Топ питань
Часова шкала
Чат
Перспективи

Основи (хімія)

хімічна сполука З Вікіпедії, вільної енциклопедії

Remove ads
У Вікіпедії є статті про інші значення цього терміна: Основа (значення).

Осно́ви — це складні речовини, утворені металічним елементом та гідроксидними групами (OH).

Основи за теорією Арреніуса

Узагальнити
Перспектива
Thumb
Гранули гідроксиду натрію.
Thumb
Гідроксид кальцію.
Гідроксид алюмінію.
Thumb
Метагідроксид заліза.

Згідно з теорією Арреніуса, основами називали електроліти, які у водному розчині дисоціюють з утворенням катіонів металу (або неметалічних катіонів, як NH4+) і аніонів 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 колір лакмусу змінюється на синій, помаранчевий колір метилоранжу — на ясно-жовтий, а безбарвний розчин фенолфталеїну 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 гідроксид 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.
Remove ads

Основа згідно з кислотно-основною теорією Бренстеда-Лоурі

Див. також Кислотно-основна теорія 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. І Найсильнішими основами вважають аніони.

Remove ads

Основа Льюїса

Див. також Кислотно-основна теорія Льюїса

Основою Льюїса називають будь-яку частинку (молекулу, атом, іон), яка може віддавати пару неподілених електронів.

Тверді основи

Узагальнити
Перспектива

Приклади твердих основ включають:

  • Суміші оксидів: SiO2, Al2O3; MgO, SiO2; CaO, SiO2[1]
  • Монтовані основи: LiCO3 на кремнеземі; NR3, NH3, KNH2 на оксиді алюмінію; NaOH, KOH, монтовані на кремнеземі на оксиді алюмінію[1]
  • Неорганічні хімічні речовини: BaO, KNaCO3, BeO, MgO, CaO, KCN[1]
  • Аніонообмінні смоли[1]
  • Деревне вугілля, оброблене при температурі 900 градусів Цельсія або активоване за допомогою N2O, NH3, ZnCl2 — NH2Cl — CO2[1]

Залежно від здатності твердої поверхні успішно утворювати спряжену основу шляхом поглинання електронейтральної кислоти, визначається основна міцність поверхні.[2] «Кількість основних центрів на одиницю площі поверхні твердого тіла» використовується для вираження того, наскільки висока основна сила твердого каталізатора.[2] Вчені розробили два методи вимірювання кількості основних центрів: перший — титрування бензойною кислотою за допомогою індикаторів та адсорбція газоподібної кислоти.[2] Тверда речовина з достатньою основною силою поглинає електрично нейтральний кислий індикатор і викликає зміну кольору кислотного індикатора на колір його спряженої основи.[2] Під час проведення методу адсорбції газоподібною кислотою використовується оксид азоту.[2] Кількість основних ділянок визначають шляхом розрахунку кількості поглиненого діоксиду вуглецю.[2]

Remove ads

Основи як каталізатори

Основи можуть використовуватися як нерозчинні гетерогенні каталізатори для хімічних реакцій. Наприклад, каталізаторами є оксид магнію, оксид кальцію, оксид барію, фторид калію на глиноземі та деякі цеоліти. Багато перехідних 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. Як CaO, так і BaO можуть бути високоактивними каталізаторами, якщо їх нагріти до високих температур.[3]

Remove ads

Використання основ

  • Гідроксид натрію використовується у виробництві мила, паперу та синтетичного волокна – віскози.
  • Гідроксид кальцію (гашене вапно) використовується у виробництві відбілювального порошку.
  • Гідроксид кальцію також використовується для очищення від діоксиду сірки, який утворюється вихлопними газами електростанцій та заводів.[4]
  • Гідроксид магнію використовується як «антацид» для нейтралізації надлишку кислоти в шлунку і лікування розладів травлення..
  • Карбонат натрію використовують як пральну соду та для пом'якшення жорсткої води.
  • Бікарбонат натрію (або гідрокарбонат натрію) використовується як харчова сода при приготуванні їжі, для виготовлення розпушувачів, як антацид для лікування розладів травлення та в содово-кислотних вогнегасниках.
  • Гідроксид амонію використовується для видалення жирних плям з одягу.
Remove ads

Див. також

Примітки

Джерела

Посилання

Loading related searches...

Wikiwand - on

Seamless Wikipedia browsing. On steroids.

Remove ads
Remove ads