Основания или гидроксиды металлов

Основными гидроксидами или основаниями называются вещества, способные замещать гидроксо - группы ОН-на кислотные остатки.

При электролитической диссоциации в водных растворах в качестве анионов образуют гидроксид-ионы ОН-

Na OH Na++ OH-

По протонной теории основания – это акцепторы протонов, согласно протонной теории принимающие протоны водорода, к основаниям можно отнести аммиак.

NH3+ H+ → NH4+ - образуется ион аммония.

Кислотность основания определяется числом гидроксогрупп в его молекуле: КОН - одно-, Mg(OH) 2 - двух -, Fe(OH) 3 - трехкислотное основание.

Хорошо растворимые гидроксиды щелочных металлов называются щелочами.

Не разлагаются при нагревании NaOH и КОН. Самые непрочные – AgOH, Hg2(OH)2, Hg(OH)2.

Cu (OH) 2–^t°® CuO + H2O

Химические свойства оснований.

Основания взаимодействуют с кислотами и с кислотными оксидами с образованием солей.

Ba(OH 2 + 2HCl → BaCl2 + 2H2O

2 КОН + СО2 → К2СО3+ Н2О

Амфотерные гидроксиды реагируют и с основаниями и с кислотами, а также с основными оксидами и кислотными оксидами

2Al (OH) 3+ 3SO3→ Al2(SO4) 3+3 H2O

Zn(OH) 2 + 2HNO3 → Zn(NO3) 2+2H2O

2Al(OH) 2 + Na2O → 2NaAlO2 + 3H2O

метаалюминат натрия

Zn(OH) 2 + 2 Na OH –^t°® Na2Zn O2 + 2H2O

цинкат натрия

Zn(OH) 2 + 2 Na OH → Na2[Zn(OH) 4] в растворе

тетрагидроксоцинкат натрия

В воде амфотерные гидроксиды не растворяются.

 

Соли

Соли– сложные вещества, в состав которых входят катионы металла или катион аммония NH4+ и анионы кислотных остатков.

Соли образуются при взаимодействии кислот и оснований.

HCl + LiOH → LiCl + H2O

Соли бывают средние (нормальные), кислые, основные, двойные, смешанные, комплексные. При полном замещении атомов водорода в молекуле кислоты на атом металла образуются средние соли:

H2SeO4 + 2NaOH → Na2SeO4 +2H2O

При недостатке гидроксида металла происходит неполное замещение водорода в кислоте и образуются кислые соли:

H2SO4 + NaOH = Na HSO4+ H2O

избыток недостаток гидросульфат натрия ( кислая соль)

NaHSO4+ NaOH → Na2SO4+H2O.

Кислые соли образуют многоосновные кислоты. Кислые соли в большинстве хорошо растворимы в воде.

Химические свойства:

Вступают в реакции нейтрализации:

2NaHSO4+ КOH = Na2SO3+ K2SO4+ 2H2O.

Основные соли получаются при неполном замещении гидроксогруппы на кислотный остаток или кислотных остатков на гидроксогруппы.

Al(OH)3+ HCl → Al(OH)2Cl + H2O

недостаток хлорид дигидроксоалюминия

FeC3+ NaOH = Fe(OH)Cl2 + NaCl

недостаток хлорид гидроксожелеза хлорид натрия

2Cu(OH) 2+ H₂SO4→ (Cu OH) 2SO4 + H2O

cульфат гидроксомеди

Основные соли – нерастворимы в воде.

Основные соли реагируют с основанием, кислотами:

FeOHSO4 + 2NaOH = Fe(OH) 3 + Na2SO4

2FeOH‌ ‌ SO4 + H2SO4→ Fe2(SO4) 3 + 2H2O

сульфат гидроксожелеза (III)

Двойные соли - это соли образованные разными катионами и одним и тем же анионом (кислота) KAl(SO4)2* 12H2O – кристаллогидрат сульфата калия –алюминия.

Смешанные соли – соли, образованные одним и тем же катионом, по разным анионам - кислотным остатком: BaClNO3 - хлорид- нитрат бария; CaCl(OCl) –хлорид- гипохлорид кальция.

Комплексные соли – это соли, которые имеют в своем составе комплексные анионы. Комплексный ион образуется путем присоединения к данному иону нейтральных молекул или ионов противоположного знака

Cu SO4 + 4NH3= [Cu(NH3) 4] SO4

сульфат тетрааминомеди

Cu 2++ 4NH3→ [Cu(NH3) 4] 2+

К4[Fe(CN) 6] 4K++ [Fe(CN) 6] 4- - гексеционноферрат(II) железа.

Комплексные соединения – это гемоглобин, хлорофилл, витамин В12. В аналитической химии нашли большое применение комплексные соединения так как они с разными элементами дают большой спектр окраски, что удобно для определения состава веществ сплавов и т.д. В квадратные скобки заключена внутренняя сфера комплексной соли - при диссоциации она не разлагается на отдельные части – ионы. Центральным ионом или является положительно заряженный ион – металл Cu2+вокруг него расположены лиганды – молекулы или ионы ( NH3). Внешняя сфера это сульфат -ион

Кu [Fe(CN) 6]

Fе –комплексообразователь (II), (СN) –лиганды,

Координационное число равно числу лигандов.

[Cu(NH3) 4] SO4] [Cu(NH3) 4] 2+ + SO42-

Способы получения солей.

1) Кислота + основание: КОН +HNO3→ KNO3+ H2O

2) Основные оксиды + кислоты: BaO + CO2 → BaCO3

3) Взаимодействие кислот с основными оксидами:

H2SO4+ MgO → MgSO4 + H2O

4) Взаимодействие оснований с кислотными оксидами:

Ca(OH) 2 + CO2→ CaCO3 + H2O.

5) При взаимодействии металлов с неметаллами образуются бинарные соединения- фосфиды и т.д. Mg + N2→ Mg3N2 - нитрид магния.

Химические свойства солей

1) Взаимодействие двух солей – реакция обмена:

AgNO3+ NaCl → AgCl↓ + NaNO3

Хлорид алюминия

2) Взаимодействие кислот с солями:

H2S + ZnCl2= ZnS ↓ + 2HCl

Сульфид цинка

3) Взаимодействие щелочей с солями:

3КОН +FeCl3→ Fe (OH) 3↓ + 3KCl

Хлорид калия

4) Взаимодействие металлов с солями:

Zn + CuSO4→ ZnSO4+ Cu

Сульфат цинка

5) Кислые и основные соли могут быть переведены в средние соли при реакции с металлами, основными и амфотерными оксидами, гидроксидами, солями, кислотами

2 KHCO₃ + Na₂O ® Na₂CO₃ + K₂CO₃ + H₂O,

гидрокарбонат оксид карбонат карбонат оксид

калия натрия (I) натрия калия водорода(I)

CdOHBr + HBr ® CdBr₂ + H₂O,

бромид гидрок- бромо- бромид оксид

сокадмия водород кадмия водорода(I)

Са(OH)₂ + 2 H₃PO₄ = Ca(H₂PO₄)₂ + 2 H₂O

Ca₃(PO₄)₂ + 4 H₃PO₄ = 3 Ca(H₂PO₄)₂

Названия средних солей состоят из традиционных названий катионов и анионов. Если элемент в образуемых им оксоанионах проявляет одну степень окисления, то название аниона оканчивается на -ат: (NH₄)₂CO₃ - карбонат аммония; K₄SiO₄ - ортосиликат калия; NaBiO₃ - висмутат натрия; LiBO₂ - метаборат лития. В случае двух степеней окисления ещё используют окончание -ит: BaSeO₄ - селенат бария; FeAsO₄ - ортоарсенат железа(III); BaSeO₃ - селенит бария; Fe(AsO₂)₂ - метаарсенит железа(II). Если степеней окисления элемента в анионах может быть более двух, то для самой низкой (обычно +1) применяют приставку гипо- с окончанием -ит: Na₂N₂O₂ - гипонитрит натрия; Ca(H₂PO₂)₂ - гипофосфит кальция. Последнее вещество является средней солью, поскольку в этом анионе два атома водорода присоединены непосредственно к атому фосфора и не проявляют кислых свойств. Названия анионов, образованных элементом в степени окисления +7, имеют приставку пер- и окончание -ат: H₃OClO₄ - перхлорат оксония; KMnO₄ - перманганат калия; Ag₅IO₆ - ортопериодат серебра; SrIO₄ - метапериодат стронция. Соли поли- тио- и пероксокислот называются по тем же правилам, сохраняя соответствующую приставку от названия кислоты: Mg₂P₂O₇ - дифосфат магния; Cs₃PO₂(O₂)₂ - дипероксофосфат цезия; К₂SO₃(О₂) - пероксосульфат калия; Rb₂S₂O₂ - тиосульфит рубидия. Названия кислых солей образуют, добавляя к названию аниона соответствующей средней соли приставку гидро-, по необходимости добавляя числовую приставку: CoHSO₄ - гидросульфат кобальта(II); Ba(HS)₂ - гидросульфид бария; Ba(HO₂)₂ - гидропероксид бария; CrH₂P₂O₇ - дигидродифосфат хрома(II); Cr(H₃P₂O₇)₃ - тригидродифосфат хрома(III); CrHP₂O₇ - гидродифосфат хрома(III). Названия основных солей получают к названию аниона приставку гидроксо-, также с числовой приставкой по необходимости: (CuOH)₂CO₃ - гидроксокарбонат меди; FeOHNO₃ - гидроксонитрат железа(II); Al(OH)₂Сl - дигидроксохлорид алюминия. Основные соли можно рассматривать как соли и гидроксиды одновременно, тогда это необходимо отражать и в формуле, и в названии; такие названия строятся с применением числовых приставок. Если в названии аниона уже есть приставка или необходимо избежать двусмысленности, применяют умножающие числовые приставки (бис-, трис-, тетракис-, пентакис- и т.д.): Cu₃CO₃(OH)₂ - дигидроксид-карбонат тримеди; Ca₅(PO₄)₃OH - гидроксид-трис-(фосфат) пентакальция; KAl₃(SO₄)₂(OH)₆ - гексагидроксид-бис-(сульфат) триалюминия-калия.

 

Раздел 2. Физическая химия

⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒

Поделиться: