3. Основи
Основами називаються сполуки, до складу яких входять атом металу і гідроксильні групи —ОН. Число гідроксильних груп у молекулі основи відповідає валентності металу і визначає кислотність основи. Наприклад, NаОН — однокислотна основа, Са(ОН)2 — двокислотна і т. д.
З точки зору теорії електролітичної дисоціації основи — це електроліти, що дисоціюють у розчині з утворенням гідроксид-іонів ОН-:
NаОН = Nа+ + ОН-.
З хімічної точки зору для основ характерна взаємодія із сполуками кислотної природи.
Завдяки наявності у складі основ гідроксид-іонів — активних донорів електронів, ці сполуки відповідають також визначенню поняття «основи» за Бренстедом. Згідно з теорією Бренстеда, основам властиве зв'язування йонів Гідрогену.
За розчинністю у воді основи поділяються на розчинні і нерозчинні. Розчинні у воді основи називаються лугами.
За силою основи поділяються на сильні (NaОН, КОН, Ва(ОН)2, СsОН), середні (Мg(ОН)2, ТІОН, Са(ОН)2) і слабкі (Т1(ОН)3, Ві(ОН)3).
Слабкі основи і більшість середніх погано розчиняються у воді. Розчинними є основи, утворені лужними і лужноземельними металами, амонієм, талієм і комплексними катіонами типу [Си(NНз)4,]2+, [Zп(NHз)4]2+ тощо.
Добувають основи декількома методами.
Розчинні основи (луги) у виробництві добувають електролізом водних розчинів їхніх солей (NаСІ, КС1 тощо), а також дією на розчини їхніх карбонатів гашеним вапном. Наприклад:
Nа2СОз + Са(ОН)2 = 2NaОН + СаС03.
У лабораторних умовах луги можна добути також дією на воду лужними і лужноземельними металами або їхніми оксидами. Наприклад, під час взаємодії металічного кальцію або його оксиду з водою відбуваються реакції, що описуються рівняннями
Са + 2Н20 = Са(ОН)2 + Н2;
СаО + Н20 = Са(ОН)2.
Нерозчинні основи добувають дією розчинних основ на солі того металу, основу якого потрібно добути. Наприклад, під час взаємодії розчину сульфату купруму(П) з розчином гідроксиду натрію утворюється нерозчинна основа — гідроксид купруму(ІІ) за рівнянням реакції
СиSО4, + 2NaОН = Nа2SО4 + Си(ОН)2.
Основи характеризуються різною стійкістю проти нагрівання, що зумовлено різною міцністю зв'язку атомів Оксигену з атомами металу та атомами Гідрогену в молекулі основи. Наприклад, такі гідроксиди, як АgОН, Си(ОН)2 і Са(ОН)2, розкладаються на відповідні оксиди і воду за кімнатної температури, температури, вищої за 85 °С, і за температури 580 °С відповідно. Гідроксиди лужних металів киплять і переганяються без розкладання.
Основи взаємодіють з кислотами та кислотними оксидами з утворенням солей:
Са(ОН)2 + 2НС1 = СаС12 + 2Н20;
Са(ОН)2 + S03 = СаS04 + 2Н20.
За номенклатурними правилами ІЮПАК речовини, які містять ОН-групи, називаються гідроксидами. Якщо елемент утворює декілька гідроксидів, то в його назві позначають ступінь окиснення металу римською цифрою в дужках після назви гідроксиду. Наприклад: Си(ОН)2—гідроксид купруму(П); Fе(ОН)2— гідроксид феруму(ІІ); Fе(ОН)3 — гідроксид феруму(Ш) тощо.
За іншою поширеною номенклатурою гідроксиди, утворені одним металом, розрізняють за допомогою префікса, що означає грецьку назву відповідного числа. Наприклад, Fе(ОН)2 — дигідроксид феруму; Fе(ОН)3 — тригідроксид феруму тощо.