Основания
1. Состав оснований
При взаимодействии некоторых основных оксидов с водой образуются гидроксиды металлов. Эти гидроксиды относятся к классу оснований.
Например: оксид кальция взаимодействует с водой с образованием гидроксида кальция Са(ОН)2, оксид бария взаимодействует с водой с образованием гидроксида бария Ва(ОН)2:
СаО + Н2О = Са(ОН)2
ВаО + Н2О = Ва(ОН)2
Гидроксиды кальция и бария относятся к классу оснований.
Основания – сложные вещества, образованные атомами металла и гидроксильными группами ОН. Валентность гидроксильной группы равна I.
NaOH – гидроксид натрия
KOH – гидроксид калия
Cu(OH)2 - гидроксид меди (II)
2. Классификация оснований
Все основания делят на две группы – растворимые в воде (они называются щелочами) и нерастворимые в воде.
Чтобы привести примеры щелочей и нерастворимых оснований, нужно воспользоваться таблицей растворимости некоторых веществ воде. К щелочам относятся, например, гидроксиды натрия, калия, кальция. Оксид меди (II) и гидроксид железа (III) являются нерастворимыми основаниями.
3. Химические свойства щелочей и нерастворимых оснований
Свойства щелочей отличаются от свойств оснований, нерастворимых в воде. Рассмотрим в сравнении свойства щелочей и нерастворимых оснований (Таблица 1).
Щелочи изменяют окраску индикаторов. Например, лакмус в щелочной среде становится синим, а метилоранж – желтым. Нерастворимые в воде основания окраски индикаторов практически не меняют.
Все щелочи взаимодействуют с кислотными оксидами, при этом образуются соль и вода. При взаимодействии гидроксида бария с оксидом серы (VI) образуется сульфат бария ВаSO4 и вода.
Нерастворимые в воде основания с кислотными оксидами не взаимодействуют.
Нерастворимые в воде основания легко разлагаются при нагревании. В результате этих реакций образуются оксиды металлов и вода. Щелочи разлагаются с трудом, только при высокой температуре. Исключение составляет гидроксид кальция, он разлагается при нагревании на оксид кальция и воду.
|
Химические свойства |
|
|
растворимых в воде оснований (щелочей) |
нерастворимых в воде оснований |
|
1. Изменяют окраску индикаторов. |
1. Не изменяют окраски индикаторов. |
|
2. Взаимодействуют с кислотными оксидами: 2KOH + CO2 = K2CO3 + H2O Ba(OH)2 + SO3 = BaSO4 + H2O |
2. Не взаимодействуют с кислотными оксидами |
|
3. Разлагаются только при высоких температурах. Исключение: Са(ОН)2 = СаО + Н2О |
3. Легко разлагаются при нагревании Сu(OH)2 = CuO + H2O 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O
|
Таблица 1. Химические свойства оснований
4. Особенности строения кислот и оснований
Почему же кислородсодержащие кислоты и основания, являясь гидроксидами, существенно отличаются по своим свойствам? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо написать структурные формулы этих веществ.
Рис. 1. Структурные формулы серной кислоты и гидроксида натрия
И в кислородсодержащих кислотах, и в основаниях содержатся гидроксильные группы. Но в молекулах кислот подвижный фрагмент не гидроксильная группа, а атомы водорода. Именно они в химических реакциях замещаются на атомы металла. В основаниях атомы водорода от гидроксильной группы не отделяются.