Страница - 24

§47. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОСНОВАНИЙ

Общим свойством оснований является их способность взаимодействовать с кислотами с образованием соли и воды.

1. Взаимодействие оснований с кислотами. Нальем немного гидроксида калия в стакан и доба­вим 1-2 капли индикатора — фенолфталеина. Раствор окрашивается в малиновый цвет. При добавлении в стакан малыми порциями раствора серной кислоты и перемешивании раствор постепенно обесцвечивается, то есть становится нейтральным (рис. 61). Протекает реакция нейтрализации:

Реакции обмена между кислотами и основаниями называются реакциями нейтрализации.

Нерастворимые в воде основания также взаимодействуют с кислотами:

Признаками протекания реакции служат: растворение Fе(ОН)₃ бурого цвета и образование раствора FеСl₃ желтого цвета. Эти реакции можно выразить схемой:

основание + кислота = соль + вода

Особые свойства растворимых в воде оснований (щелочей).

2. Взаимодействие оснований с кислотными оксидами. В пробирку нальем 1 мл известковой воды (раствор гидроксида кальция) и с помощью стеклянной трубки продуем через раствор углекислый газ, который мы выдыхаем. Известковая вода помутнеет, так как углекислый газ вступает во взаимодействие с Са(ОН)₂, и образуется карбонат кальция СаСО₃, нерастворимый в воде.

Общая схема взаимодействия щелочей с кислотными оксидами:

щелочь + кислотный оксид = соль + вода

В результате реакции образуется соль той кислоты, которая соответствует кислотному оксиду.

3. Щелочи взаимодействуют с растворами солей. В результате реакции один из продуктов выпадает в осадок (рис. 62).

Общая схема взаимодействия щелочи с растворимой солью:

щелочь + растворимая соль = новая соль + новое основание

4. Особое свойство нерастворимых в воде оснований - термическое разложение:

Нерастворимые в воде основания при нагревании разлагаются на соот­ветствующий оксид и воду.

5. Свойства амфотерных гидроксидов.

При взаимодействии с кислотами амфотерные основания проявляют свойства оснований, в результате реакции образуются соль и вода:

При взаимодействии со щелочами основания проявляют свойства кислот. Тогда формулу основания записываем как формулу кислоты:

Амфотерный гидроксид + кислота → соль + вода Амфотерный гидроксид + щелочь → соль + вода

A

1. С какими из перечисленных веществ будет взаимодействовать гидроксид калия: Ba(NO₃)₂, CO₂, HCl, CuCl₂, Cu(OH)₂? Напишите соответствующие уравнения реакций.
2. Напишите уравнения реакций, соответствующие следующим превра­щениям:

B

1. Напишите уравнения реакций, позволяющие осуществить следующие пре­вращения:

Fe → FeCl₂ → Fe(OH)₂ → FeO → FeSO₄

2. Напишите уравнения реакций, характеризующие амфотерные свойства гидроксида алюминия.
3. Определите формулы веществ А и В, укажите условия протекания реакций. Напишите уравнения реакций:

Na → А → NaOH → В → CuO → Cu.

С

1. Какая масса соли образуется при взаимодействии 200 мл 25%-ного раствора гидроксида натрия (р = 1,285 г/мл) с серной кислотой при полной нейтра­лизации?

Ответ : 114 г.

2. Определите растворимость при температуре 20°C 3,66%-ного насыщенного раствора гидроксида бария.

Ответ : 3,8 г/100 г H₂O.

3. На нейтрализацию 50 г раствора соляной кислоты израсходовано 4 г едкого натра. Каково процентное содержание HCl в данном растворе?

Ответ : 7,3%.

Лабораторный опыт №8

Изучение химических свойств оснований

Цель : знать и понимать состав и свойства оснований.

Опыт 1. Действие индикаторов на растворы щелочи.

Налейте в три пробирки раствор щелочи и добавьте по каплям раство­ры индикаторов (фенолфталеин, метилоранж, красный или фиолетовый лак­мус). Пронаблюдайте за изменением окраски и заполните таблицу.

Среда	Индикаторы
	Фенолфталеин	Метилоранж	Лакмус
Щелочная

Опыт 2. Действие щелочи на раствор кислоты.

В пробирку налейте раствор соляной кислоты и добавьте индикатор ме­тилоранж. Затем к этому раствору по каплям из бюретки приливайте рас­твор щелочи до изменения окраски (до какой окраски?). Напишите уравне­ние реакции.

Опыт 3. Действие щелочи на раствор соли.

Налейте в пробирку раствор хлорида железа (III) и добавьте по каплям раствор гидроксида натрия. Что происходит? Напишите уравнение реакции.

Закончите уравнения следующих реакций:

1. Cu(OH)₂ + H₂SO₄ → ? + ?
2. NaOH + MgCl₂ → ? + ?
3. Ba(OH)₂ + CO₂ → ? + ?

ДЕЛАЕМ ВЫВОДЫ

1. Основаниями называются сложные вещества, состоящие из ато­ма металла, соединенного с одной или несколькими гидроксильными группами.
2. Основания делятся по растворимости в воде: на растворимые (щелочи) и нерастворимые. По свойствам - на типичные и амфотерные основания.
3. Растворимые основания можно определить с помощью индика­торов.
4. Щелочи вступают во взаимодействия с кислотными, амфотерными оксидами и гидроксидами, а также кислотами и растворимыми солями.
5. Нерастворимые основания реагируют с кислотами, разлагаются при нагревании.
6. Амфотерные гидроксиды вступают во взаимодействие и с кисло­тами, и с щелочами, при нагревании разлагаются.

§48. СОЛИ: КЛАССИФИКАЦИЯ, НОМЕНКЛАТУРА

В этом параграфе мы рассмотрим последний класс неорганических соединений - соли (рис. 63, 64).

Соли - это в основном твердые кристаллические вещества. Важным свойством солей является их растворимость, характеристика которой приводится в специальной таблице растворимости (см. форзац 2 учебника). В таблице растворимые соли обозначены буквой Р, малорастворимые - М, нерастворимые - Н, неустойчивые в воде — «-». Среди солей с хорошей растворимостью отличаются нитраты и соли активных металлов (Nа, К). Практически не растворимы сульфат бария (ВaSО₄), карбонат кальция СаСО₃, сульфид свинца (PbS) и хлорид серебра (АgCl).

Соли — это сложные вещества, состоящие из атомов металлов и кислотного остатка (схема 5).

1. Средние соли образуются при полном замещении атомов водорода в составе кислоты на атомы металлов:

2. Кислые соли образуются при неполном замещении атомов водорода в молекулах кислоты на атомы металлов:

3. Основные соли образуются при неполном замещении гидроксогрупп в основаниях на кислотные остатки:

Mg(OH)₂ + HCl = Mg(OH)Cl + H₂O Al(OH)₃ + HCl = Al(OH)₂Cl + H₂O Al(OH)₃ + 2HCl = Al(OH)Cl₂ + 2H₂O

Схема 5. Классификация солей

Составление формул солей. Для составления формул солей их рассматривают как бинарные соединения, состоящие из атомов металлов и кислотных остатков.

Составим формулу сульфата натрия:

1. Находим наименьшее кратное валентностей металла и кислотного остатка: 1 • 2 = 2.
2. Наименьшее кратное делится на валентности составляющих:

2 : 1 = 2(Nа); 2 : 2 = 1(SO₄).

3. Следовательно, формула соли Nа_2SО₄.

Соли могут образовываться при постепенном замещении атомов водорода в кислотах на атомы металлов.

Как составляются формулы кислых солей?

Формулы основных солей составляются аналогично. Их можно рассматри­вать как продукт постепенного замещения гидроксильных групп в основаниях на кислотные остатки (табл. 26).

Таблица. 26. Алгоритм составления формул солей алюминия

Номенклатура солей. По международной номенклатуре названия солей составляются следующим образом (табл. 27):

• латинское название кислотного остатка;
• название металла в родительном падеже;
• указание валентности металла римскими цифрами в скобках после названия, если металл проявляет переменную валентность в солях.

Названия солей в высшей валентности кислотообразующего элемента оканчиваются на -ат, в низшей валентности - на -ит.

Nа₂SО₄ — сульфат натрия

Nа₂SО₃ — сульфит натрия

NаNО₃ — нитрат натрия

NаNО₂ — нитрит натрия

Названия солей бескислородных кислот оканчиваются на -ид.

Nа₂S— сульфид натрия

NаСl — хлорид натрия

В названиях основных солей перед названием кислотного остатка добав­ляется слово «гидроксо» с указанием числа гидроксильных групп:

СuОНСl — гидроксохлорид меди (II)

Fе(ОН)₂Сl - дигидроксохлорид железа (III)

В названиях кислых солей наличие атомов водорода обозначается приставкой гидро- (если 1 атом водорода), дигидро- (если 2 атома водорода). Например, Nа₂НРО₄ - гидрофосфат натрия, NаН₂РО₄ - дигидрофосфат на­трия.

Таблица 27. Названия и формулы некоторых солей

Для того чтобы написать формулы солей, нужно знать графические формулы кислот и оснований (схема 6).

Схема 6. Графические формулы солей

Физические свойства солей. Соли различаются по цвету: РbS, СuS, Аg₂S— черного, К₂СrО₄, РbI₂ — желтого, К₂Сr₂О₇ — оранжевого, СdS — красного, СrСl₃ — зеленого, СuSО₄ - голубого, FеSО₄ - светло-зеленого цвета.

Соли в основном - твердые вещества. Чаще всего используют водные ра­створы солей, поэтому важным свойством солей является их растворимость в воде. Соли обладают различной растворимостью (см. таблицу раствори­мости).

А

1. Напишите формулы следующих солей: гидросульфата натрия, гидросульфата кальция, сульфата кальция, гидрокарбоната кальция, дигидроксохлорида хрома (III), гидроксохлорида алюминия.
2. Классифицируйте и назовите следующие соли: Na₂CO₃, NаНСО₃, Аl(ОН)SО₄, Аl₂(SО₄)₃, СаНРО₄, Са₃(РО₄)₂.
3. Составьте графические формулы солей: СuSО₄, Аg₂S, Nа₃РО₄, Fе(ОН)SО₄, СаНРО₄, СаСl₂, Сr(ОН)Сl₂, Сr(ОН)₂Сl.
4. Определите массовые доли элементов в сульфате меди (II).

В

1. Закончите следующие уравнения, вместо знака впишите соответствующие формулы:

2. Классифицируйте следующие соли. Результаты оформите в виде таблицы.

3. Какие соли образуются в результате следующих реакций?

Fe(OH)₃ + 2HCl → ? + H₂O

Fe(OH)₃ + 3HCl → ? + H₂O

Fe(OH)₃ + HCl → ? + H₂O

4. Как из негашеной извести получить: а) нитрат кальция; б) хлорид кальция? Напишите уравнения реакций.
5. При паянии употребляют так называемую травленую кислоту. Получают ее действием цинка на соляную кислоту до прекращения выделения водорода. Напишите уравнение реакции и рассчитайте объем 12%-ной соляной кислоты (р = 1,059 г/мл), которая вступает в реакцию с 13 г Zn, а также массу образовавшейся соли.

Ответ: 27,2 г ZnCl₂, 114, 89 мл НСl.

С

1. Рассчитайте массу сульфата железа, образующегося в результате реакции железа с 80 г сульфата меди (II).

Ответ: 76 г.

2. Определите массу гидрофосфата калия, который образуется в результате взаимодействия 200 мл 40%-ного гидроксида калия (р = 1,424 г/мл) с фосфорной кислотой.

Ответ: 176,98 г.

3. Выведите формулу кристаллогидрата сульфата железа (II), если при термическом разложении 13,9 г кристаллогидрата масса уменьшилась на 6,3 г за счет испарения кристаллизационной воды.
4. Рассчитайте массу 3%-ного раствора AgNO₃, необходимого для получения 2,87 г хлорида серебра.

Ответ: 113,3 г.

5. Какие соли образуются в результате следующих реакций: KOH + H₂SO₄ ч H₂O + ? 2KOH + H2SO4 ч 2H2O + ?

Солевой состав крови: 9 г NaCl; 0,42 г KCl; 0,24 г CaCl₂; 0,2 г NaHCO₃; 1,0 г С₆Н₁₂О₆ (глюкоза); 1,0 л — Н₂О