgSO₄ + H₂O

4) Взаимодействие оснований с кислотными оксидами:

Ca(OH) ₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O.

5) При взаимодействии металлов с неметаллами образуются бинарные соединения- фосфиды и т.д. Mg + N₂ → Mg₃N₂ - нитрид магния.

Химические свойства солей

1. Взаимодействие двух солей – реакция обмена:

AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃

Хлорид алюминия

2) Взаимодействие кислот с солями:

H₂S + ZnCl₂ = ZnS ↓ + 2HCl

Сульфид цинка

3) Взаимодействие щелочей с солями:

3КОН +FeCl₃ → Fe (OH) ₃ ↓ + 3KCl

Хлорид калия

4) Взаимодействие металлов с солями:

Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu

Сульфат цинка

5) Кислые и основные соли могут быть переведены в средние соли при реакции с металлами, основными и амфотерными оксидами, гидроксидами, солями, кислотами

2 KHCO₃ + Na₂O  Na₂CO₃ + K₂CO₃ + H₂O,

гидрокарбонат оксид карбонат карбонат оксид

калия натрия (I) натрия калия водорода(I)

CdOHBr + HBr  CdBr₂ + H₂O,

бромид гидрок- бромо- бромид оксид

сокадмия водород кадмия водорода(I)

Са(OH)₂ + 2 H₃PO₄ = Ca(H₂PO₄)₂ + 2 H₂O

Ca₃(PO₄)₂ + 4 H₃PO₄ = 3 Ca(H₂PO₄)₂

Названия средних солей состоят из традиционных названий катионов и анионов. Если элемент в образуемых им оксоанионах проявляет одну степень окисления, то название аниона оканчивается на -ат: (NH₄)₂CO₃ - карбонат аммония; K₄SiO₄ - ортосиликат калия; NaBiO₃ - висмутат натрия; LiBO₂ - метаборат лития. В случае двух степеней окисления ещё используют окончание -ит: BaSeO₄ - селенат бария; FeAsO₄ - ортоарсенат железа(III); BaSeO₃ - селенит бария; Fe(AsO₂)₂ - метаарсенит железа(II). Если степеней окисления элемента в анионах может быть более двух, то для самой низкой (обычно +1) применяют приставку гипо- с окончанием -ит: Na₂N₂O₂ - гипонитрит натрия; Ca(H₂PO₂)₂ - гипофосфит кальция. Последнее вещество является средней солью, поскольку в этом анионе два атома водорода присоединены непосредственно к атому фосфора и не проявляют кислых свойств. Названия анионов, образованных элементом в степени окисления +7, имеют приставку пер- и окончание -ат: H₃OClO₄ - перхлорат оксония; KMnO₄ - перманганат калия; Ag₅IO₆ - ортопериодат серебра; SrIO₄ - метапериодат стронция. Соли поли- тио- и пероксокислот называются по тем же правилам, сохраняя соответствующую приставку от названия кислоты: Mg₂P₂O₇ - дифосфат магния; Cs₃PO₂(O₂)₂ - дипероксофосфат цезия; К₂SO₃(О₂) - пероксосульфат калия; Rb₂S₂O₂ - тиосульфит рубидия. Названия кислых солей образуют, добавляя к названию аниона соответствующей средней соли приставку гидро-, по необходимости добавляя числовую приставку: CoHSO₄ - гидросульфат кобальта(II); Ba(HS)₂ - гидросульфид бария; Ba(HO₂)₂ - гидропероксид бария; CrH₂P₂O₇ - дигидродифосфат хрома(II); Cr(H₃P₂O₇)₃ - тригидродифосфат хрома(III); CrHP₂O₇ - гидродифосфат хрома(III). Названия основных солей получают к названию аниона приставку гидроксо-, также с числовой приставкой по необходимости: (CuOH)₂CO₃ - гидроксокарбонат меди; FeOHNO₃ - гидроксонитрат железа(II); Al(OH)₂Сl - дигидроксохлорид алюминия. Основные соли можно рассматривать как соли и гидроксиды одновременно, тогда это необходимо отражать и в формуле, и в названии; такие названия строятся с применением числовых приставок. Если в названии аниона уже есть приставка или необходимо избежать двусмысленности, применяют умножающие числовые приставки (бис-, трис-, тетракис-, пентакис- и т.д.): Cu₃CO₃(OH)₂ - дигидроксид-карбонат тримеди; Ca₅(PO₄)₃OH - гидроксид-трис-(фосфат) пентакальция; KAl₃(SO₄)₂(OH)₆ - гексагидроксид-бис-(сульфат) триалюминия-калия.