3.4. Основания

Основания (гидроксиды) – соединения, состоящие из ионов металла, связанных с одной или несколькими гидроксогруппами (ОН^–); это вещества которые диссоциируют в растворе с образованием ОН^– и других отрицательных частиц не образуют.

Например, NaOH– гидроксид натрия;Fe(OH)₃– гидроксид железа (III).

В отдельные группы выделяют:

Гидроксиды металлов с электронной конфигурацией 1s¹и 1s²(Ве иMgискл.) они хорошо растворимы в воде (сильные основания) их называютщелочами.Амфотерныеоснования, проявляющие как основные, так и кислотные свойства, реагирующие как с кислотами, так и с основаниями.

Растворимые основания – щелочи – изменяют цвет индикаторов (табл. 3.4.1)

Таблица 3.4.1.

Цвет индикаторов в различных средах

Индикатор	Цвет индикатора
	Кислая среда	Нейтральная среда (вода)	Щелочная среда
Лакмус Фенолфталеин Метилоранж	Красный Бесцветный Красный	Фиолетовый Бесцветный Желтый	Синий Малиновый Желтый

Основания взаимодействуют с кислотами собразованием соли и воды (реакция нейтрализации):

Cu(OH)₂ + H₂SO₄ → CuSO₄ + 2H₂O.

Основания взаимодействуют с кислотными оксидами (ангидридами кислот) с образованием соли и воды:

2NaOH+SO₂→Na₂SO₃+H₂O.

Растворимые основания взаимодействуют с растворимыми солями, образуя новое основание и новую соль, при этом один из продуктов должен выделяться в виде осадка:

2KOH + FeSO₄ → Fe(OH)₂↓ + K₂SO₄.

Нерастворимые основания при нагревании разлагаются на оксид (основный) и воду:

Cu(OH)₂→CuO+H₂O.

Щелочи разлагаются только при очень высоких температурах.

Амфотерные гидроксиды (амфолиты)диссоциируют и как основания, и как кислоты:

Н⁺ ОН^–

Zn²⁺ + 2OH^–⇄Zn(OH)₂⇄2H⁺ + ZnO₂^–2

кислая среда щелочная среда

В насыщенном растворе амфотерного гидроксида все эти ионы находятся в состоянии равновесия. В зависимости от реакции среды равновесие смещается. В приведенном примере в кислой среде равновесие смещается влево и Zn(OH)₂ведёт себя, как основание (т.е. может реагировать с кислотами и кислотными оксидами), а в щелочной среде равновесие смещается вправо иZn(OH)₂может реагировать с основаниями и основными оксидами, т.е. ведёт себя, как кислота. Таким образом, амфотерные гидроксиды обладают двойственностью свойств (табл. 3.4.2).

Таблица 3.4.2.

Химические свойства амфотерных гидроксидов

t 1. Амфотерный гидроксид → амфотерный оксид + H2O t 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2О
2. Амф. гидроксид + кисл. оксид = =соль + H2O 2Al(OH)3 + 3SO2 = Al2(SO3)3 + + 3H2O	2. Амф. гидроксид + осн. оксид = соль + + H2O 2Al(OH)3 + Na2O = 2NaAlO2 + 3H2O (расплав)
3. Амф. гидроксид + кислота = = соль + H2O Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O	3. Амф. гидроксид + основание = соль + + H2O Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O (расплав); Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4] (раствор).

Получить основания можно несколькими способами.

1. Взаимодействие щелочных и щелочноземельных металлов с водой с образованием щелочи и выделением водорода:

2Na + H₂O = 2NaOH +H₂↑; Ca + H₂O = Ca(OH)₂ + H₂↑.

2. Взаимодействие оксидов щелочных и щелочноземельных металлов с водой

Na₂О + Н₂О = 2NaOH; CaО + H₂O = Ca(OH)₂.

3. Действие растворимого основания на соль с образованием нерастворимого основания:

2NH₄OH + FeSO₄ = Fe(OH)₂↓ + (NH₄)₂SO₄.

4. Электролиз водных растворов щелочных металлов (чаще всего хлоридов) с образованием соответствующих щелочей.