Главная
Лето
Гидроксиды и их свойства. Основные гидроксиды и их химические свойства

Гидроксиды и их свойства. Основные гидроксиды и их химические свойства

Основания – сложные вещества, состоящие из атома металла и одной или нескольких гидроксильных групп. Общая формула оснований Ме(ОН) n . Основания (с точки зрения теории электролитической диссоциации) – это электролиты, диссоциирующие при растворении в воде с образованием катионов металла и гидроксид-ионов ОН – .

Классификация. По растворимости в воде основания делят на щелочи (растворимые в воде основания) и нерастворимые в воде основания . Щелочи образуют щелочные и щелочно-земельные металлы, а также некоторые другие элементы-металлы. По кислотности (числу ионов О Н – , образующихся при полной диссоциации, или количеству ступеней диссоциации) основания подразделяют на однокислотные (при полной диссоциации получается один ион О Н – ; одна ступень диссоциации) и многокислотные (при полной диссоциации получается больше одного иона О Н – ; более одной ступени диссоциации). Среди многокислотных оснований различают двухкислотные (например, Sn(OH) 2 ), трехкислотные (Fe(OH) 3) и четырехкислотные (Th(OH) 4). Однокислотным является, например, основание КОН.

Выделяют группу гидроксидов, которые проявляют химическую двойственность. Они взаимодействую как с основаниями, так и с кислотами. Это амфотерные гидроксиды (см. таблицу 1) .

Таблица 1 - Амфотерные гидроксиды

Амфотерный гидроксид (основная и кислотная форма)

Кислотный остаток и его валентность

Комплексный ион

Zn(OH) 2 / H 2 ZnO 2

ZnO 2 (II)

2–

Al(OH) 3 / HAlO 2

AlO 2 (I)

– , 3–

Be(OH) 2 / H 2 BeO 2

BeO 2 (II)

2–

Sn(OH) 2 / H 2 SnO 2

SnO 2 (II)

2–

Pb(OH) 2 / H 2 PbO 2

PbO 2 (II)

2–

Fe(OH) 3 / HFeO 2

FeO 2 (I)

– , 3–

Cr(OH) 3 / HCrO 2

CrO 2 (I)

– , 3–

Физические свойства. Основания - твердые вещества различных цветов и различной растворимости в воде.

Химические свойства оснований

1) Диссоциация : КОН + n Н 2 О К + × m Н 2 О + ОН – × d Н 2 О или сокращенно: КОН К + + ОН – .

Многокислотные основания диссоциируют по нескольким ступеням (в основном диссоциация протекает по первой ступени). Например, двухкислотное основание Fe(OH) 2 диссоциирует по двум ступеням:

Fe(OH) 2 FeOH + + OH – (1 ступень);

FeOH + Fe 2+ + OH – (2 ступень).

2) Взаимодействие с индикаторами (щелочи окрашивают фиолетовый лакмус в синий цвет, метилоранж – в желтый, а фенолфталеин – в малиновый):

индикатор + ОН – (щелочь )окрашенное соединение.

3 ) Разложение с образованием оксида и воды (см. таблицу 2 ). Гидроксиды щелочных металлов устойчивы к нагреванию (плавятся без разложения). Гидроксиды щелочно-земельных и тяжелых металлов обычно легко разлагаются. Исключение составляет Ba(OH) 2 , у которого t разл достаточно высока (примерно 1000 ° C ).

Zn(OH) 2 ZnO + H 2 O .

Таблица 2 - Температуры разложения некоторых гидроксидов металлов

Гидроксид t разл , ° C Гидроксид t разл , ° C Гидроксид t разл , ° C
LiOH 925 Cd(OH) 2 130 Au(OH) 3 150
Be(OH) 2 130 Pb(OH) 2 145 Al (OH) 3 >300
Ca(OH) 2 580 Fe(OH) 2 150 Fe(OH) 3 500
Sr(OH) 2 535 Zn (OH) 2 125 Bi (OH) 3 100
Ba(OH) 2 1000 Ni (OH) 2 230 In (OH) 3 150

4 ) Взаимодействие щелочей с некоторыми металлами (например, Al и Zn ):

В растворе: 2Al + 2NaOH + 6H 2 O ® 2Na + 3H 2 ­

2Al + 2OH – + 6H 2 О ® 2 – + 3H 2 ­ .

При сплавлении: 2Al + 2NaOH + 2H 2 O 2NaAl О 2 + 3H 2 ­ .

5 ) Взаимодействие щелочей с неметаллами :

6 NaOH + 3Cl 2 5Na Cl + NaClO 3 + 3H 2 O .

6) Взаимодействие щелочей с кислотными и амфотерными оксидами :

2NaOH + СО 2 ® Na 2 CO 3 + H 2 O 2OH – + CO 2 ® CO 3 2– + H 2 O .

В растворе: 2NaOH + ZnO + H 2 O ® Na 2 2OH – + ZnO + H 2 О ® 2– .

При сплавлении с амфотерным оксидом: 2NaOH + ZnO Na 2 ZnO 2 + H 2 O .

7) Взаимодействие оснований с кислотами :

H 2 SO 4 + Ca(OH) 2 ® CaSO 4 ¯ + 2H 2 O 2H + + SO 4 2– + Ca 2+ +2OH – ® CaSO 4 ¯ + 2H 2 O

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

8) Взаимодействие щелочей с амфотерными гидроксидами (см. таблицу 1 ):

В растворе: 2NaOH + Zn(OH) 2 ® Na 2 2OH – + Zn(OH) 2 ® 2–

При сплавлении: 2NaOH + Zn(OH) 2 Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O .

9 ) Взаимодействие щелочей с солями. В реакцию вступают соли, которым соответствует нерастворимое в воде основание :

CuS О 4 + 2NaOH ® Na 2 SO 4 + Cu(OH) 2 ¯ Cu 2+ + 2OH – ® Cu(OH) 2 ¯ .

Получение. Нерастворимые в воде основания получают путем взаимодействия соответствующей соли со щелочью:

2NaOH + ZnS О 4 ® Na 2 SO 4 + Zn(OH) 2 ¯ Zn 2+ + 2OH – ® Zn(OH) 2 ¯ .

Щелочи получают :

1) Взаимодействием оксида металла с водой :

Na 2 O + H 2 O ® 2NaOH CaO + H 2 O ® Ca(OH) 2 .

2) Взаимодействием щелочных и щелочно-земельных металлов с водой :

2Na + H 2 O ® 2NaOH + H 2 ­ Ca + 2H 2 O ® Ca(OH) 2 + H 2 ­ .

3) Электролизом растворов солей :

2NaCl + 2H 2 O H 2 ­ + 2NaOH + Cl 2 ­.

4 ) Обменным взаимодействием гидроксидов щелочно-земельных металлов с некоторыми солями . В ходе реакции должна обязательно получаться нерастворимая соль .

Ba(OH) 2 + Na 2 CO 3 ® 2NaOH + BaCO 3 ¯ Ba 2 + + CO 3 2 – ® BaCO 3 ¯ .

Л.А. Яковишин

3. Гидроксиды

Среди многоэлементных соединений важную группу составляют гидроксиды. Некоторые из них проявляют свойства оснований (основные гидроксиды) - NaOH , Ba (OH ) 2 и т.п.; другие проявляют свойства кислот (кислотные гидроксиды) - HNO 3 , H 3 PO 4 и другие. Существуют и амфотерные гидроксиды, способные в зависимости от условий проявлять как свойства оснований, так и свойства кислот - Zn (OH ) 2 , Al (OH ) 3 и т.п.

3.1. Классификация, получение и свойства оснований

Основаниями (основными гидроксидами) с позиции теории электролитической диссоциации являются вещества, диссоциирующие в растворах с образованием гидроксид-ионов ОН - .

По современной номенклатуре их принято называть гидроксидами элементов с указанием, если необходимо, валентности элемента (римскими цифрами в скобках): КОН - гидроксид калия, гидроксид натрия NaOH , гидроксид кальция Ca (OH ) 2 , гидроксид хрома (II ) - Cr (OH ) 2 , гидроксид хрома (III ) - Cr (OH ) 3 .

Гидроксиды металлов принято делить на две группы: растворимые в воде (образованные щелочными и щелочноземельными металлами - Li , Na , K , Cs , Rb , Fr , Ca , Sr , Ba и поэтому называемые щелочами) и нерастворимые в воде . Основное различие между ними заключается в том, что концентрация ионов ОН - в растворах щелочей достаточно высока, для нерастворимых же оснований она определяется растворимостью вещества и обычно очень мала. Тем не менее, небольшие равновесные концентрации иона ОН - даже в растворах нерастворимых оснований определяют свойства этого класса соединений.

По числу гидроксильных групп (кислотность) , способных замещаться на кислотный остаток, различают:

Однокислотные основания - KOH , NaOH ;

Двухкислотные основания - Fe (OH ) 2 , Ba (OH ) 2 ;

Трехкислотные основания - Al (OH ) 3 , Fe (OH ) 3 .

Получение оснований

1. Общим методом получения оснований является реакция обмена, с помощью которой могут быть получены как нерастворимые, так и растворимые основания:

CuSO 4 + 2KOH = Cu(OH) 2 ↓ + K 2 SO 4 ,

K 2 SO 4 + Ba(OH) 2 = 2KOH + BaCO 3 ↓ .

При получении этим методом растворимых оснований в осадок выпадает нерастворимая соль.

При получении нерастворимых в воде оснований, обладающих амфотерными свойствами, следует избегать избытка щелочи, так как может произойти растворение амфотерного основания, например,

AlCl 3 + 3KOH = Al(OH) 3 + 3KCl,

Al(OH) 3 + KOH = K.

В подобных случаях для получения гидроксидов используют гидроксид аммония, в котором амфотерные оксиды не растворяются:

AlCl 3 + 3NH 4 OH = Al(OH) 3 ↓ + 3NH 4 Cl.

Гидроксиды серебра, ртути настолько легко распадаются, что при попытке их получения обменной реакцией вместо гидроксидов выпадают оксиды:

2AgNO 3 + 2KOH = Ag 2 O ↓ + H 2 O + 2KNO 3 .

2. Щелочи в технике обычно получают электролизом водных растворов хлоридов:

2NaCl + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 + Cl 2 .

(суммарная реакция электролиза)

Щелочи могут быть также получены взаимодействием щелочных и щелочноземельных металлов или их оксидов с водой:

2 Li + 2 H 2 O = 2 LiOH + H 2 ,

SrO + H 2 O = Sr (OH ) 2 .

Химические свойства оснований

1. Все нерастворимые в воде основания при нагревании разлагаются с образованием оксидов:

2 Fe (OH ) 3 = Fe 2 O 3 + 3 H 2 O ,

Ca (OH ) 2 = CaO + H 2 O .

2. Наиболее характерной реакцией оснований является их взаимодействие с кислотами - реакция нейтрализации. В нее вступают как щелочи, так и нерастворимые основания:

NaOH + HNO 3 = NaNO 3 + H 2 O ,

Cu(OH) 2 + H 2 SO 4 = CuSO 4 + 2H 2 O.

3. Щелочи взаимодействуют с кислотными и с амфотерными оксидами:

2KOH + CO 2 = K 2 CO 3 + H 2 O,

2NaOH + Al 2 O 3 = 2NaAlO 2 + H 2 O.

4. Основания могут вступать в реакцию с кислыми солями:

2NaHSO 3 + 2KOH = Na 2 SO 3 + K 2 SO 3 +2H 2 O,

Ca(HCO 3) 2 + Ba(OH) 2 = BaCO 3 ↓ + CaCO 3 + 2H 2 O.

Cu(OH) 2 + 2NaHSO 4 = CuSO 4 + Na 2 SO 4 +2H 2 O.

5. Необходимо особенно подчеркнуть способность растворов щелочей реагировать с некоторыми неметаллами (галогенами, серой, белым фосфором, кремнием):

2 NaOH + Cl 2 = NaCl + NaOCl + H 2 O (на холоду),

6 KOH + 3 Cl 2 = 5 KCl + KClO 3 + 3 H 2 O (при нагревании),

6KOH + 3S = K 2 SO 3 + 2K 2 S + 3H 2 O,

3KOH + 4P + 3H 2 O = PH 3 + 3KH 2 PO 2 ,

2NaOH + Si + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2 .

6. Кроме того, концентрированные растворы щелочей при нагревании способны растворять также и некоторые металлы (те, соединения которых обладают амфотерными свойствами):

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

Zn + 2KOH + 2H 2 O = K 2 + H 2 .

Растворы щелочей имеют рН > 7 (щелочная среда), изменяют окраску индикаторов (лакмус - синяя, фенолфталеин - фиолетовая).

М.В. Андрюxoва, Л.Н. Бopoдина


И анионов ОН - . Название основания обычно состоит из двух слов: «гидроксид металла/аммония». Хорошо растворимые в воде основания называются щелочами .

  • Согласно другому определению, основания - один из основных классов химических соединений , вещества, молекулы которых являются акцепторами протонов .
  • В органической химии по традиции основаниями называют также вещества, способные давать аддукты («соли ») с сильными кислотами, например, многие алкалоиды описывают как в форме «алкалоид-основание», так и в виде «солей алкалоидов».
    • В статье смысл термина основание раскрывается в первом, наиболее широко используемом значении - осно́вные гидрокси́ды .

    Способы получения оснований

    Получение щелочи при реакции сильноосновного оксида с водой

    Так как только сильноосновные оксиды способны реагировать с водой, этот способ можно использовать исключительно для получения сильных оснований или щелочей.

    CaO(т) + H 2 O(ж) → Ca(OH) 2 (p)

    Слабоосновные и амфотерные оксиды с водой не реагируют, и поэтому соответствующие им гидроксиды таким способом получить нельзя.

    Косвенное получение основания (гидроксида) при реакции соли со щелочью

    Гидроксиды малоактивных металлов получают при добавлении щелочи к растворам соответствующих солей. Так как растворимость слабоосновных гидроксидов в воде очень мала, гидроксид выпадает из раствора в виде студнеобразной массы.

    CuSO 4 (p) + 2NaOH(p) → Cu(OH) 2 (т)↓ + Na 2 SO 4 (p) Получение щелочи при реакции замещения типичного металла с водой.

    Классификация оснований

    • Растворимые в воде основания (щёлочи)

    LiOH, NaOH, KOH, Ca(OH) 2 , Ba(OH) 2 , Sr(OH) 2 , Ra(OH) 2 , CsOH, RbOH, FrOH

    • Практически нерастворимые в воде гидрооксиды

    Mg(OH) 2 , Zn(OH) 2 , Cu(OH) 2 , Al(OH) 3 , Fe(OH) 3 , Be(OH) 2

    • Другие основания

    Деление на растворимые и нерастворимые основания практически полностью совпадает с делением на сильные и слабые, или гидроксиды типичных металлов и не типичных.

    Химические свойства

    См. также

    Wikimedia Foundation . 2010 .

    Смотреть что такое "Основные гидроксиды" в других словарях:

      - (гидроокиси) соединения оксидов химических элементов с водой. Известны гидроксиды почти всех химических элементов; некоторые из них встречаются в природе в виде минералов. Гидроксиды щелочных металлов называются щелочами. Классификация В… … Википедия

      Химические соединения оксидов с водой. Гидроксиды многих металлов основания, а неметаллов кислоты. Гидроксиды, проявляющие как основные, так и кислотные свойства, называются амфотерными. Обычно термин гидроксид относится только к основаниям. См.… … Большой Энциклопедический словарь

      ГИДРОКСИДЫ - хим. соединения (см.) с водой. Г. многих металлов (см.), а неметаллов (см.). В формуле основания на первом месте ставится хим. символ металла, на втором кислорода и на последнем водорода (гидроксид калия КОН, гидроксид натрия NaOH и др.). Группа… … Большая политехническая энциклопедия

      Химические соединения оксидов с водой. Гидроксиды многих металлов основания, а неметаллов кислоты. Гидроксиды, проявляющие как основные, так и кислотные свойства, называются амфотерными. Обычно термин «гидроксиды» относится только к основаниям … Энциклопедический словарь

      Основные оксиды оксиды 1, 2 и некоторых 3 валентных металлов. К ним относятся: оксиды металлов главной подгруппы первой группы (щелочные металлы) Li Fr оксиды металлов главной подгруппы второй группы (щелочноземельные металлы)… … Википедия

      Хим. соед. оксидов с водой. Г. мн. металлов основания, а неметаллов кислоты. Г., проявляющие как основные, так и кислотные свойства, наз. амфотерными. Обычно термин Г. относится только к основаниям. См. также Щёлочи … Естествознание. Энциклопедический словарь

      Гидроксид меди(II) Сu(ОН)2 голубое кристаллич. или аморфное в во; кристаллич. решетка ромбич. (а= 0,2949 нм, b =1,059 нм, с =0,5256 нм, z = 4); плотн. 3,368 г/см 3; C0p 96,2 Дж/(моль.K); DH0 обр 444,4 кДж/моль, DG0 обр 359,4 кДж/моль; S0298 83,7… … Химическая энциклопедия

      Основные оксиды – оксиды, образующие соли при взаимодействии с кислотами или кислотными оксидами. К ним относятся: оксиды металлов главной подгруппы первой группы (щелочные металлы) Li Fr оксиды металлов главной подгруппы второй группы… … Википедия

      Гидроксиды, химические соединения окислов элементов с водой; один из главных классов неорганических соединений. Часто Г. называют гидратами окислов, что не соответствует природе Г., поскольку они не содержат отдельную молекул воды (см.… … Большая советская энциклопедия

      Металл - (Metal) Определение металла, физические и химические свойства металлов Определение металла, физические и химические свойства металлов, применение металлов Содержание Содержание Определение Нахождение в природе Свойства Характерные свойства… … Энциклопедия инвестора

    Кислотные гидроксиды - это неорганические соединения гидроксильной группы -ОН и металла или неметалла со степенью окисления +5, +6. Другое название - кислородсодержащие неорганические кислоты. Их особенностью является отщепление протона при диссоциации.

    Классификация гидроксидов

    Гидроксиды также имеют название гидроокисей и водокисей. Они есть практически у всех химических элементов, некоторые имеют широкое распространение в природе, например, минералы гидраргиллит и брусит - это гидроокиси алюминия и магния соответственно.

    Выделяют следующие виды гидроксидов:

    • основные;
    • амфотерные;
    • кислотные.

    Классификация основывается на принадлежности оксида, образующего гидроокись, к основному, кислотному или амфотерному типу.

    Общие свойства

    Наибольший интерес вызывают кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов, так как от них зависит возможность протекания реакций. Будет ли гидроокись проявлять кислотные, основные или амфотерные свойства, зависит от прочности связи между кислородом, водородом и элементом.

    На прочность влияют ионный потенциал, с увеличением которого ослабевают основные и усиливаются кислотные свойства гидроксидов.

    Высшие гидроксиды

    Высшими гидроокисями называют соединения, в которых образующий элемент находится в высшей степени окисления. Такие есть среди всех типов в классе. Пример основания - гидроксид магния. Гидроксид алюминия относится к амфотерным, а хлорная кислота может классифицироваться как кислотный гидроксид.

    Изменение характеристик этих веществ в зависимости от образующего элемента можно проследить по периодической системе Д. И. Менделеева. Кислотные свойства высших гидроксидов усиливаются слева направо, а металлические, соответственно, ослабевают в этом направлении.

    Основные гидроксиды

    В узком смысле этот тип называется основанием, так как при его диссоциации отщепляется анион ОН. Самые известные из таких соединений - щелочи, например:

    • Гашеная известь Са(ОН) 2 , используемая при побелке помещений, дублении кож, для приготовления противогрибковых жидкостей, строительных растворов и бетона, умягчения воды, производства сахара, хлорной извести и удобрений, каустификации карбонатов натрия и калия, нейтрализации кислых растворов, обнаружения углекислого газа, дезинфекции, снижения удельного сопротивления грунта, в качестве пищевой добавки.
    • Каустический поташ КОН, применяемый в фотографии, нефтепереработке, пищевом, бумажном и металлургическом производстве, а также как щелочной элемент питания, нейтрализатор кислот, катализатор, газоочиститель, регулятор водородного показателя, электролит, компонент моющих средств, буровых растворов, красителей, удобрений, калийных органических и неорганических веществ, пестицидов, фармацевтических препаратов для лечения бородавок, мыла, синтетического каучука.
    • NaOH, необходимый для целлюлозно-бумажной промышленности, омыления жиров при производстве моющих средств, нейтрализации кислот, изготовления биодизельного топлива, растворения засоров, дегазации отравляющих веществ, обработки хлопка и шерсти, мойки пресс-форм, пищевого производства, косметологии, фотографии.

    Основные гидроксиды образуются как результат взаимодействия с водой соответствующих оксидов металлов, в подавляющем большинстве случаев со степенью окисления +1 или +2. К таким относятся щелочные, щелочноземельные и переходные элементы.

    Кроме того, основания можно получить следующими способами:

    • взаимодействием щелочи с солью малоактивного металла;
    • реакцией между щелочным либо щелочноземельным элементом и водой;
    • электролизом водного раствора соли.

    Кислотные и основные гидроксиды взаимодействуют между собой с образованием соли и воды. Такая реакция называется нейтрализацией и имеет большое значение для титриметрического анализа. Кроме того, она используется в быту. При проливе кислоты нейтрализовать опасный реагент можно содой, а для щелочи используют уксус.

    Кроме того, основные гидроокиси смещают ионное равновесие при диссоциации в растворе, что проявляется в изменении цветов индикаторов, и вступают в обменные реакции.

    При нагревании нерастворимые соединения разлагаются на оксид и воду, а щелочи плавятся. и кислотный оксид образуют соль.

    Амфотерные гидроксиды

    Некоторые элементы в зависимости от условий проявляют то основные, то кислотные свойства. Гидроксиды на их основе называются амфотерными. Их легко определить по входящему в состав металлу, имеющему степень окисления +3, +4. Например, белое студенистое вещество - гидроксид алюминия Al(ОН) 3 , используемый при очистке воды благодаря его высокой адсорбирующей способности, изготовлении вакцин в качестве вещества, усиливающего иммунный ответ, в медицине для лечения кислотозависимых заболеваний желудочно-кишечного тракта. Также он часто включается в состав пластиков для подавления горения и выступает в качестве носителя для катализаторов.

    Но есть и исключения, когда значение степени окисления элемента +2. Это характерно для бериллия, олова, свинца и цинка. Гидроксид последнего металла Zn(ОН) 2 находит широкое применение в химических отраслях, в первую очередь, для синтеза различных соединений.

    Получить амфотерную гидроокись можно, проведя реакцию между раствором соли переходного металла и разбавленной щелочью.

    Амфотерный гидроксид и кислотный оксид, щелочь или кислота образуют соль при взаимодействии. Нагревание гидроокиси приводит к ее разложению на воду и метагидроксид, который при дальнейшем нагревании преобразуется в оксид.

    Амфотерные и кислотные гидроксиды одинаково ведут себя в щелочной среде. При взаимодействии с кислотами амфотерные гидроокиси выступают в роли оснований.

    Кислотные гидроксиды

    Этот тип характеризуется наличием в составе элемента в степени окисления от +4 до +7. В растворе они способны отдавать катион водорода или принимать электронную пару и образовывать ковалентную связь. Чаще всего они имеют агрегатное состояние жидкости, но есть среди них и твердые вещества.

    Образует гидроксид кислотный оксид, способный к солеобразованию и содержащий в составе неметалл или переходный металл. Оксид получается в результате окисления неметалла, разложения кислоты или соли.

    Кислотные проявляются в их способности окрашивать индикаторы, растворять активные металлы с выделением водорода, реагировать с основаниями и основными оксидами. Их отличительной особенностью является участие в окислительно-восстановительных реакциях. Во время химического процесса они присоединяют к себе отрицательно заряженные элементарные частицы. Способность выступать в качестве акцептора электронов ослабевает при разбавлении и превращении в соли.

    Таким образом, можно выделить не только кислотно-основные свойства гидроксидов, но и окислительные.

    Азотная кислота

    HNO 3 считается сильной одноосновной кислотой. Она очень ядовита, оставляет язвы на коже с желтым окрашиванием покровов, а ее пары моментально раздражают слизистую дыхательных путей. Устаревшее название - крепкая водка. Она относится к кислотным гидроксидам, в водных растворах полностью диссоциирует на ионы. Внешне выглядит как бесцветная, дымящаяся на воздухе жидкость. Концентрированным считается водный раствор, в который входит 60 - 70 % вещества, а если содержание превышает 95 %, его называют дымящейся азотной кислотой.

    Чем выше концентрация, тем более темной выглядит жидкость. Она может иметь даже бурую окраску из-за разложения на оксид, кислород и воду на свету или при небольшом нагревании, поэтому хранить ее следует в емкости из темного стекла в прохладном месте.

    Химические свойства кислотного гидроксида таковы, что перегонять без разложения его можно лишь при пониженном давлении. С ним реагируют все металлы кроме золота, некоторых представителей платиновой группы и тантала, но конечный продукт зависит от концентрации кислоты.

    Например, 60%-е вещество при взаимодействии с цинком дает диоксид азота в качестве преобладающего побочного продукта, 30%-е - монооксид, 20%-е - оксид диазота (веселящий газ). Еще меньшие концентрации в 10% и 3% дают простое вещество азот в виде газа и аммонийную селитру соответственно. Таким образом, на основе кислоты можно получать различные нитросоединения. Как видно из примера, чем меньше концентрация, тем глубже восстановление азота. Также на это влияет активность металла.

    Растворить золото или платину вещество может только в составе царской водки - смеси из трех частей соляной и одной азотной кислот. Стекло и политетрафторэтилен к нему устойчивы.

    Помимо металлов вещество вступает в реакцию с основными и амфотерными оксидами, основаниями, слабыми кислотами. Во всех случаях в результате получаются соли, с неметаллами - кислоты. Не все реакции происходят безопасно, так, амины и скипидар самовоспламеняются при контакте с гидроксидом в концентрированном состоянии.

    Соли называются нитратами. При нагревании они разлагаются или проявляют окислительные свойства. На практике используются как удобрения. В природе практически не встречаются из-за высокой растворимости, поэтому все соли кроме калийных и натриевых получают искусственно.

    Саму кислоту получают из синтезированного аммиака и в случае необходимости концентрируют несколькими способами:

    • смещением равновесия путем повышения давления;
    • нагреванием в присутствии серной кислоты;
    • дистилляцией.

    Далее ее используют в производстве минеральных удобрений, красителей и лекарств, военной промышленности, станковой графике, ювелирном деле, органическом синтезе. Изредка разбавленную кислоту применяют в фотографии для подкисления тонирующих растворов.

    Серная кислота

    Н 2 SO 4 - сильная двухосновная кислота. Выглядит как бесцветная тяжелая маслянистая жидкость, не обладает запахом. Устаревшее название - купорос (водный раствор) или купоросное масло (смесь с сернистым ангидридом). Такое наименование было присвоено из-за того, что в начале XIX века серу производили на купоросных заводах. В дань традиции кристаллогидраты сульфатов по сей день называют купоросом.

    Производство кислоты налажено в промышленных масштабах и составляет около 200 миллионов тонн в год. Ее получают окислением сернистого газа кислородом или диоксидом азота в присутствии воды либо взаимодействием сероводорода с сульфатом меди, серебра, свинца или ртути. Получающееся в итоге концентрированное вещество является сильным окислителем: вытесняет галогены из соответствующих кислот, преобразует углерод и серу в кислотные оксиды. Гидроксид при этом восстанавливается до сернистого газа, сероводорода или серы. Разбавленная кислота обычно не проявляет окислительных свойств и образует средние и кислые соли или эфиры.

    Обнаружить и идентифицировать вещество можно по реакции с растворимыми солями бария, в результате которой выпадает белый осадок сульфата.

    В дальнейшем кислота используется в обработке руд, производстве минеральных удобрений, химических волокон, красителей, дымообразующих и взрывчатых веществ, различных отраслях промышленности, органическом синтезе, в качестве электролита, для получения минеральных солей.

    Но применение сопряжено с определенными опасностями. Едкое вещество вызывает химические ожоги при соприкосновении с кожей или слизистыми оболочками. При вдыхании сначала появляется кашель, а впоследствии - воспалительные заболевания гортани, трахеи, бронхов. Превышение предельно допустимой концентрации в 1 мг на кубический метр смертельно опасно.

    Столкнуться с сернокислотными парами можно не только на специализированных производствах, но и в атмосфере города. Такое случается, когда химические и металлургические предприятия осуществляют выбросы оксидов серы, которые затем выпадают в виде кислотных дождей.

    Все эти опасности привели к тому, что оборот содержащей более 45% массовой концентрации, в России ограничен.

    Сернистая кислота

    Н 2 SO 3 - более слабая кислота по сравнению с серной. Ее формула отличается всего на один атом кислорода, но это делает ее неустойчивой. В свободном состоянии она не выделена, существует только в разбавленных водных растворах. Идентифицировать их можно по специфическому резкому запаху, напоминающему прогоревшую спичку. А подтвердить наличие сульфит-иона - по реакции с перманганатом калия, в результате которой красно-фиолетовый раствор обесцвечивается.

    Вещество в разных условиях может выступать в роли восстановителя и окислителя, образовывать кислые и средние соли. Применяется оно для пищевого консервирования, получения целлюлозы из древесины, а также для деликатного отбеливания шерсти, шелка и других материалов.

    Ортофосфорная кислота

    Н 3 РО 4 - кислота средней силы, которая выглядит как бесцветные кристаллы. Также ортофосфорной кислотой называют 85%-ный раствор этих кристаллов в воде. Он выглядит как сиропообразная жидкость без запаха, склонная к переохлаждению. Нагревание выше 210 градусов Цельсия приводит к ее превращению в пирофосфорную кислоту.

    Ортофосфорная кислота хорошо растворяется в воде, нейтрализуется щелочами и гидратом аммиака, реагирует с металлами, образует полимерные соединения.

    Получить вещество можно разными способами:

    • растворением красного фосфора в воде под давлением, при температуре 700-900 градусов, с использованием платины, меди, титана или циркония;
    • кипячением красного фосфора в концентрированной азотной кислоте;
    • добавлением горячей концентрированной азотной кислоты к фосфину;
    • окислением фосфина кислорода при 150 градусах;
    • воздействием на декаоскид тетрафосфора температурой в 0 градусов, затем ее постепенным повышением до 20 градусов и плавным переходом к кипячению (на всех этапах нужна вода);
    • растворением пентахлорида или оксид-трихлорида фосфора в воде.

    Применение у получаемого продукта широкое. С его помощью снижают поверхностное натяжение и удаляют оксиды с поверхностей, готовящихся к пайке, очищают металлы от ржавчины и создают на их поверхности защитную пленку, препятствующую дальнейшей коррозии. Кроме того, ортофосфорную кислоту используют в промышленных морозильных установках и для исследований в молекулярной биологии.

    Также соединение входит в состав авиационных гидрожидкостей, пищевых добавок и регуляторов кислотности. Применяется в звероводстве для профилактики мочекаменной болезни у норок и в стоматологии для манипуляций, предшествующих пломбированию.

    Пирофосфорная кислота

    Н 4 Р 2 О 7 - кислота, характеризующаяся как сильная по первой ступени и слабая по остальным. Плавится она без разложения, так как для этого процесса нужно нагревание в вакууме или присутствие сильных кислот. Нейтрализуется щелочами и реагирует с перекисью водорода. Получают ее одним из следующих способов:

    • разложением декаоксида тетрафосфора в воде при нулевой температуре, а затем его нагреванием до 20 градусов;
    • нагреванием ортофосфорной кислоты до 150 градусов;
    • взаимодействием концентрированной фосфорной кислоты с декаоксидом тетрафосфора при 80-100 градусах.

    Применяется продукт в основном для производства удобрений.

    Помимо этих, есть множество других представителей кислотных гидроокисей. Каждая из них имеет свои особенности и характеристики, но в общем кислотные свойства оксидов и гидроксидов заключаются в их способности отщеплять водород, разлагаться, взаимодействовать с щелочами, солями и металлами.

    Гидроксиды - это электролит при диссоциации которого в водных растворах образуется катион металла и отрицательно заряженный гидроксид анион.

    Гидроксиды кроме: оснований щелочных и щелочноземельных металлов, а также амфотерных гидроксидов - практически нерастворимы в воде.

    Основные гидроксиды (основания ) - только гидроксиды металлов со степенью окисления +1, +2

    А М Ф О Т Е Р Н Ы Е. Г И Д Р О К С И Д Ы.

    Амфотерные гидроксиды - это гидроксиды которые при диссоциации в водных растворах могут образовывать как H + так и OH -

    Амфотерные гидроксиды , гидроксиды металлов со степенью окисления +3, +4 и нескольких металлов со степенью окисления +2

    Свойства:

    1. Амфотерные гидроксиды реагируют со щелочами.

    2. Амфотерные гидроксиды реагируют с кислотами.

    К И С Л О Т Н Ы Е. Г И Д Р О К С И Д Ы.

    Кислотные гидроксиды - гидроксиды, проявляющие свойства кислот - HNO 3 , H 3 PO 4

    Свойства:

    Свойства кислотных гидроксидов соответственно обратные свойствам щелочных гидроксидов.


    Вопрос 18


    Вопрос 19 (см. 11 вопрос!!)


    Вопрос 20

    Понятие функции состояния. Примеры.

    Функция состояния системы – некая аналитическая функция, которая зависит от термодинамических параметров системы в данном состоянии. Значение не зависит от предыстории системы, а при переходе из одного состояния в другое не зависит от пути процесса. Определяется лишь начальным и конечным состоянием системы.

    ∆U 1,2 =U 2 -U 1


    Вопрос 21

    Соли. Классификация. Структурные формулы. Получение.

    Соли:

    Кислые 2) Средние 3) Основные

    Средняя соль - это электролит при диссоциации которого в водном растворе образуется катион металла и анион кислотного остатка

    Условия получения средней соли

    H 2 CO 2 +2NaOH=2Na 2 CO 3 +2H 2 O

    Средняя соль образуется в том случае когда реакция протекает в строго стехеометрических соотношениях

    Кислая соль - это элемент при диссоциации которого образуется катион металла, катион водорода и анион кислотного остатка

    Условия получения кислых солей

    H 2 CO 3 +NaOH=NaHCO 3 +H 2 O

    Кислые соли получается при избытке кислорода.

    Основные соли - это электролит при диссоциации которого образуется катион металла гидроксид анион и анион кислотного остатка

    Получение:

    Кислота + основание

    Кислота + основный оксид
    кислота + соль
    соль + соль

    Основание + кислотный оксид
    щелочь + соль
    основный оксид + кислотный оксид
    металл + неметалл
    металл + кислота
    металл + соль


    Вопрос 22

    Энтальпия и энтропия образования химических веществ.

    Энтропия - функция состояния системы которая показывает направление протекания процессов в природе. Мера хаотичности и неупорядоченности системы.

    Энтальпия является мерой энергии, накапливпемой веществом при его образовании

    Когда энтропия максимальна, энтальпия минимальна и наоборот.


    Вопрос 23

    Типы хим. связей.

    Электроотрицательность – способность атомов оттягивать на себя электронную плотность.

    Ковалентная связь – двухатомная связь, 2 атома и 2 электрона обазательных. (сильная связь, локализованная)

    Ионная связь – предельный случай ковалентной полярной связи; электростатическое взаимодействие которое возникает между катионами и анионами.

    Универсальная связь – вандервальсовыемежмолекулярные

    Специфические

    1) Металлическая. Все электроны образуют электронный газ

    2) Водородная связь. Основана на свойстве атомов H, связанного сильно электроотрицательным элементом.


    Вопрос 24.

    Разделы