Bases (hidróxidos) – sustancias complejas, cuyas moléculas en su composición tienen uno o más grupos OH hidroxilo. La mayoría de las veces, las bases consisten en un átomo de metal y un grupo OH. Por ejemplo, NaOH es hidróxido de sodio, Ca (OH) 2 es hidróxido de calcio, etc.

Hay una base: hidróxido de amonio, en el que el grupo hidroxi no está unido al metal, sino al ion NH 4 + (catión de amonio). El hidróxido de amonio se forma disolviendo amoníaco en agua (reacciones de adición de agua a amoníaco):

NH 3 + H 2 O = NH 4 OH (hidróxido de amonio).

La valencia del grupo hidroxilo es 1. El número de grupos hidroxilo en la molécula base depende de la valencia del metal y es igual a ella. Por ejemplo, NaOH, LiOH, Al (OH) 3, Ca (OH) 2, Fe (OH) 3, etc.

Todos los terrenos - sólidos que tienen diferentes colores. Algunas bases son altamente solubles en agua (NaOH, KOH, etc.). Sin embargo, la mayoría de ellos no se disuelven en agua.

Las bases solubles en agua se llaman álcalis. Las soluciones alcalinas son "jabonosas", resbaladizas al tacto y bastante cáusticas. Los álcalis incluyen hidróxidos de metales alcalinos y alcalinotérreos (KOH, LiOH, RbOH, NaOH, CsOH, Ca(OH) 2, Sr(OH) 2, Ba(OH) 2, etc.). El resto son insolubles.

Bases insolubles- estos son hidróxidos anfóteros que, al interactuar con ácidos, actúan como bases y se comportan como ácidos con álcali.

Las diferentes bases difieren en su capacidad para separar los grupos hidroxi, por lo que se dividen en bases fuertes y débiles según la característica.

Las bases fuertes donan fácilmente sus grupos hidroxilo en soluciones acuosas, pero las bases débiles no lo hacen.

Propiedades químicas jardines

Las propiedades químicas de las bases se caracterizan por su relación con los ácidos, anhídridos de ácido y sales.

1. Actuar sobre indicadores. Los indicadores cambian de color dependiendo de la interacción con diferentes productos quimicos. En soluciones neutras, tienen un color, en soluciones ácidas, otro. Al interactuar con las bases, cambian de color: el indicador naranja de metilo se convierte en amarillo, indicador de tornasol - en color azul, y la fenolftaleína se vuelve fucsia.

2. interactuar con óxidos de ácido desde formación de sal y agua:

2NaOH + SiO 2 → Na 2 SiO 3 + H 2 O.

3. Reaccionar con ácidos, formando sal y agua. La reacción de la interacción de una base con un ácido se llama reacción de neutralización, ya que después de completarse, el medio se vuelve neutral:

2KOH + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + 2H 2 O.

4. reaccionar con sales formando una nueva sal y base:

2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2 + Na2SO4.

5. Capaz de descomponerse en agua y óxido básico cuando se calienta:

Cu (OH) 2 \u003d CuO + H 2 O.

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Antes de hablar de las propiedades químicas de las bases y los hidróxidos anfóteros, definamos claramente qué es.

1) Las bases o hidróxidos básicos incluyen hidróxidos metálicos en el estado de oxidación +1 o +2, es decir cuyas fórmulas se escriben como MeOH o como Me(OH) 2 . Sin embargo, hay excepciones. Entonces, los hidróxidos Zn (OH) 2, Be (OH) 2, Pb (OH) 2, Sn (OH) 2 no pertenecen a las bases.

2) Los hidróxidos anfóteros incluyen hidróxidos metálicos en el estado de oxidación +3, +4 y, como excepciones, hidróxidos Zn (OH) 2, Be (OH) 2, Pb (OH) 2, Sn (OH) 2. Hidróxidos metálicos en estado de oxidación +4, en USAR asignaciones no cumplen, por lo tanto no serán considerados.

Propiedades químicas de las bases.

Todas las bases se dividen en:

Recuerde que el berilio y el magnesio no son metales alcalinotérreos.

Además de ser solubles en agua, los álcalis también se disocian muy bien en soluciones acuosas, mientras que las bases insolubles tienen grado bajo disociación.

Esta diferencia de solubilidad y capacidad de disociación entre los álcalis y los hidróxidos insolubles conduce, a su vez, a diferencias notables en sus propiedades químicas. Entonces, en particular, los álcalis son compuestos químicamente más activos y, a menudo, son capaces de participar en aquellas reacciones en las que no participan las bases insolubles.

Reacción de bases con ácidos.

Los álcalis reaccionan absolutamente con todos los ácidos, incluso con los muy débiles e insolubles. Por ejemplo:

Las bases insolubles reaccionan con casi todos los ácidos solubles, no reaccionan con el ácido silícico insoluble:

Cabe señalar que tanto las bases fuertes como las débiles con la fórmula general de la forma Me (OH) 2 pueden formar sales básicas con falta de ácido, por ejemplo:

Interacción con óxidos de ácido

Los álcalis reaccionan con todos los óxidos ácidos para formar sales y, a menudo, agua:

Las bases insolubles pueden reaccionar con todos los óxidos de ácidos superiores correspondientes a ácidos estables, por ejemplo, P 2 O 5, SO 3, N 2 O 5, con la formación de sales medias1:

Las bases insolubles de la forma Me (OH) 2 reaccionan en presencia de agua con dióxido de carbono exclusivamente con la formación de sales básicas. Por ejemplo:

Cu(OH)2 + CO2 = (CuOH)2CO3 + H2O

Con el dióxido de silicio, debido a su excepcional inercia, solo reaccionan las bases más fuertes, los álcalis. En este caso, se forman sales normales. La reacción no procede con bases insolubles. Por ejemplo:

Interacción de bases con óxidos e hidróxidos anfóteros

Todos los álcalis reaccionan con óxidos e hidróxidos anfóteros. Si la reacción se lleva a cabo fusionando un óxido o hidróxido anfótero con un álcali sólido, tal reacción conduce a la formación de sales libres de hidrógeno:

Si se utilizan soluciones acuosas de álcalis, se forman sales hidroxocomplejas:

En el caso del aluminio, bajo la acción de un exceso de álcali concentrado, en lugar de la sal de Na, se forma la sal de Na 3:

La interacción de las bases con las sales.

Cualquier base reacciona con cualquier sal solo si se cumplen dos condiciones simultáneamente:

1) solubilidad de los compuestos de partida;

2) la presencia de un precipitado o gas entre los productos de reacción

Por ejemplo:

Estabilidad térmica de las bases

Todos los álcalis, excepto Ca(OH) 2 , son resistentes al calor y se derriten sin descomposición.

Todas las bases insolubles, así como el Ca (OH) 2 ligeramente soluble, se descomponen cuando se calientan. Más calor descomposición del hidróxido de calcio - alrededor de 1000 o C:

Los hidróxidos insolubles tienen mucho más temperaturas bajas descomposición. Entonces, por ejemplo, el hidróxido de cobre (II) ya se descompone a temperaturas superiores a 70 o C:

Propiedades químicas de los hidróxidos anfóteros

Interacción de hidróxidos anfóteros con ácidos.

Los hidróxidos anfóteros reaccionan con ácidos fuertes:

Hidróxidos de metales anfóteros en el estado de oxidación +3, es decir tipo Me (OH) 3, no reaccionan con ácidos como H 2 S, H 2 SO 3 y H 2 CO 3 debido a que las sales que podrían formarse como resultado de tales reacciones están sujetas a hidrólisis irreversible a la hidróxido anfótero original y ácido correspondiente:

Interacción de hidróxidos anfóteros con óxidos de ácido

Los hidróxidos anfóteros reaccionan con óxidos superiores, que corresponden a ácidos estables (SO 3, P 2 O 5, N 2 O 5):

Hidróxidos de metales anfóteros en el estado de oxidación +3, es decir tipo Me (OH) 3, no reacciona con óxidos ácidos SO 2 y CO 2.

Interacción de hidróxidos anfóteros con bases.

De las bases, los hidróxidos anfóteros reaccionan solo con los álcalis. En este caso, si se usa una solución acuosa de álcali, se forman sales hidroxocomplejas:

Y cuando los hidróxidos anfóteros se fusionan con álcalis sólidos, se obtienen sus análogos anhidros:

Interacción de hidróxidos anfóteros con óxidos básicos

Los hidróxidos anfóteros reaccionan cuando se fusionan con óxidos de metales alcalinos y alcalinotérreos:

Descomposición térmica de hidróxidos anfóteros

Todos los hidróxidos anfóteros son insolubles en agua y, como cualquier hidróxido insoluble, se descomponen cuando se calientan en el óxido y el agua correspondientes.

2. MOTIVOS

Cimientos – estas son sustancias complejas que consisten en átomos metálicos y uno o más grupos hidroxo (OH -).

Desde el punto de vista de la teoría de la disociación electrolítica, estos son electrolitos (sustancias cuyas soluciones o fundidos conducen electricidad), disociándose en soluciones acuosas en cationes y aniones metálicos de solo iones hidróxido - OH -.

Las bases solubles en agua se llaman álcalis. Estos incluyen bases que están formadas por metales del 1er grupo del subgrupo principal (LiOH, NaOHy otros) y metales alcalinotérreos (C pero(OH) 2,señor(OH) 2, Va(OH)2). Bases formadas por metales de otros grupos sistema periódico prácticamente insoluble en agua. Los álcalis en agua se disocian completamente:

NaOH® Na++ OH-.

poliácidoLas bases en agua se disocian en pasos:

Licenciado en Letras( OH) 2 ® BaOH + + OH - ,

Licenciado en Letras( OH) + Ba 2+ + OH -.

C desafiladola disociación de bases explica la formación de sales básicas.

Nomenclatura básica.

Las bases se denominan así: primero se pronuncia la palabra "hidróxido", y luego el metal que lo forma. Si el metal tiene una valencia variable, entonces se indica en el nombre.

KOH, hidróxido de potasio;

California( Oh ) 2 – hidróxido de calcio;

Fe( Oh ) 2 – hidróxido de hierro ( III);

Fe( Oh ) 3 – hidróxido de hierro ( tercero);

Al compilar fórmulas base suponiendo que la molécula eléctricamente neutral. El ion hidróxido siempre tiene carga (-1). En una molécula base, su número está determinado por la carga positiva del catión metálico. El hidrocogrupo está entre paréntesis y el índice de ecualización de carga se coloca en la parte inferior derecha detrás de los corchetes:

Ca+2 (OH)-2, Fe3 +( OH) 3 - .

por los siguientes motivos:

1. Por acidez (según el número de grupos OH - en la molécula base): monoácido -NaOH, KOH , poliácido - Ca (OH) 2, Al (OH) 3.

2. Por solubilidad: soluble (álcali) -LiOH, KOH , insoluble - Cu (OH) 2, Al (OH) 3.

3. Por fuerza (según el grado de disociación):

un fuerte α = 100%) - todas las bases solublesNaOH, LiOH, Licenciado en Letras(OH ) 2 , escasamente soluble Ca(OH)2.

b) débil ( α < 100 %) – все нерастворимые основания Cu (OH) 2, Fe (OH) 3 y NH 4 OH soluble.

4. Por propiedades químicas: básico - C pero(OH) 2, N / A ES ÉL; anfótero - Zn (OH) 2, Al (OH) 3.

Cimientos

Son hidróxidos de metales alcalinos y alcalinotérreos (y magnesio), así como metales en estado de oxidación mínimo (si tiene un valor variable).

Por ejemplo: NaOH, LiOH, miligramos ( OH) 2, Ca (OH) 2, Cr (OH) 2, Minnesota(OH) 2 .

Recibo

1. Interacción de metal activo con agua:

2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2

Ca + 2H 2 O → Ca(OH)2 + H2

Mg + 2 H 2 O miligramos ( Oh) 2 + H 2

2. Interacción óxidos básicos con agua (solo para metales alcalinos y alcalinotérreos):

Na2O + H2O → 2NaOH,

CaO+ H 2 O → Ca(OH)2.

3. Un método industrial para la obtención de álcalis es la electrólisis de soluciones salinas:

2NaCl + 4H 2 O 2NaOH + 2H 2 + CI 2

4. La interacción de las sales solubles con los álcalis, y para las bases insolubles, es la única forma de obtener:

Na 2 SO 4 + Licenciado en Letras(OH) 2 → 2NaOH + BaSO 4

MgSO4 + 2NaOH → Mg (OH) 2 + Na 2 SO 4.

Propiedades físicas

Todas las bases son sólidas. Insoluble en agua, excepto en álcalis. Los alcalinos son blancos sustancias cristalinas, jabonoso al tacto, provocando graves quemaduras al contacto con la piel. Por eso se les llama "cáusticos". Cuando se trabaja con álcalis, es necesario observar ciertas reglas y use medios individuales protección (anteojos, guantes de goma, pinzas, etc.).

Si el álcali entra en contacto con la piel, lave este lugar gran cantidad regar hasta que desaparezca la jabonosidad y luego neutralizar con una solución de ácido bórico.

Propiedades químicas

Las propiedades químicas de las bases desde el punto de vista de la teoría de la disociación electrolítica se deben a la presencia en sus soluciones de un exceso de hidróxidos libres -

iones OH - .

1. Cambiar el color de los indicadores:

fenolftaleína - frambuesa

tornasol - azul

naranja de metilo - amarillo

2. Interacción con ácidos para formar sal y agua (reacción de neutralización):

2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O,

Soluble

Cu(OH) 2 + 2HCl → CuCl 2 + 2H 2 O.

Insoluble

3. Interacción con óxidos de ácido:

2 NaOH+ SO 3 → Na 2 SO 4 + H 2 O

4. Interacción con óxidos e hidróxidos anfóteros:

a) al fundirse:

2 NaOH+ IA 2 O 3 2 NaAIO 2 + H2O,

NaOH + AI(OH) 3 NaAIO 2 + 2H 2 O.

b) en solución:

2NaOH + AI 2 O 3 +3H 2 O → 2Na[ AI(OH) 4 ],

NaOH + Al(OH)3 → Na.

5. Interacción con algunos sustancias simples(metales anfóteros, silicio y otros):

2NaOH + Zn + 2H 2 O → Na 2 [Zn(OH) 4] + H 2

2NaOH+ Si + H 2 O → Na 2 SiO 3 + 2H 2

6. Interacción con sales solubles con formación de precipitación:

2NaOH + CuSO4 → Cu (OH) 2 + Na 2 SO 4,

Licenciado en Letras( OH) 2 + K 2 SO 4 → BaSO 4 + 2KOH.

7. Las bases poco solubles e insolubles se descomponen cuando se calientan:

California( ay) 2 CaO + H2O,

Cu( ay) 2 CuO + H2O.

color azul color negro

Hidróxidos anfóteros

Estos son hidróxidos metálicos ( Be (OH) 2, AI (OH) 3, Zn (OH) ) 2) y metales en estado de oxidación intermedio (Cr(OH) 3, Minnesota(OH) 4).

Recibo

Los hidróxidos anfóteros se obtienen por interacción de sales solubles con álcalis tomados en deficiencia o en cantidad equivalente, porque. en exceso se disuelven:

AICI 3 + 3NaOH → Al(OH)3+3NaCl.

Propiedades físicas

Son sólidos, prácticamente insolubles en agua.zinc ( OH) 2 - blanco, Fe (OH) 3 - color marrón.

Propiedades químicas

anfótero Los hidróxidos exhiben las propiedades de las bases y los ácidos y, por lo tanto, interactúan tanto con los ácidos como con las bases.

1. Interacción con ácidos para formar sal y agua:

Zn(OH) 2 + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + 2H 2 O.

2. Interacción con soluciones y fundidos de álcalis con formación de sal y agua:

AI( OH)3+ NaOHNa,

Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O,

2Fe(OH) 3 + Na 2 O 2NaFeO 2 + 3H 2 O.

Laboratorio #2

Preparación y propiedades químicas de las bases.

Objetivo: conocer las propiedades químicas de las bases y cómo obtenerlas.

Cristalería y reactivos: tubos de ensayo, lámpara de alcohol. Un juego de indicadores, cinta de magnesio, soluciones de sales de aluminio, hierro, cobre, magnesio; álcali( NaOH, KOH), agua destilada.

Experiencia número 1. La interacción de los metales con el agua.

Vierta de 3 a 5 cm3 de agua en un tubo de ensayo y sumerja en él algunos trozos de cinta de magnesio finamente picada. Caliente en una lámpara de alcohol durante 3-5 minutos, enfríe y agregue 1-2 gotas de solución de fenolftaleína allí. ¿Cómo cambió el color del indicador? Comparar con el punto 1 de la pág. 27. Escribe la ecuación de reacción. ¿Qué metales interactúan con el agua?

Experiencia número 2. Preparación y propiedades de los insolubles.

jardines

En tubos de ensayo con soluciones salinas diluidas MgCI 2, FeCI 3 , Cu SO 4 (5–6 gotas) agregue 6–8 gotas de una solución alcalina diluida NaOH antes de la formación de la precipitación. Tenga en cuenta su coloración. Escribe las ecuaciones de reacción.

Divida el precipitado azul Cu (OH) 2 resultante en dos tubos de ensayo. Agregue 2-3 gotas de una solución ácida diluida a uno de ellos, la misma cantidad de álcali al otro. ¿En qué probeta se observó la disolución del precipitado? Escribe la ecuación de reacción.

Repita este experimento con otros dos hidróxidos obtenidos por reacciones de intercambio. Tenga en cuenta los fenómenos observados, escriba las ecuaciones de reacción. Saque una conclusión general sobre la capacidad de las bases para interactuar con ácidos y álcalis.

experiencia no. 3. Preparación y propiedades de los hidróxidos anfóteros

Repita el experimento anterior con solución de sal de aluminio ( AICI 3 o AI 2 (SO 4 ) 3). Observe la formación de un precipitado cursi blanco de hidróxido de aluminio y su disolución tras la adición de ácido y álcali. Escribe las ecuaciones de reacción. ¿Por qué el hidróxido de aluminio tiene las propiedades tanto de un ácido como de una base? ¿Qué otros hidróxidos anfóteros conoces?

DEFINICIÓN

Hidróxidos Se denominan sustancias complejas, a las que incluyen átomos metálicos conectados a uno o más grupos hidroxo.

La mayoría de las bases son sólidos con solubilidad variable en agua. Hidróxido de cobre (II) color azul(Fig. 1), el hidróxido de hierro (III) es marrón, la mayoría de los demás son blancos.

Arroz. 1. Hidróxido de cobre (II). Apariencia.

Obtención de hidróxidos

Las bases solubles (álcalis) en el laboratorio se pueden obtener mediante la interacción de metales activos y sus óxidos con agua:

CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2.

Los álcalis hidróxido de sodio e hidróxido de calcio se producen por electrólisis. soluciones acuosas cloruro de sodio y cloruro de potasio.

Las bases insolubles en agua se obtienen por reacción de sales con álcalis en soluciones acuosas:

FeCl 3 + 3NaOH aq \u003d Fe (OH) 3 ↓ + 3NaCl.

Propiedades químicas de los hidróxidos

Las bases solubles e insolubles tienen una propiedad común: reaccionan con los ácidos para formar sales y agua (reacción de neutralización):

NaOH + HCl \u003d NaCl + H2O;

Cu(OH)2 + 2HCl = CuCl2 + H2O.

Las soluciones alcalinas cambian el color de algunas sustancias: tornasol, fenolftaleína y naranja de metilo, llamados indicadores (Tabla 1).

Tabla 1. Cambio de color de los indicadores bajo la influencia de soluciones de ácidos y bases.

excepto propiedad comun, los álcalis y las bases insolubles en agua también tienen propiedades específicas. Por ejemplo, cuando se calienta un precipitado azul de hidróxido de cobre (II), se forma una sustancia negra, esto es óxido de cobre (II):

Cu (OH) 2 \u003d CuO + H 2 O.

Los álcalis, a diferencia de las bases insolubles, por lo general no se descomponen cuando se calientan. Sus soluciones actúan sobre indicadores, corroen materia orgánica reaccionan con soluciones salinas (si contienen un metal capaz de formar base insoluble) y óxidos de ácido:

Fe 2 (SO 4) 3 + 6KOH \u003d 2Fe (OH) 3 ↓ + 3K 2 SO 4;

2KOH + CO 2 \u003d K 2 CO 3 + H 2 O.

Aplicación de hidróxidos

Los hidróxidos se utilizan ampliamente en la industria y en la vida cotidiana. Por ejemplo, gran importancia tiene hidróxido de calcio. Es un polvo suelto blanco. Cuando se mezcla con agua, se forma la llamada leche de cal. Dado que el hidróxido de calcio es ligeramente soluble en agua, después de filtrar la lechada de cal, se obtiene una solución clara: agua de cal, que se vuelve turbia cuando pasa dióxido de carbono a través de ella. La cal hidratada se usa para preparar la mezcla de Burdeos, un medio para combatir enfermedades y plagas de las plantas. La leche de lima es muy utilizada en industria química, por ejemplo, en la producción de azúcar, refrescos y otras sustancias.

El hidróxido de sodio se utiliza para la refinación de petróleo, la producción de jabón y en la industria textil. El hidróxido de potasio y el hidróxido de litio se utilizan en las baterías.

Ejemplos de resolución de problemas

EJEMPLO 1

La tarea	En uno de los hidróxidos de estaño, la fracción de masa de elementos es igual a: estaño - 63,6%; oxígeno - 34,2%; hidrógeno - 2,2%. Determine la fórmula de este hidróxido.
Solución	Fracción de masa el elemento X en una molécula de composición HX se calcula a partir de siguiente fórmula: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Denotemos el número de moles de elementos que componen el compuesto por "x" (estaño), "y" (oxígeno) y "z" (hidrógeno). Entonces, la relación molar se verá así (valores de masas atómicas relativas tomados de Tabla periódica D.I. Mendeleev, redondeado a números enteros): x:y:z = ω(Sn)/Ar(Sn) : ω(O)/Ar(O) : ω(H)/Ar(H); x:y:z = 63,6/119: 34,2/16: 2,1/1; x:y:z = 0,53: 2,14: 2,1 = 1: 4: 4. Entonces, la fórmula del hidróxido de estaño es Sn(OH) 4 .
Responder	La fórmula del hidróxido de estaño es Sn(OH) 4

EJEMPLO 2

La tarea	Determine la fracción de masa de hidróxido de bario en una solución obtenida al mezclar agua con una masa de 50 g y óxido de bario con una masa de 1,2 g.
Solución	La fracción de masa de la sustancia X en solución se calcula mediante la siguiente fórmula: ω (X) = m(X) / m solución × 100%. La masa de la disolución es la suma de las masas del soluto y del disolvente: solución m = m(H 2 O) + m(BaO) = 50 + 1,2 = 51,2 g. Escribimos la ecuación de reacción para obtener hidróxido de bario: BaO + H 2 O \u003d Ba (OH) 2. Calcule el número de moles de materiales de partida: n(H2O) = m(H2O) / M(H2O); M(H2O) = 18 g/mol; n(H2O) \u003d 50/18 \u003d 2,8 mol. n(BaO) = m(BaO) / M(BaO); M(BaO) = 153 g/mol; n(BaO) \u003d 1.2 / 153 \u003d 0.008 mol. El cálculo se realiza para un compuesto que escasea (óxido de bario). Según la ecuación n(BaO) :n(Ba(OH)2) = 1:1, es decir n (Ba (OH) 2) \u003d n (BaO) \u003d 1,04 mol. Entonces la masa de hidróxido de bario formada será igual a: m (Ba (OH) 2) \u003d n (Ba (OH) 2) × M (Ba (OH) 2); M (Ba (OH) 2) \u003d 171 g / mol; m (Ba (OH) 2) \u003d 0.008 × 171 \u003d 1.368 g. Encuentre la fracción de masa de hidróxido de bario en solución: ω (Ba (OH) 2) \u003d 1.368 / 51.2 × 100% \u003d 2.67%.
Responder	La fracción de masa de hidróxido de bario es 2,67%