Одним из классов сложных неорганических веществ являются основания. Это соединения, в состав которых входят атомы металлов и гидроксильная группа, которая может отщепляться при взаимодействии с другими веществами.

Строение

Основания могут содержать одну или несколько гидроксогрупп. Общая формула оснований Me(OH)x. Атом металла всегда один, а количество гидроксильных групп зависит от валентности металла. При этом валентность ОН-группы всегда равна I. Например, в соединении NaOH валентность натрия равна I, следовательно, это гидроксильная группа. У основания Mg(OH)2 валентность магния II, Al(OH)3 — валентность алюминия III.

Число гидроксильных групп может варьировать в соединениях с металлами переменной валентности. Например Fe(OH)2 и Fe(OH)3. В таких случаях валентность указывается в скобках после названия — гидроксид железа(II), гидроксид железа(III).

Физические свойства

Свойства и активность основания зависят от металла. Большинство основ представляют собой белые твердые вещества без запаха. Однако некоторые металлы придают веществу характерный цвет. Например, CuOH — желтый, Ni(OH)2 — светло-зеленый, Fe(OH)3 — красновато-коричневый.

Обоснование

Рис. 1. Щелочи в твердом состоянии.

Виды

Базы классифицируются по двум критериям:

  • по количеству ОН-групп – однокислотные и поликислотные;
  • по растворимости в воде — щелочи (растворимые) и нерастворимые.

Щелочи образуются из щелочных металлов – лития (Li), натрия (Na), калия (K), рубидия (Rb) и цезия (Cs). Кроме того, к активным металлам, образующим щелочи, относятся щелочноземельные металлы — кальций (Са), стронций (Sr) и барий (Ва). Эти элементы образуют следующие основы:

  • ЛиОН;
  • NaOH;
  • КОН;
  • RbOH;
  • CsOH;
  • Са(ОН)2;
  • Sr(OH) 2;
  • Ва(ОН)2.

Все остальные основания, например Mg(OH)2, Cu(OH)2, Al(OH)3, относятся к нерастворимым.

По-другому щелочи называют сильными основаниями, а нерастворимые щелочи — слабыми основаниями. При электролитической диссоциации щелочи быстро отдают гидроксильную группу и быстрее реагируют с другими веществами. Нерастворимые или слабые основания менее активны, поскольку не отдают гидроксильную группу.

Обоснование

Рис. 2. Классификация оснований.

Особое место в систематизации неорганических веществ занимают амфотерные гидроксиды. Они взаимодействуют и с кислотами, и с основаниями, т.е в зависимости от условий ведут себя как щёлочь или как кислота. К ним относятся Zn(OH)2, Al(OH)3, Pb(OH)2, Cr(OH)3, Be(OH)2 и другие основания.

Получение

Базы получают разными способами. Самым простым является взаимодействие металла и воды:

Ва + 2Н2О → Ва(ОН)2 + Н2.

Щелочи получают реакцией оксида с водой:

Na2O + H2O → 2NaOH.

Нерастворимые основания получаются в результате взаимодействия щелочей и солей:

CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2↓+ Na2SO4.

Химические свойства

Важнейшие химические свойства оснований описаны в таблице.

Реакции

Что образуется

Примеры

С кислотами

Соль и вода. Нерастворимые основания реагируют только с растворимыми кислотами

Cu(OH)2↓ + H2SO4 → CuSO4 +2H2O

Высокотемпературное разложение

Оксид металла и вода

2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O

С кислотными оксидами (щелочная реакция)

Соль

NaOH + CO2 → NaHCO3

С неметаллами (входят щелочи)

Соль и водород

2NaOH + Si + H2O → Na2SiO3 +H2↑

Заменить солями

Гидроксид и соль

Ba(OH)2 + Na2SO4 → 2NaOH + BaSO4↓

Щелочи с некоторыми металлами

Комплексная соль и водород

2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑

С помощью индикатора проводится тест на определение класса основания. При взаимодействии с основанием лакмус становится синим, фенолфталеин – малиновым, метилоранж – жёлтым.

Обоснование

Рис. 3. Реакция индикаторов на базы.

Что мы узнали?

На уроке химии в 8 классе мы узнали о свойствах, классификации и взаимодействии оснований с другими веществами. Основания – сложные вещества, состоящие из металла и гидроксильной группы ОН. Их делят на растворимые или щелочные и нерастворимые. Щелочи – это более агрессивные основания, которые быстро реагируют с другими веществами. Основания получают путем взаимодействия металла или оксида металла с водой, а также путем взаимодействия соли и щелочи. Основания реагируют с кислотами, оксидами, солями, металлами и неметаллами, а также разрушаются при высоких температурах.