Основи за теорією Арреніуса
Гранули гідроксиду натрію.
Гідроксид альцію.
Гідроксид алюмінію.
Метагідроксид заліза.Згідно з теорією Арреніуса, основами називали електроліти, які у водному розчинідисоціюють з утворенням катіонів металу (або неметалічних катіонів, як NH4+) іаніонів лише одного типу — гідроксиду ОН–.
Наприклад:
NaOH = Na+ + OH-
NH4OH = NH4+ + OH-
Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH-
Основи Арреніуса можна розглядати як гідроксиди основних оксидів, тобто як продукти приєднання води до основних оксидів:
Na2O + H2O = 2NaOH
CaO + H2O = Ca(OH)2
BaO + H2O = Ba(OH)2
Основи Арреніуса, як і основні оксиди, при взаємодії з кислотами і ангідридами, а також з амфотерними оксидами утворюють солі, а між собою не взаємодіють.
Наприклад:
Cu(OH)2 + 2HCl = CuCl2 + 2H2O
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2О
2NaOH + ZnO = Na2ZnO2 + H2O
Основні гідроксиди, або основи, зображають такою загальною формулою: Ме(ОН)x, де Ме — атом металу, або металоподібної групи (як NH4), а x — число гідроксидних груп, що дорівнює валентності металу (1,2 або 3). Наприклад: NaOH, Ba(OH)2,Fe(OH)3.
Номенклатура
Основи називають звичайно гідроксидами відповідних металів. Якщо метал має сталу валентність і утворює тільки один гідроксид, то його називають просто гідроксидом цього металу. Так, NaOH — гідроксид натрію, Ba(OH)2 — гідроксид барію. Якщо ж метал має змінну валентність і утворює кілька гідроксидів, то щоб розрізнити їх, у назвах перед словом гідроксид ставлять префікси з грецьких числівників, які показують кількість гідроксильних груп, що припадає на один атом металу. Наприклад: CuOH — моногідроксид міді, Cu(OH)2 — дигідроксид міді, Fe(OH)2 — дигідроксид заліза, Fe(OH)3 — тригідроксид заліза і т. д. Крім того, деякі групи основ і навіть окремі основи мають спеціальні назви. Так, розчинні у воді основи називають лугами. Гідроксид натрію NaOH називається їдким натром, гідроксид калію KOH —їдким калі, гідроксид кальцію Ca(OH)2 — гашеним вапном.
Властивості
Основи Арреніуса є твердими речовинами. Деякі з них, зокрема NaOH і KOH, у термічному відношенні досить стійкі: їх можна нагрівати до температури плавлення і навіть кипіння, і вони не розкладаються. Проте більшість основ нестійкі і при нагріванні легко розкладаються з утворенням оксидів і виділенням води.
Наприклад:
Ca(OH)2 = CaO + H2O
2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O
Більшість основ Арреніуса нерозчинні у воді. Добре розчинними є тільки основи лужних і лужноземельних металів, тобто луги. Серед лугів практично найбільш вживаними є NaOH, KOH, Ca(OH)2 і Ba(OH)2. Водні розчини їдких лугів мають їдкий мильний смак. Вони легко руйнують рослинні і тваринні тканини. Через це їх називають ще їдкими лугами. Розчини їдких лугів мають здатність змінювати забарвлення індикаторів. Так, у лужному середовищі фіолетовий колірлакмусу змінюється на синій, помаранчевий колір метилоранжу — на ясно-жовтий, а безбарвний розчинфенолфталеїну стає фіолетовим. Лужні властивості розчинів основ обумовлюються наявністю в розчині гідроксильних іонів.
Хімічні властивості основ Арреніуса визначаються їх відношенням до кислот, ангідридів, амфотерних оксидів і солей. Найбільш характерною властивістю основ є їх здатність вступати в хімічні реакції з кислотами. Причому з кислотами взаємодіють як розчинні, так і нерозчинні основи.
Реакції взаємодії основ з кислотами називають реакціями нейтралізації. Суть реакцій нейтралізації полягає в тому, що кислотний водень кислоти і гідроксил основи утворюють воду, а катіони металу основи і кислотні залишки утворюють сіль:
Ba(OH)2 + 2HCl = BaCl2 + 2H2O
Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O
Основи вступають у хімічні реакції також з ангідридами і амфотерними оксидами:
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
2KOH + SO2 = K2SO3 + H2O
2KOH + PbO = K2PbO2 + H2O
Розчини їдких лугів взаємодіють і з розчинами солей, утворюючи нерозчинні основи:
CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + 2NaCl
Fe2(SO4)3 + 6NaOH = 2Fe(OH)3 ↓ + 3Na2SO
Отримання
Основи Арреніуса можна добути різними способами.
Безпосереднім сполученням основних оксидів з водою.
Цим способом можна користуватися в тих випадках, коли основний оксид безпосередньо взаємодіє з водою. Наприклад:
Na2O + H2O = 2NaOH
CaO + H2O = Ca(OH)2
Взаємодією їдких лугів, з розчинами солей. Цим способом користуються в лабораторіях, коли відповідний оксид з водою безпосередньо не взаємодіє, а гідроксид нерозчинний.
Наприклад:
CuSO4 + 2KOH = Cu(OH)2 ↓ + K2SO4
FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3 ↓ + 3NaCl
Взаємодією найактивніших металів (K, Na, Ca, Ba) з водою.
Наприклад:
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 ↑
Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2 ↑
Для технічного одержання NaOH і KOH широко використовують спосіб електролізу водних розчинів NaCl і KCl.
Основа згідно з кислотно-основною теорією Бренстеда-Лоурі
Основа (основа Бренстеда) — це молекула або іон, які здатні приєднувати протони. Щоб могти приєднувати протон, основа повинна мати атом з вільною парою електронів (парою електронів, яка не входить до хімічного зв'язку). Тому основні властивості часто проявляють органічні сполуки, до яких входять Нітроген, Оксиген, Сульфур, Фосфор. Найсильнішими основами вважають аніони.
Основа Льюїса
Основою Льюїса називають будь-яку частинку (молекулу, атом, іон), яка може віддавати пару неподіленихелектронів.
Основи як каталізатори
Основи можуть використовуватися як нерозчинні гетерогенні каталізатори для хімічних реакцій. Наприклад, каталізаторами є оксид магнію, оксид кальцію, оксид барію, фторид натрію на оксиді алюмінію та деякі цеоліти. Багатоперехідних металів входять до складу каталізаторів, і багато з них входять до складу основ. Каталізатори на базі основ використовуються для гідрогенізації, при міграції подвійних зв'язків, відновленні Меервейна-Пондорфа-Верлея,реакції Майкла та багатьох інших реакціях.
Немає коментарів:
Дописати коментар