Основаниями называются соединения, состоящие из атомов металла, связанных с одной или несколькими гидроксогруппами ОН-, например, КOH, Сa(OH)2, Cr(OH)3.
С позиции теории электролитической диссоциации основания – это электролиты, диссоциирующие в водных растворах с отщеплением анионов одного вида – гидроксид-ионов (ОН-).
Все основания делятся на две группы: хорошо растворимые в воде и мало растворимые в воде (их условно называют нерастворимыми). Растворимые в воде сильные основания называются щелочами. Это гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов.
Кислотность оснований определяют по числу гидроксогрупп, связанных с металлом.
Кислотами называются сложные вещества, которые состоят из атомов водорода, способных замещаться атомами металла, а также атомов или групп атомов, называемых кислотными остатками.
С позиции теории электролитической диссоциации кислоты – это электролиты, диссоциирующие в водных растворах с отщеплением катионов одного вида – ионов водорода (Н+).
Кислоты делятся:
– на бескислородные (HCl, H2S) и кислородсодержащие (HNO3, H2SO4);
– одноосновные (HNO3, HClO4) и многоосновные (H2SO3, H3PO4);
– сильные (H2SO4, HNO3, HI, HCl, HBr, HClO4, H2Cr2O7) и слабые (H2S, HCN, HNO2 и др.).
Основность кислоты определяют по числу атомов водорода в кислоте, способных замещаться на атомы металла.
Амфотерными называют гидроксиды, проявляющие как основные, так и кислотные свойства, т.е. реагирующие, соответственно, как с кислотами, так и со щелочами.
Проявляя основные свойства, амфотерные гидроксиды реагируют с кислотами, образуя соль и воду, например:
2Cr(OH)3 + 3H2SO4 ® Cr2(SO4)3 + 6H2O
Проявляя кислотные свойства, они реагируют со щелочами, также образуя соль и воду, например:
Zn(OН)2 + 2КОН ® К2ZnO2 + 2H2O
Al(OH)3 +NaOH NaAlO2 + 2H2O (при сплавлении)
Al(OH)3 +3NaOH ® Na3[Al(OH)6] (в растворе)
Чтобы правильно составить формулу образующейся соли, следует написать формулу амфотерного гидроксида так, как обычно записывается формула кислоты, и отсюда найти формулу соответствующего кислотного остатка. Например, в случае соединений цинка и алюминия надо мысленно проделать следующие переходы:
Амфотерный оксид ZnO | Форма основания Zn(OН)2 | Форма кислоты H2ZnO2 | Соль К2ZnO2 | |||
Al2O3 | Al(OH)3 | H3AlO3 HAlO2 орто -форма мета -форма | NaAlO2 |
Выполнение работы
Опыт 2.1. Получение растворимых оснований (демонстрационный). В химический стакан с дистиллированной водой поместите небольшой кусочек металлического натрия, очищенный от масла фильтровальной бумагой. Наблюдайте протекающую реакцию. Какой газ выделяется в результате реакции? В полученный раствор добавьте 1-2 капли фенолфталеина. Как изменился цвет раствора?
Проделайте аналогичный опыт с калием и кальцием. Составьте уравнения взаимодействия натрия, калия и кальция с водой.
Опыт 2.2. Получение нерастворимых оснований. В две пробирки налейте по 1-2 мл растворов хлорида железа (III) и сульфата магния. Добавьте в каждую пробирку по 1-2 мл 2 н. раствора гидроксида натрия. Отметьте окраску образовавшихся осадков. Запишите уравнения реакций в молекулярной и ионно-молекулярной форме.
Опыт 2.3. Получение и свойства амфотерных гидроксидов. В пробирку налейте 3-4 мл раствора сульфата алюминия и добавьте по каплям 2 н. раствор гидроксида натрия до выпадения осадка. Содержимое пробирки разлейте в две пробирки. В первую прилейте 2 н. раствор соляной кислоты, во вторую – 2 н. раствор гидроксида натрия. Объясните растворение осадка в обеих пробирках. Напишите уравнения происходящих реакций в молекулярной и ионно-молекулярной форме.
Опыт 2.4. Взаимодействие щелочей с металлами. Налейте в две пробирки по 2-3 мл 2 н. раствора гидроксида натрия и внесите в одну из них кусочек алюминия, а в другую – цинка. Нагрейте пробирки. Какой газ выделяется? Напишите уравнения соответствующих реакций.
Опыт 2.5. Получение кислот взаимодействием солей с кислотами. В пробирку поместите небольшое количество кристаллического ацетата натрия и прилейте к нему 1-2 мл 2 н. раствора серной кислоты. Нагрейте пробирку. Обратите внимание на запах. Составьте уравнение реакции в молекулярной и ионно-молекулярной форме.
Опыт 2.6. Взаимодействие кислот с металлами. В две пробирки поместите по небольшому кусочку цинка и меди. Добавьте по 1-2 мл 2 н. раствора соляной кислоты. Что наблюдаете? Напишите уравнение протекающей реакции.