Основи (хімія)

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Версія від 00:17, 7 серпня 2012, створена EmausBot (обговорення | внесок) (r2.7.2+) (робот змінив: hu:Bázis (kémia))
Перейти до навігації Перейти до пошуку
У Вікіпедії є статті про інші значення цього терміна: Основа (значення).

Осно́ва — молекула або іон, які здатні приєднувати протони (згідно з кислотно-основною теорією Бренстеда-Лоурі). У кислотно-основній теорії Дж. Льюїса, основами Льюїса називають будь-яку частинку (молекулу, атом, іон), яка може приймати пару неподілених електронів.

Основи за теорією Арреніуса

Гранули гідроксиду натрію.
Гідроксид кальцію.
Гідроксид алюмінію.
Метагідроксид заліза.

Згідно з теорією Арреніуса, основами називали електроліти, які у водному розчині дисоціюють з утворенням катіонів металу (або металоподібних груп, як NH4) і аніонів лише одного типу — гідроксиду ОН-.

Наприклад:

  • NaOH = Na+ + OH-
  • NH4OH = NH+
    4     + OH-
  • Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH-
  • Fe(OH)3 = Fe3+ + 3OH-

Основи Арреніуса можна розглядати як гідроксиди основних оксидів, тобто як продукти приєднання води до основних оксидів:

  • Na2O + H2O = 2NaOH
  • CaO + H2O = Ca(OH)2
  • BaO + H2O = Ba(OH)2

Основи Арреніуса, як і основні оксиди, при взаємодії з кислотами і ангідридами, а також з амфотерними оксидами утворюють солі, а між собою не взаємодіють.

Наприклад:

  • Cu(OH)2 + 2HCl = CuCl2 + 2H2O
  • Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2О
  • 2NaOH + ZnO = Na2ZnO2 + H2O

Основні гідроксиди, або основи, зображають такою загальною формулою: Ме(ОН)x, де Ме — атом металу, або металоподібної групи (як NH4), а x — число гідроксидних груп, що дорівнює валентності металу (1,2 або 3). Наприклад: NaOH, Ba(OH)2, Fe(OH)3.

Назви

Основи називають звичайно гідроксидами відповідних металів. Якщо метал має сталу валентність і утворює тільки один гідроксид, то його називають просто гідроксидом цього металу. Так, NaOH — гідроксид натрію, Ba(OH)2 — гідроксид барію. Якщо ж метал має змінну валентність і утворює кілька гідроксидів, то щоб розрізнити їх, у назвах перед словом гідроксид ставлять префікси з грецьких числівників, які показують кількість гідроксильних груп, що припадає на один атом металу. Наприклад: Cu(OH) — моногідроксид міді, Cu(OH)2 — дигідроксид міді, Fe(OH)2 — дигідроксид заліза, Fe(OH)3 — тригідроксид заліза і т. д. Крім того, деякі групи основ і навіть окремі основи мають спеціальні назви. Так, розчинні у воді основи називають лугами. Гідроксид натрію NaOH називається їдким натром, гідроксид калію KOH — їдким калі, гідроксид кальцію Ca(OH)2 — гашеним вапном.

Властивості

Основи Арреніуса є твердими речовини. Деякі з них, зокрема NaOH і KOH, у термічному відношенні досить стійкі: їх можна нагрівати до температури плавлення і навіть кипіння, і вони не розкладаються. Проте більшість основ нестійкі і при нагріванні легко розкладаються з утворенням оксидів і виділенням води.

Наприклад:

  • Ca(OH)2 = CaO + H2O
  • 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

Більшість основ Арреніуса нерозчинні у воді. Добре розчинними є тільки основи лужних і лужноземельних металів, тобто луги. Серед лугів практично найбільш вживаними є NaOH, KOH, Ca(OH)2 і Ba(OH)2. Водні розчини їдких лугів мають їдкий мильний смак. Вони легко руйнують рослинні і тваринні тканини. Через це їх називають ще їдкими лугами. Розчини їдких лугів мають здатність змінювати забарвлення індикаторів. Так, у лужному середовищі фіолетовий колір лакмусу змінюється на синій, оранжевий колір метилоранжу — на ясно-жовтий, а безбарвний розчин фенолфталеїну стає фіолетовим. Лужні властивості розчинів основ обумовлюються наявністю в розчині гідроксильних іонів.

Хімічні властивості основ Арреніуса визначаються їх відношенням до кислот, ангідридів, амфотерних оксидів і солей. Найхарактернішою властивістю основ є їх здатність вступати в хімічні реакції з кислотами. Причому з кислотами взаємодіють як розчинні, так і нерозчинні основи.

Реакції взаємодії основ з кислотами називають реакціями нейтралізації. Суть реакцій нейтралізації полягає в тому, що кислотний водень кислоти і гідроксил основи утворюють воду, а катіони металу основи і кислотні залишки утворюють сіль:

  • Ba(OH)2 + 2HCl = BaCl2 + 2H2O
  • Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O

Основи вступають у хімічні реакції також з ангідридами і амфотерними оксидами:

  • 2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
  • 2KOH + SO2 = K2SO3 + H2O
  • 2KOH + PbO = K2PbO2 + H2O

Розчини їдких лугів взаємодіють і з розчинами солей, утворюючи нерозчинні основи:

  • CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + 2NaCl
  • Fe2(SO4)3 + 6NaOH = 2Fe(OH)3 ↓ + 3Na2SO4

Одержання

Основи Арреніуса можна добути різними способами.

  • Безпосереднім сполученням основних оксидів з водою.

Цим способом можна користуватися в тих випадках, коли основний оксид безпосередньо взаємодіє з водою. Наприклад:

    • Na2O + H2O = 2NaOH
    • CaO + H2O = Ca(OH)2
  • Взаємодією їдких лугів, з розчинами солей. Цим способом користуються в лабораторіях, коли відповідний оксид з водою безпосередньо не взаємодіє, а гідроксид нерозчинний.

Наприклад:

    • CuSO4 + 2KOH = Cu(OH)2 ↓ + K2SO4
    • FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3 ↓ + 3NaCl
  • Взаємодією найактивніших металів (K, Na, Ca, Ba) з водою.

Наприклад:

    • 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 ↑
    • Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2 ↑
  • Для технічного одержання NaOH і KOH широко використовують спосіб електролізу водних розчинів NaCl і KCl.

Основа згідно з кислотно-основною теорією Бренстеда-Лоурі

Див. також Кислотно-основна теорія Бренстеда-Лоурі

Основа (основа Бренстеда) — це молекула або іон, які здатні приєднувати протони. Щоб могти приєднувати протон, основа повинна мати атом з вільною парою електронів (парою електронів, яка не входить до хімічного зв'язку). Тому основні властивості часто проявляють органічні сполуки, до яких входять Нітроген, Оксиген, Сульфур, Фосфор. Найсильнішими основами вважають аніони.

Основа Льюїса

Див. також Кислотно-основна теорія Льюїса

Основою Льюїса називають будь-яку частинку (молекулу, атом, іон), яка може приймати пару неподілених електронів.

Основи як каталізатори

Основи можуть використовуватися як нерозчинні гетерогенні каталізатори для хімічних реакцій. Наприклад, каталізаторами є оксид магнію, оксид кальцію, оксид барію, фторид натрію на оксиді алюмінію та деякі цеоліти. Багато перехідних металів входять до складу каталізаторів, і багато з них входять до складу основ. Каталазатори на базі основ використовуються для гідрогенізації, при міграції подвійних зв'язків, відновленні Меервейна-Пондорфа-Верлея, реакції Майкла та багатьох інших реакціях.

Див. також

Джерела

  • Ф. А. Деркач «Хімія» Л. 1968
  • Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет — Донецьк: «Вебер», 2008. — 758 с. ISBN 978-966-335-206-0
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Основи_(хімія)&oldid=10109044