Metalul în seria de tensiuni după H 2

Sulfat metalic in max s.d.

+
+ +

metal (altele)

+
+ +

HNO3 concentrat

Azotat metalic in max s.d.

Metal (altele; Al, Cr, Fe, Co, Ni atunci când este încălzit)

Nitrat de metal

la in max s.o.

+
+

Metal (restul în curtea de tensiune până la H 2)

NO/N 2 O/N 2 /NH 3 (NH 4 NO 3)

din conditii

+

Metal (restul din seria tensiunilor după H 2)

Fig.2. INTERACȚIA ACIZILOR CU METALELE

SARE

Săruri - acestea sunt substanțe complexe care se disociază în soluții cu formarea de ioni încărcați pozitiv (cationi - reziduuri bazice), cu excepția ionilor de hidrogen, și ionii încărcați negativ (anioni - resturi acide), alții decât hidroxizi - ioni.

Baze, hidroxizi amfoteri

Bazele sunt substanțe complexe, constând din atomi de metal și una sau mai multe grupări hidroxo (-OH). Formula generală este Me + y (OH) y, unde y este numărul de grupări hidroxo egal cu starea de oxidare a metalului Me. Tabelul arată clasificarea bazelor.

Proprietățile hidroxizilor alcalini ai metalelor alcaline și alcalino-pământoase

1. Soluțiile apoase de alcalii sunt săpunoase la atingere, schimbați culoarea indicatorilor: turnesol - în culoarea albastra, fenolftaleină - în purpuriu.

2. Soluțiile apoase disociază:

3. Interacționează cu acizii, intrând într-o reacție de schimb:

Bazele poliacide pot da săruri intermediare și bazice:

4. Interacționează cu oxizii acizi, formând medii și săruri acide, în funcție de bazicitatea acidului corespunzător acestui oxid:

5. Interacționează cu oxizii și hidroxizii amfoteri:

a) fuziune:

b) în soluții:

6. Reacționează cu sărurile solubile în apă dacă se formează un precipitat sau un gaz:

Bazele insolubile (Cr (OH) 2, Mn (OH) 2 etc.) interacționează cu acizii și se descompun atunci când sunt încălzite:

Hidroxizi amfoteri

Compușii sunt numiți amfoteri, care, în funcție de condiții, pot fi atât donatori de cationi de hidrogen și prezintă proprietăți acide, cât și acceptorii lor, adică prezintă proprietăți de bază.

Proprietățile chimice ale compușilor amfoteri

1. Interacționând cu acizii puternici, ei dezvăluie principalele proprietăți:

Zn(OH)2 + 2HCI = ZnCl2 + 2H2O

2. Interacționând cu alcalii - baze puternice, ele prezintă proprietăți acide:

Zn (OH) 2 + 2NaOH \u003d Na 2 ( sare complexă)

Al (OH) 3 + NaOH \u003d Na ( sare complexă)

Compușii sunt numiți complecși în care cel puțin o legătură covalentă a fost formată prin mecanismul donor-acceptor.

Metoda generală de obținere a bazelor se bazează pe reacții de schimb, cu ajutorul cărora se pot obține atât baze insolubile, cât și solubile.

CuSO 4 + 2KOH \u003d Cu (OH) 2 ↓ + K 2 SO 4

K 2 CO 3 + Ba (OH) 2 \u003d 2 KOH + BaCO 3 ↓

Când se obțin baze solubile prin această metodă, precipită o sare insolubilă.

La obținerea bazelor insolubile în apă cu proprietăți amfotere, trebuie evitat un exces de alcali, deoarece poate apărea dizolvarea bazei amfotere, de exemplu:

AlCl 3 + 4KOH \u003d K [Al (OH) 4] + 3KSl

În astfel de cazuri, hidroxidul de amoniu este utilizat pentru a obține hidroxizi, în care hidroxizii amfoteri nu se dizolvă:

AlCl 3 + 3NH 3 + ZH 2 O \u003d Al (OH) 3 ↓ + 3NH 4 Cl

Hidroxizii de argint și mercur se descompun atât de ușor încât atunci când încerci să-i obții printr-o reacție de schimb, în ​​loc de hidroxizi, oxizii precipită:

2AgNO 3 + 2KOH \u003d Ag 2 O ↓ + H 2 O + 2KNO 3

În industrie, alcaliile sunt obținute de obicei prin electroliza soluțiilor apoase de cloruri.

2NaCl + 2H 2 O → ϟ → 2NaOH + H 2 + Cl 2

Alcaliile pot fi obținute și prin reacția metalelor alcaline și alcalino-pământoase sau a oxizilor acestora cu apă.

2Li + 2H 2 O \u003d 2LiOH + H 2

SrO + H2O \u003d Sr (OH) 2

acizi

Acizii sunt numiți substanțe complexe, ale căror molecule constau din atomi de hidrogen care pot fi înlocuiți cu atomi de metal și reziduuri acide. În condiții normale, acizii pot fi solizi (H 3 PO 4 fosforic; siliciu H 2 SiO 3) și lichizi (în forma sa pură, un lichid va fi acid sulfuric H2SO4).

Gaze precum clorura de hidrogen HCl, bromura de hidrogen HBr, hidrogenul sulfurat H2S formează acizii corespunzători în soluții apoase. Numărul de ioni de hidrogen formați de fiecare moleculă de acid în timpul disocierii determină sarcina reziduului acid (anion) și bazicitatea acidului.

Conform teoria protolitică a acizilor și bazelor, propus simultan de chimistul danez Bronsted și chimistul englez Lowry, un acid este o substanță despicandu-se cu aceasta reactie protoni, dar bază- o substanta capabila de primesc protoni.

acid → bază + H +

Pe baza acestor idei, este clar proprietățile de bază ale amoniacului, care, datorită prezenței unei perechi de electroni singuri la atomul de azot, acceptă efectiv un proton atunci când interacționează cu acizii, formând un ion de amoniu printr-o legătură donor-acceptor.

HNO 3 + NH 3 ⇆ NH 4 + + NO 3 -

acid bază acid bază

Mai mult definiție generală acizi si baze propus de chimistul american G. Lewis. El a sugerat că interacțiunile acido-bazice sunt destul de bune nu apar neapărat cu transferul de protone.În determinarea acizilor și bazelor după Lewis, rolul principal în reacții chimice atribuit abur electronic.

Se numesc cationi, anioni sau molecule neutre care pot accepta una sau mai multe perechi de electroni acizi Lewis.

De exemplu, fluorura de aluminiu AlF 3 este un acid, deoarece este capabil să accepte o pereche de electroni atunci când interacționează cu amoniacul.

AlF 3 + :NH 3 ⇆ :

Cationii, anionii sau moleculele neutre capabile să doneze perechi de electroni se numesc baze Lewis (amoniacul este o bază).

Definiția Lewis acoperă toate procesele acido-bazice care au fost luate în considerare de teoriile propuse anterior. Tabelul compară definițiile acizilor și bazelor utilizate în prezent.

Nomenclatura acizilor

Deoarece există diferite definiții ale acizilor, clasificarea și nomenclatura lor sunt destul de arbitrare.

În funcție de numărul de atomi de hidrogen capabili să se desprindă într-o soluție apoasă, acizii sunt împărțiți în monobază(de exemplu, HF, HNO 2), dibazic(H2C03, H2S04) şi tribazic(H 3 RO 4).

După compoziția acidului se împarte în anoxic(HCI, H2S) şi conţinând oxigen(HCI04, HNO3).

De obicei denumiri de acizi oxigenați derivat din numele unui nemetal cu adăugarea terminațiilor -kai, -cale, dacă starea de oxidare a nemetalului este egală cu numărul grupului. Pe măsură ce starea de oxidare scade, sufixele se schimbă (în ordinea descrescătoare a stării de oxidare a metalului): - oval, ististaya, - ovat:

Dacă luăm în considerare polaritatea legăturii hidrogen-nemetal într-o perioadă, putem lega cu ușurință polaritatea acestei legături de poziția elementului în sistemul periodic. Din atomii de metal care pierd cu ușurință electroni de valență, atomii de hidrogen acceptă acești electroni, formând o înveliș stabilă de doi electroni, ca învelișul unui atom de heliu, și dau hidruri metalice ionice.

În compușii cu hidrogen ai elementelor grupelor III-IV ale sistemului periodic, borul, aluminiul, carbonul, siliciul formează legături covalente, slab polare cu atomii de hidrogen care nu sunt predispuși la disociere. Pentru elementele grupelor V-VII Sistem periodicîntr-o perioadă, polaritatea legăturii nemetal-hidrogen crește odată cu sarcina atomului, dar distribuția sarcinilor în dipolul rezultat este diferită de cea a compușilor cu hidrogen ai elementelor care tind să doneze electroni. Atomi de nemetale, în care, să completeze învelișul de electroni sunt necesari mai multi electroni, ei trag spre ei insisi (polarizeaza) o pereche de electroni de legatura cu cat mai puternici, cu atat sarcina nucleului este mai mare. Prin urmare, în seria CH 4 - NH 3 - H 2 O - HF sau SiH 4 - PH 3 - H 2 S - Hcl, legăturile cu atomii de hidrogen, rămânând covalente, devin mai polare, iar atomul de hidrogen din dipolul legătura element-hidrogen devine mai electropozitivă. Dacă moleculele polare se află într-un solvent polar, poate avea loc procesul de disociere electrolitică.

Să discutăm despre comportamentul acizilor care conțin oxigen în soluții apoase. Acești acizi au Conexiune N-O-Eși, desigur, polaritatea legăturii H-O este afectată de Conexiune O-E. Prin urmare, acești acizi se disociază, de regulă, mai ușor decât apa.

H 2 SO 3 + H 2 O ⇆ H s O + + HSO 3

HNO 3 + H 2 O ⇆ H s O + + NO 3

Să ne uităm la câteva exemple proprietățile acizilor oxigenați, format din elemente care sunt capabile să se manifeste grade diferite oxidare. Se știe că acid hipocloros HClO foarte slab acid clorhidric HClO 2 de asemenea slab dar mai puternic decât acidul hipocloros, HclO 3 puternic. Acidul percloric HClO4 este unul dintre cel mai puternic acizi anorganici.

Disocierea după tipul de acid (cu eliminarea ionului H) necesită o pauză Conexiuni O-N. Cum se poate explica scăderea rezistenței acestei legături în seria HClO - HClO 2 - HClO 3 - HClO 4? În această serie, numărul de atomi de oxigen asociați cu atomul central de clor crește. De fiecare dată când se formează o nouă legătură de oxigen cu clorul, o densitate electronică este îndepărtată de atomul de clor și, prin urmare, de legătura unică O-Cl. Ca rezultat, densitatea electronică părăsește parțial legătura О-Н, care este slăbită din această cauză.

Un astfel de model - sporirea proprietăților acide cu creșterea gradului de oxidare a atomului central - caracteristic nu numai pentru clor, ci și pentru alte elemente. De exemplu, acidul azotic HNO 3, în care starea de oxidare a azotului este +5, mai puternic decât acid azotat HNO2 (starea de oxidare a azotului +3); acidul sulfuric H 2 SO 4 (S +6) este mai puternic decât acidul sulfuros H 2 SO 3 (S +4).

Obținerea acizilor

1. Se pot obține acizi anoxici în combinarea directă a nemetalelor cu hidrogenul.

H2 + CI2 → 2HCI,

H2 + S ⇆ H2S

2. Se pot obține unii acizi oxigenați interacțiunea oxizilor acizi cu apa.

3. Se pot obține atât acizi anoxici, cât și acizi oxigenați conform reacţiilor de schimbîntre săruri şi alţi acizi.

BaBr 2 + H 2 SO 4 \u003d BaSO 4 ↓ + 2HBr

CuSO 4 + H 2 S \u003d H 2 SO 4 + CuS ↓

FeS + H 2 SO 4 (pa zb) \u003d H 2 S + FeSO 4

NaCI (T) + H2S04 (conc) = HCI + NaHS04

AgNO3 + HCl = AgCl↓ + HNO3

CaCO 3 + 2HBr \u003d CaBr 2 + CO 2 + H 2 O

4. Unii acizi pot fi obținuți folosind reacții redox.

H 2 O 2 + SO 2 \u003d H 2 SO 4

3P + 5HNO 3 + 2H 2 O \u003d ZH 3 PO 4 + 5NO 2

Gust acru, acțiune asupra indicatorilor, conductivitate electrică, interacțiune cu metale, oxizi bazici și amfoteri, baze și săruri, formare esteri cu alcooli – aceste proprietăți sunt comune acizilor anorganici și organici.

poate fi împărțit în două tipuri de reacții:

1) general pentru acizi reacțiile sunt asociate cu formarea ionului de hidroniu H 3 O + în soluții apoase;

2) specific reacții (adică caracteristice). acizi specifici.

Ionul de hidrogen poate intra în redox reacții, reducând la hidrogen, precum și într-o reacție compusă cu particule încărcate negativ sau neutre care au perechi singure de electroni, adică în reacții acido-bazice.

LA proprietăți generale acizii includ reacțiile acizilor cu metalele din seria de tensiuni până la hidrogen, de exemplu:

Zn + 2Н + = Zn 2+ + Н 2

Reacțiile acido-bazice includ reacții cu oxizi și baze bazice, precum și cu săruri medii, bazice și uneori acide.

2 CO 3 + 4HBr \u003d 2CuBr 2 + CO 2 + 3H 2 O

Mg (HCO 3) 2 + 2HCl \u003d MgCl 2 + 2CO 2 + 2H 2 O

2KHSO 3 + H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + 2SO 2 + 2H 2 O

Rețineți că acizii polibazici se disociază treptat, iar la fiecare pas următor, disocierea este mai dificilă, prin urmare, cu un exces de acid, cel mai adesea se formează săruri acide, mai degrabă decât cele medii.

Ca 3 (PO 4) 2 + 4H 3 PO 4 \u003d 3Ca (H 2 PO 4) 2

Na2S + H3PO4 = Na2HP04 + H2S

NaOH + H3PO4 = NaH2PO4 + H2O

KOH + H 2 S \u003d KHS + H 2 O

La prima vedere, formarea sărurilor acide poate părea surprinzătoare. monobazic acid fluorhidric (fluorhidric). Cu toate acestea, acest fapt poate fi explicat. Spre deosebire de toți ceilalți acizi halogenați, acidul fluorhidric este parțial polimerizat în soluții (datorită formării legăturilor de hidrogen) și în el pot fi prezente diferite particule (HF) X, și anume H 2 F 2, H 3 F 3 etc.

Un caz special de echilibru acido-bazic - reactii ale acizilor si bazelor cu indicatori care isi schimba culoarea in functie de aciditatea solutiei. Indicatorii sunt utilizați în analiza calitativă pentru a detecta acizi și baze in solutii.

Cei mai des utilizați indicatori sunt turnesol(în neutru mediu inconjurator Violet,în acru - Roșu,în alcalin - albastru), metil portocaliu(în acru mediu inconjurator Roșu,în neutru - portocale,în alcalin - galben), fenolftaleină(în puternic alcalin mediu inconjurator roșu purpuriu,în neutru si acid - incolor).

Proprietăți specifice diferiți acizi pot fi de două tipuri: în primul rând, reacțiile care duc la formare săruri insolubile,și, în al doilea rând, transformări redox. Dacă reacțiile asociate cu prezența unui ion H + în ele sunt comune tuturor acizilor ( reacții calitative pentru detectarea acidului), reacții specifice sunt folosite ca calitate pentru acizi individuali:

Ag + + Cl - = AgCl (precipitat alb)

Ba 2+ + SO 4 2- \u003d BaSO 4 (precipitat alb)

3Ag + + PO 4 3 - = Ag 3 PO 4 (precipitat galben)

Unele reacții specifice ale acizilor se datorează proprietăților lor redox.

Acizii anoxici în soluție apoasă se pot oxida doar.

2KMnO 4 + 16HCl \u003d 5Cl 2 + 2KCl + 2MnCl 2 + 8H 2 O

H 2 S + Br 2 \u003d S + 2HBg

Acizii care conțin oxigen pot fi oxidați numai dacă atomul central din ei se află într-o stare de oxidare inferioară sau intermediară, ca, de exemplu, în acidul sulfuros:

H 2 SO 3 + Cl 2 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 + 2HCl

Mulți acizi care conțin oxigen, în care atomul central are starea maximă de oxidare (S +6, N +5, Cr +6), prezintă proprietățile agenților oxidanți puternici. H2SO4 concentrat este un agent oxidant puternic.

Cu + 2H 2 SO 4 (conc) = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

Pb + 4HNO 3 \u003d Pb (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

C + 2H 2 SO 4 (conc) = CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O

Trebuie amintit că:

• Soluțiile acide reacționează cu metalele care se află în seria electrochimică de tensiuni la stânga hidrogenului, supuse unui număr de condiții, dintre care cea mai importantă este formarea unei săruri solubile ca urmare a reacției. Interacțiunea HNO 3 și H 2 SO 4 (conc.) cu metalele se desfășoară diferit.

Acidul sulfuric concentrat la rece pasivează aluminiul, fierul, cromul.

• În apă, acizii se disociază în cationi de hidrogen și anioni ai reziduurilor acide, de exemplu:

• Acizii anorganici și organici interacționează cu oxizii bazici și amfoteri, cu condiția să se formeze o sare solubilă:

• Atât aceștia, cât și alți acizi reacționează cu bazele. Acizii polibazici pot forma atât săruri medii, cât și acide (acestea sunt reacții de neutralizare):

• Reacția dintre acizi și săruri are loc numai dacă se formează un precipitat sau un gaz:

Interacțiunea H 3 PO 4 cu calcarul se va opri din cauza formării ultimului precipitat insolubil de Ca 3 (PO 4) 2 la suprafață.

Caracteristicile proprietăților acizilor HNO3 nitric și H2SO4 (conc.) sulfuric concentrat se datorează faptului că atunci când interacționează cu substanțe simple(metale și nemetale) agenții oxidanți nu vor fi cationi H +, ci ionii de azotat și sulfat. Este logic să ne așteptăm ca în urma unor astfel de reacții să nu se formeze hidrogen H 2, ci să se obțină alte substanțe: în mod necesar sare și apă, precum și unul dintre produsele reducerii ionilor de azotat sau sulfat, în funcție de concentrația acizilor, poziția metalului într-o serie de tensiuni și condiții de reacție (temperatura, finețea metalului etc.).

Aceste caracteristici ale comportamentului chimic al HNO 3 și H 2 SO 4 (conc.) ilustrează clar teza teoriei structura chimica despre influența reciprocă a atomilor în moleculele substanțelor.

Conceptele de volatilitate și stabilitate (stabilitate) sunt adesea confundate. Acizii volatili se numesc acizi, ale căror molecule trec cu ușurință în stare gazoasă, adică se evaporă. De exemplu, acidul clorhidric este un acid volatil, dar persistent, stabil. Volatilitatea acizilor instabili nu poate fi judecată. De exemplu, acidul silicic nevolatil, insolubil se descompune în apă și Si02. Soluțiile apoase de acizi clorhidric, nitric, sulfuric, fosforic și o serie de alți acizi sunt incolore. O soluție apoasă de acid cromic H2CrO4 este galbenă, acidul permanganic HMnO4 este zmeură.

Material de referință pentru promovarea testului:

Masa lui Mendeleev

Tabelul de solubilitate

Proprietăți chimice ale principalelor clase de compuși anorganici

Oxizii acizi

1. Oxid acid + apă \u003d acid (excepție - SiO 2)
   SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4
   Cl 2 O 7 + H 2 O \u003d 2HClO 4
2. Oxid acid + alcali \u003d sare + apă
   SO 2 + 2NaOH \u003d Na 2 SO 3 + H 2 O
   P 2 O 5 + 6KOH \u003d 2K 3 PO 4 + 3H 2 O
3. Oxid acid + oxid bazic = sare
   CO2 + BaO = BaCO3
   SiO 2 + K 2 O \u003d K 2 SiO 3

   Oxizii bazici

   1. Oxid de bază + apă \u003d alcalin (oxizii metalelor alcaline și alcalino-pământoase reacționează)
      CaO + H2O \u003d Ca (OH) 2
      Na 2 O + H 2 O \u003d 2NaOH
   2. Oxid bazic + acid = sare + apă
      CuO + 2HCl \u003d CuCl 2 + H 2O
      3K 2 O + 2H 3 PO 4 = 2K 3 PO 4 + 3H 2 O
   3. Oxid bazic + oxid acid = sare
      MgO + CO 2 \u003d MgCO 3
      Na 2 O + N 2 O 5 \u003d 2NaNO 3

      Oxizi amfoteri

      1. Oxid amfoter + acid = sare + apă
         Al 2 O 3 + 6HCl \u003d 2AlCl 3 + 3H 2 O
         ZnO + H2SO4 \u003d ZnSO4 + H2O
      2. Oxid amfoter + alcali \u003d sare (+ apă)
         ZnO + 2KOH \u003d K 2 ZnO 2 + H 2 O (Mai corect: ZnO + 2KOH + H 2 O \u003d K 2)
         Al 2 O 3 + 2NaOH = 2NaAlO 2 + H 2 O (Mai corect: Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O = 2Na)
      3. Oxid amfoter + oxid acid = sare
         ZnO + CO2 = ZnCO3
      4. Oxid amfoter + oxid bazic = sare (când este fuzionat)
         ZnO + Na 2 O \u003d Na 2 ZnO 2
         Al 2 O 3 + K 2 O \u003d 2KAlO 2
         Cr 2 O 3 + CaO \u003d Ca (CrO 2) 2

         acizi

         1. Acid + oxid bazic = sare + apă
            2HNO 3 + CuO \u003d Cu (NO 3) 2 + H 2 O
            3H 2 SO 4 + Fe 2 O 3 \u003d Fe 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O
         2. Acid + oxid amfoter = sare + apă
            3H 2 SO 4 + Cr 2 O 3 \u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O
            2HBr + ZnO = ZnBr2 + H2O
         3. Acid + bază = sare + apă
            H 2 SiO 3 + 2KOH \u003d K 2 SiO 3 + 2H 2 O
            2HBr + Ni(OH)2 = NiBr2 + 2H2O
         4. Acid + hidroxid amfoter = sare + apă
            3HCI + Cr(OH)3 = CrCI3 + 3H2O
            2HNO3 + Zn(OH)2 = Zn(NO3)2 + 2H2O
         5. Acid tare + sare de acid slab = acid slab+ sare a unui acid puternic
            2HBr + CaCO 3 \u003d CaBr 2 + H 2 O + CO 2
            H 2 S + K 2 SiO 3 \u003d K 2 S + H 2 SiO 3
         6. Acid + metal (situat în stânga hidrogenului în seria de tensiune) \u003d sare + hidrogen
            2HCl + Zn \u003d ZnCl 2 + H 2
            H2SO4 (razb.) + Fe \u003d FeSO4 + H2
            Important: acizii oxidanți (HNO 3 , conc. H 2 SO 4) reacţionează diferit cu metalele.

         Hidroxizi amfoteri

         1. Hidroxid amfoter + acid = sare + apă
            2Al(OH)3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 6H2O
            Be(OH)2 + 2HCI = BeCI2 + 2H2O
         2. Hidroxid amfoter + alcali \u003d sare + apă (când sunt topite)
            Zn(OH) 2 + 2NaOH = Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O
            Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O
         3. Hidroxid amfoter + alcali = sare (în soluție apoasă)
            Zn(OH) 2 + 2NaOH \u003d Na 2
            Sn (OH) 2 + 2NaOH \u003d Na 2
            Be(OH)2 + 2NaOH = Na2
            Al(OH)3 + NaOH = Na
            Cr(OH)3 + 3NaOH = Na3

            alcalii

            1. Alcali + oxid de acid \u003d sare + apă
               Ba (OH) 2 + N 2 O 5 \u003d Ba (NO 3) 2 + H 2 O
               2NaOH + CO 2 \u003d Na 2 CO 3 + H 2 O
            2. Alcali + acid \u003d sare + apă
               3KOH + H3PO4 = K3PO4 + 3H2O
               Ba(OH) 2 + 2HNO 3 = Ba(NO 3) 2 + 2H 2 O
            3. Alcali + oxid amfoter \u003d sare + apă
               2NaOH + ZnO = Na 2 ZnO 2 + H 2 O (Mai corect: 2NaOH + ZnO + H 2 O = Na 2)
            4. Alcali + hidroxid amfoter = sare (în soluție apoasă)
               2NaOH + Zn(OH)2 = Na2
               NaOH + Al(OH)3 = Na
            5. Alcali + sare solubilă = bază insolubilă + sare
               Ca(OH) 2 + Cu(NO 3) 2 = Cu(OH) 2 + Ca(NO 3) 2
               3KOH + FeCl 3 \u003d Fe (OH) 3 + 3KCl
            6. Alcali + metal (Al, Zn) + apă = sare + hidrogen
               2NaOH + Zn + 2H2O \u003d Na2 + H2
               2KOH + 2Al + 6H2O = 2K + 3H2

               sare

               1. Sarea unui acid slab + acid tare = Sarea unui acid puternic + acid slab
                  Na 2 SiO 3 + 2HNO 3 \u003d 2NaNO 3 + H 2 SiO 3
                  BaCO 3 + 2HCl \u003d BaCl 2 + H 2 O + CO 2 (H 2 CO 3)
               2. Sare solubilă + sare solubilă = sare insolubilă + sare
                  Pb(NO3)2 + K2S = PbS + 2KNO3
                  CaCl 2 + Na 2 CO 3 \u003d CaCO 3 + 2NaCl
               3. Sare solubilă + alcali \u003d sare + bază insolubilă
                  Cu(NO3)2 + 2NaOH = 2NaNO3 + Cu(OH)2
                  2FeCl 3 + 3Ba(OH) 2 = 3BaCl 2 + 2Fe(OH) 3
               4. Sare metalica solubila (*) + metal (**) = sare metalica (**) + metal (*)
                  Zn + CuSO 4 \u003d ZnSO 4 + Cu
                  Cu + 2AgNO 3 \u003d Cu (NO 3) 2 + 2Ag
                  Important: 1) metalul (**) trebuie să fie în seria de tensiune din stânga metalului (*), 2) metalul (**) NU trebuie să reacționeze cu apa.

                  Ați putea fi, de asemenea, interesat de alte secțiuni ale Manualului de chimie:

Fundații – substanțe complexe care constau dintr-un cation metalic Me + (sau un cation asemănător metalului, de exemplu, un ion de amoniu NH 4 +) și un anion hidroxid OH -.

Pe baza solubilității lor în apă, bazele se împart în solubil (alcali) Și baze insolubile . De asemenea, au terenuri instabile care se descompun spontan.

Obținerea terenului

1. Interacțiunea oxizilor bazici cu apa. În același timp, ele reacționează cu apa numai în condiții normale acei oxizi care corespund unei baze solubile (alcali). Acestea. în acest fel nu poți decât să obții alcalii:

oxid bazic + apă = bază

De exemplu , oxid de sodiu se formează în apă hidroxid de sodiu(hidroxid de sodiu):

Na2O + H2O → 2NaOH

În același timp despre oxid de cupru (II). din apă nu reactioneaza:

CuO + H20≠

2. Interacțiunea metalelor cu apa. în care reactioneaza cu apain conditii normalenumai metale alcaline(litiu, sodiu, potasiu, rubidiu, cesiu), calciu, stronțiu și bariu.În acest caz, are loc o reacție redox, hidrogenul acționează ca un agent de oxidare, iar un metal acționează ca un agent reducător.

metal + apă = alcali + hidrogen

De exemplu, potasiu reactioneaza cu apă foarte violent:

2K0 + 2H2 + O → 2K + OH + H20

3. Electroliza soluţiilor unor săruri de metale alcaline. De regulă, pentru a obține alcalii, este supusă electrolizei soluții de săruri formate din metale alcaline sau alcalino-pământoase și acizi anoxici (cu excepția hidrofluoricului) - cloruri, bromuri, sulfuri etc. Această problemă este discutată mai detaliat în articol .

De exemplu , electroliza clorurii de sodiu:

2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + CI2

4. Bazele se formează prin interacțiunea altor alcaline cu sărurile. În acest caz, numai substanțele solubile interacționează, iar în produse ar trebui să se formeze o sare insolubilă sau o bază insolubilă:

sau

leșie + sare 1 = sare 2 ↓ + leșie

De exemplu: Carbonatul de potasiu reacţionează în soluţie cu hidroxid de calciu:

K2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + 2KOH

De exemplu: clorura de cupru (II) reacţionează în soluţie cu hidroxid de sodiu. În același timp, scade precipitat albastru de hidroxid de cupru (II).:

CuCl 2 + 2NaOH → Cu(OH) 2 ↓ + 2NaCl

Proprietățile chimice ale bazelor insolubile

1. Bazele insolubile interacționează cu acizii tari și oxizii acestora (și niște acizi medii). În același timp, se formează sare si apa.

bază insolubilă + acid = sare + apă

bază insolubilă + oxid acid = sare + apă

De exemplu ,hidroxidul de cupru (II) interacționează cu un puternic acid clorhidric:

Cu(OH)2 + 2HCI = CuCl2 + 2H2O

În acest caz, hidroxidul de cupru (II) nu interacționează cu oxidul acid slab acid carbonic- dioxid de carbon:

Cu(OH)2 + CO2≠

2. Bazele insolubile se descompun atunci când sunt încălzite în oxid și apă.

De exemplu, hidroxidul de fier (III) se descompune în oxid de fier (III) și apă atunci când este calcinat:

2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

3. Bazele insolubile nu interacționeazăcu oxizi şi hidroxizi amfoteri.

bază insolubilă + oxid amfoter ≠

bază insolubilă + hidroxid amfoter ≠

4. Unele baze insolubile pot acționa caagenţi reducători. Agenții reducători sunt baze formate din metale cu minim sau stare intermediară de oxidare, care le pot crește starea de oxidare (hidroxid de fier (II), hidroxid de crom (II) etc.).

De exemplu , hidroxidul de fier (II) poate fi oxidat cu oxigenul atmosferic în prezența apei la hidroxid de fier (III):

4Fe +2 (OH) 2 + O 2 0 + 2H 2 O → 4Fe +3 (O -2 H) 3

Proprietățile chimice ale alcalinelor

1. Alcalii interacționează cu oricare acizi - atât puternici, cât și slabi . În acest caz, se formează sare și apă. Aceste reacții se numesc reacții de neutralizare. Eventual educatie sare acidă, dacă acidul este polibazic, la un anumit raport de reactivi, sau în exces de acid. ÎN exces de alcali se formează în medie sare și apă:

alcali (exces) + acid \u003d sare medie + apă

alcali + acid polibazic (exces) = sare acidă + apă

De exemplu , hidroxidul de sodiu, atunci când interacționează cu acidul fosforic tribazic, poate forma 3 tipuri de săruri: dihidrofosfați, fosfati sau hidrofosfați.

În acest caz, dihidrofosfații se formează într-un exces de acid sau într-un raport molar (raportul cantităților de substanțe) al reactivilor 1:1.

NaOH + H3PO4 → NaH2PO4 + H2O

Cu un raport molar al cantității de alcali și acid de 2: 1, se formează hidrofosfați:

2NaOH + H3P04 → Na2HP04 + 2H2O

În exces de alcali, sau la un raport molar de alcali și acid de 3:1, se formează un fosfat de metal alcalin.

3NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + 3H2O

2. Alcalii interacționează cuoxizi și hidroxizi amfoteri. în care în topitură se formează săruri comune , dar în soluție - săruri complexe .

alcali (topiti) + oxid amfoter = sare medie + apa

leșie (topită) + hidroxid amfoter = sare medie + apă

alcali (soluție) + oxid amfoter = sare complexă

alcali (soluție) + hidroxid amfoter = sare complexă

De exemplu , când hidroxidul de aluminiu reacţionează cu hidroxidul de sodiu în topire se formează aluminat de sodiu. Cu cât hidroxidul mai acid formează un reziduu acid:

NaOH + Al(OH)3 = NaAlO2 + 2H2O

DAR in solutie se formează o sare complexă:

NaOH + Al(OH)3 = Na

Acordați atenție modului în care este compilată formula unei sări complexe:mai întâi alegem atomul central (săde regulă, este un metal din hidroxid amfoter).Apoi adăugați la el liganzi- în cazul nostru, aceștia sunt ioni de hidroxid. Numărul de liganzi este, de regulă, de 2 ori mai mare decât starea de oxidare a atomului central. Dar complexul de aluminiu este o excepție, numărul său de liganzi este cel mai adesea 4. Închidem fragmentul rezultat între paranteze drepte - acesta este un ion complex. Determinăm încărcătura acesteia și adăugăm numărul necesar de cationi sau anioni din exterior.

3. Alcalii interacționează cu oxizii acizi. Este posibil să se formeze acru sau sare medie, în funcție de raportul molar dintre alcalii și oxidul acid. În exces de alcali, se formează o sare medie, iar într-un exces de oxid acid se formează o sare acidă:

alcali (exces) + oxid acid \u003d sare medie + apă

sau:

alcali + oxid acid (exces) = sare acidă

De exemplu , când interacționează hidroxid de sodiu în exces Cu dioxid de carbon, se formează carbonat de sodiu și apă:

2NaOH + CO 2 \u003d Na 2 CO 3 + H 2 O

Și când interacționezi exces dioxid de carbon cu hidroxid de sodiu se formează doar bicarbonat de sodiu:

2NaOH + CO2 = NaHCO3

4. Alcalii interacționează cu sărurile. alcalii reacţionează numai cu săruri solubile in solutie, cu conditia ca produsele formează gaz sau precipitat . Aceste reacții se desfășoară în funcție de mecanism schimb de ioni.

alcali + sare solubilă = sare + hidroxid corespunzător

Alcalii interacționează cu soluții de săruri metalice, care corespund hidroxizilor insolubili sau instabili.

De exemplu, hidroxidul de sodiu interacționează cu sulfatul de cupru în soluție:

Cu 2+ SO 4 2- + 2Na + OH - = Cu 2+ (OH) 2 - ↓ + Na 2 + SO 4 2-

De asemenea alcalii interacționează cu soluțiile de săruri de amoniu.

De exemplu , hidroxidul de potasiu interacționează cu soluția de azotat de amoniu:

NH 4 + NO 3 - + K + OH - \u003d K + NO 3 - + NH 3 + H 2 O

! Când sărurile metalelor amfotere interacționează cu un exces de alcali, se formează o sare complexă!

Să ne uităm la această problemă mai detaliat. Dacă sarea formată de metalul la care hidroxid amfoter , interacționează cu o cantitate mică de alcali, apoi are loc reacția de schimb obișnuită și precipităhidroxidul acestui metal .

De exemplu , excesul de sulfat de zinc reacționează în soluție cu hidroxid de potasiu:

ZnSO 4 + 2KOH \u003d Zn (OH) 2 ↓ + K 2 SO 4

Cu toate acestea, în această reacție, nu se formează o bază, ci hidroxid mfoter. Și, așa cum am menționat mai sus, hidroxizii amfoteri se dizolvă într-un exces de alcalii formând săruri complexe . T Astfel, în timpul interacțiunii sulfatului de zinc cu exces de soluție de alcali se formează o sare complexă, nu se formează precipitat:

ZnSO 4 + 4KOH \u003d K 2 + K 2 SO 4

Astfel, obținem 2 scheme de interacțiune a sărurilor metalice, care corespund hidroxizilor amfoteri, cu alcalii:

sare de metal amfoter (exces) + alcali = hidroxid amfoter↓ + sare

amph.sare metalică + alcali (exces) = sare complexă + sare

5. Alcalii interacționează cu sărurile acide.În acest caz, se formează săruri medii sau săruri mai puțin acide.

sare acru + alcali \u003d sare medie + apă

De exemplu , Hidrosulfitul de potasiu reacționează cu hidroxidul de potasiu pentru a forma sulfit de potasiu și apă:

KHSO 3 + KOH \u003d K 2 SO 3 + H 2 O

Este foarte convenabil să determinați proprietățile sărurilor acide prin spargerea mentală a unei săruri acide în 2 substanțe - un acid și o sare. De exemplu, spargem bicarbonatul de sodiu NaHCO 3 în acid uric H 2 CO 3 și carbonat de sodiu Na 2 CO 3 . Proprietățile bicarbonatului sunt în mare măsură determinate de proprietățile acidului carbonic și de proprietățile carbonatului de sodiu.

6. Alcalii interacționează cu metalele în soluție și se topesc. În acest caz, apare o reacție redox, în soluție sare complexăȘi hidrogen, în topire - sare medieȘi hidrogen.

Notă! Doar acele metale reacţionează cu alcalii în soluţie, în care oxidul cu un minim grad pozitiv oxidarea metalelor amfoter!

De exemplu , fier nu reacționează cu o soluție alcalină, oxidul de fier (II) este bazic. DAR aluminiu se dizolvă într-o soluție apoasă de alcali, oxidul de aluminiu este amfoter:

2Al + 2NaOH + 6H 2 + O = 2Na + 3H 2 0

7. Alcalii interacționează cu nemetale. În acest caz, au loc reacții redox. De obicei, nemetale disproporționate în alcalii. nu reactiona cu alcalii oxigen, hidrogen, azot, carbon și gaze inerte (heliu, neon, argon etc.):

NaOH + O2 ≠

NaOH + N2 ≠

NaOH+C≠

Sulf, clor, brom, iod, fosforși alte nemetale disproporţionatîn alcaline (adică auto-oxidare-autoreparare).

De exemplu, clorulatunci când interacționează cu alcalii reci intră în stările de oxidare -1 și +1:

2NaOH + Cl 2 0 \u003d NaCl - + NaOCl + + H 2 O

Clor atunci când interacționează cu leșie fierbinte intră în stările de oxidare -1 și +5:

6NaOH + Cl 2 0 \u003d 5NaCl - + NaCl + 5 O 3 + 3H 2 O

Siliciu oxidat de alcalii la o stare de oxidare de +4.

De exemplu, in solutie:

2NaOH + Si 0 + H 2 + O \u003d NaCl - + Na 2 Si + 4 O 3 + 2H 2 0

Fluorul oxidează alcalii:

2F 2 0 + 4NaO -2 H \u003d O 2 0 + 4NaF - + 2H 2 O

Puteți citi mai multe despre aceste reacții în articol.

8. Alcaliile nu se descompun atunci când sunt încălzite.

Excepția este hidroxidul de litiu:

2LiOH \u003d Li 2O + H 2O

Bazele sunt compuși complecși care includ două componente structurale principale:

1. Grupa hidroxo (una sau mai multe). Prin urmare, apropo, al doilea nume al acestor substanțe este „hidroxizi”.
2. Atom de metal sau ion de amoniu (NH4+).

Denumirea bazei provine din combinația denumirilor ambelor componente ale sale: de exemplu, hidroxid de calciu, hidroxid de cupru, hidroxid de argint etc.

Singura excepție de la regula generala formarea bazei trebuie luată în considerare atunci când gruparea hidroxo este atașată nu de metal, ci de cationul de amoniu (NH4+). Această substanță se formează atunci când amoniacul se dizolvă în apă.

Dacă vorbim despre proprietățile bazelor, atunci trebuie remarcat imediat că valența grupării hidroxo este egală cu unu, respectiv, numărul acestor grupe din moleculă va depinde direct de ce valență a metalelor care intră în reacție avea. Exemple în acest caz sunt formulele unor substanțe precum NaOH, Al(OH)3, Ca(OH)2.

Proprietățile chimice ale bazelor se manifestă în reacțiile lor cu acizi, săruri, alte baze, precum și în acțiunea lor asupra indicatorilor. În special, alcaliile pot fi determinate prin expunerea unui anumit indicator la soluția lor. În acest caz, își va schimba vizibil culoarea: de exemplu, va deveni albastru din alb, iar fenolftaleina va deveni purpurie.

Proprietățile chimice ale bazelor, manifestate în interacțiunea lor cu acizii, duc la celebrele reacții de neutralizare. Esența unei astfel de reacții este aceea că atomii de metal, unindu-se cu reziduul acid, formează o sare, iar grupa hidroxo și ionul de hidrogen, atunci când sunt combinate, se transformă în apă. Această reacție se numește reacție de neutralizare, deoarece nu mai rămâne niciun alcali sau acid după ea.

caracteristică Proprietăți chimice bazele se manifestă şi în reacţia lor cu sărurile. Trebuie remarcat faptul că numai alcalinele reacţionează cu sărurile solubile. Caracteristicile structurale ale acestor substanțe conduc la faptul că, ca urmare a reacției, sare nouași o bază nouă, cel mai adesea insolubilă.

În cele din urmă, proprietățile chimice ale bazelor se manifestă perfect în timpul expunerii termice la acestea - încălzire. Aici, atunci când se efectuează anumite experimente, trebuie avut în vedere că aproape toate bazele, cu excepția alcalinelor, se comportă extrem de instabile atunci când sunt încălzite. Marea majoritate a acestora se descompune aproape instantaneu în oxidul corespunzător și apă. Și dacă luăm bazele unor metale precum argintul și mercurul, atunci în condiții normale nu pot fi obținute, deoarece încep să se descompună deja la temperatura camerei.