4.2. Основания: определение, классификация и номенклатура. Общие методы получения и химические свойства оснований. Щелочи

Неорганические соединения, содержащие гидроксильные группы или гидроксид-анионы, связанные с атомом металла или неметалла, называются гидроксидами. В зависимости от свойств гидроксиды делят на кислотные (кислородсодержащие кислоты), основные (основания) и амфотерные, проявляющие свойства кислоты или основания в зависимости от партнера по реакции:

HO-NO2	Al(OH)3  H3AlO3	NaOH
Азотная кислота,	Гидроксид алюминия,	Гидроксид натрия,
кислотный гидроксид	амфотерный гидроксид	основной гидроксид

Таким образом, основания - это основные гидроксиды, образующие соли при взаимодействии с кислотами, например:

NaOH + HCl = NaCl + H₂O

Амфотерные гидроксиды образуют соли при взаимодействии как с кислотами, так и с основаниями:

Al(OH)₃ + 3HCl = AlCl₃ + 3H₂O;

Al(OH)₃ + 3KOH = K₃[Al(OH)₆]

Амфотерные гидроксиды образуют элементы, образующие амфотерные оксиды: цинк, алюминий, хром(III) и др.

В зависимости от числа гидроксильных групп, способных нейтрализовать кислоты, основания делят на однокислотные - NaOH, двухкислотные - Ba(OH)₂ и трехкислотные, например, Cr(OH)₃. Кроме этого выделяют в отдельные группы основания, нерастворимые в воде и щелочи - сильные основания, растворимые в воде. К щелочам относят гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов.

Гидроксиды называют следующим образом: гидроксид элемента(степень окисления). Для элементов, проявляющих постоянную валентность, степень окисления обычно не указывают. Примеры: NaOH - гидроксид натрия, Ba(OH)₂ - гидроксид бария, Cr(OH)₃ - гидроксид хрома(III).

Общие методы получения оснований

1. Взаимодействие щелочного или щелочноземельного металла с водой, например:

2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂

2. Взаимодействие оксидов щелочных и щелочноземельных металлов с водой:

CaO + H₂O = Ca(OH)₂

3. Электролиз водных растворов солей щелочных или щелочноземельных металлов:

эл.ток

2NaCl + 2H₂O = 2NaOH + H₂ + Cl₂

катод анод

4. Нерастворимые в воде основания получают взаимодействием растворимых солей металлов с растворами щелочей:

CuCl₂ + 2NaOH = Cu(OH)₂ + 2NaCl

5. Необратимый гидролиз солей также может быть использован как метод получения малорастворимых оснований, например:

2AlCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O = 2Al(OH)₃ + 6NaCl + 3CO₂

Общие химические свойства оснований. Малорастворимые в воде слабые основания термически неустойчивы и при нагревании легко отщепляют воду, образуя оксид металла:

Cu(OH)₂ CuO + H₂O

Основания, содержащие металл в промежуточной степени окисления, могут окисляться кис­лородом или другими окислителями, например:

4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH)₃

Некоторые неметаллы (хлор, сера, фосфор) в водных растворах щелочей подвергаются диспропорционированию:

Cl₂ + 2KOH = KClO + KCl + H₂O;

3S + 6KOH 2K₂S + K₂SO₃ + 3H₂O

Металлы, образующие амфотерные оксиды и гидроксиды, а также кремний, растворяются в водных растворах щелочей с выделением водорода:

2Al + 6KOH + 6H₂O = 2K₃[Al(OH)₆] + 3H₂;

Si + 2NaOH + H₂O = Na₂SiO₃ + 2H₂

Основания, как основные гидроксиды, реагируют с кислотами и с кислотными оксидами с образованием солей:

Сa(OH)₂ + 2HCl = CaCl₂ + 2H₂O;

Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃ + H₂O

Основания, растворимые в воде (щелочи), реагируют с солями с образованием малорастворимых гидроксидов, например:

FeCl₂ + 2NaOH = Fe(OH)₂ + 2NaCl