Основания

|

Химия

Основания являются классом неорганических веществ, применяемым в жизни с давних времен за счет ощущения мылкости. Главное отличие этого класса неорганических веществ от остальных - наличие гидроксогруппы, которая придает особые физические и химические свойства.
Алёна Никифорова
Курирую урок, все предложения пишите в комментариях под уроком или личным сообщением
Основания бывают растворимыми (щелочи) и нерастворимыми. Растворимые основания мылкие на ощупь. Все основания вступают в реакцию нейтрализации - взаимодействие с кислотой. С развитием химии и изучением физических и химических свойств основания расширили круг своего применения: бытовые моющие средства, промышленные чистящие средства, очистка нефти, строительство, краски, удобрения, батарейки. Также стало широко использоваться одно из химических свойств оснований - взаимодействие с кислотами, которое называется реакцией нейтрализацией. Однако основания таят в себе опасность: с растворами щелочей надо работать аккуратно и осторожно, чтобы не получить химических ожогов.
Содержание
Хотите делать уроки с нами?
Вводное тестирование
Проверь готовность к уроку
Начать тест
Какую степень окисления имеет кислород в оксидах?
Далее
Проверить
Показать результаты
Формулы только основных оксидов приведены в ряду?
Далее
Проверить
Показать результаты
Формулы только кислотных оксидов приведены в ряду?
Далее
Проверить
Показать результаты
Хм...
Ты еще не готов к этому уроку
Заново
Молодец
Начинай изучать урок
Заново
Отлично
Полный вперёд!
Заново

Определение, номенклатура и классификация оснований

Определение
Основания – сложные вещества, в состав которых входят атомы металлов, соединенные с одним или несколькими гидроксогруппами (-ОН).

Гидроксид-ион(гидроксогруппа) – сложный ион, состоящий из кислорода и водорода и имеющий суммарный заряд 1- : О-2Н+1. Валентность гидроксогруппы равна 1.

Общая формула оснований
: М(ОН)n, где М – металл, n- число групп ОН- и в то же время численное значение заряда иона (степени окисления) металла.
Na+1OH, Ca+2(OH)2, Fe+3(OH)3
Алгоритм составления названий оснований
Слово «гидроксид» (им.падеж) + название металла (род.падеж) + указание степени окисления, если она переменная, римскими цифрами в скобках
NaOH – гидроксид натрия
Ca(OH)2 – гидроксид кальция
Fe(OH)2 – гидроксид железа (II) (читается «гидроксид железа два»)
Fe(OH)3 – гидроксид железа (III) (читается «гидроксид железа 3»)
Классификация оснований
Ca(OH)2 – в таблице растворимости малорастворим (м), но его относят к растворимым основаниям. К малорастворимым веществам относятся вещества, которые растворяются ограниченно – менее 1 г в 100 г воды. Это означает следующее: если в стакан, содержащий 100 г воды, поместить 10 г кристаллического гидроксида кальция, то 1 г вещества растворится, а остальные 9 г – нет. Прозрачная жидкость над осадком будет представлять собой раствор щелочи – гидроксида кальция Ca(OH)2.

Щелочи – растворимые основания. Их образуют элементы-металлы главной подгруппы первой группы (А-группы) периодической системы, а также элементы главной подгруппы второй группы (A-группы): кальций, барий и стронций. Свойства растворимых и нерастворимых оснований существенно различаются.
Проверь себя
Соединение Cu(OH)2 называется:

Далее
Проверить
Показать результаты
Гидроксид никеля (II) является:
Далее
Проверить
Показать результаты
Выберите ряд только нерастворимых оснований:
Далее
Проверить
Показать результаты
Щелочи не образует элемент-металл:
Далее
Проверить
Показать результаты
Надо еще позаниматься
Заново
Молодец, двигайся дальше
Заново

Получение оснований

Основания получают разными способами. Выбор способа получения зависит от того, к какой группе данное соединение относится, является щёлочью или нерастворимым основанием.
Получение растворимых оснований
Взаимодействием щелочных и щелочноземельных металлов с водой. Протекает реакция замещения, в ходе которой кроме щёлочи образуется водород. Активные металлы энергично взаимодействуют с водой при обычных условиях.

М + Н2О = Растворимое основание (Щелочь) + Н2
Где М – щелочные и щелочноземельные металлы.
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
Ва + 2H2O = Ва(ОН)2 + H2
Исключение: Мg + 2H2O = Mg(ОН)2↓ + H2
Взаимодействием оксидов щелочных и щелочноземельных металлов с водой. При этом протекает реакция соединения. Именно так получают гидроксид кальция в промышленных условиях.
Na2O + H2O = 2NaOH
СаO + H2O = Са(ОН)2
Взаимодействием другой щелочи с солью, при условии, что выпадет осадок соли.
K2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + KOH
В промышленности гидроксид натрия и калия получают путём электролиза: пропускают постоянный электрический ток через раствор хлорида натрия или калия.
2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2↑ + Cl2↑
электр.
ток
Аналогично протекает электролиз раствора хлорида калия.
Получение нерастворимых оснований
Действием щелочей на растворимые соли металлов.

Раствор щелочи + раствор соли = нерастворимое основание + соль
СuCl2 + 2КOH = Cu(OH)2↓ + 2КCl
Проверь себя
Щелочи в лаборатории можно получить:
Далее
Проверить
Показать результаты
Нерастворимые основания получают путем реакции:
Далее
Проверить
Показать результаты
Надо еще позаниматься
Заново
Молодец, двигайся дальше
Заново
Получение гидроксида натрия
Получение гидроксида меди (II)
Получение нерастворимых оснований

Свойства основания

Рассмотрим физические и химические свойства, которыми обладают основания.
Физические свойства
Все неорганические основания – твердые вещества (кроме гидроксида аммония NH4OH), которые характеризуются разной растворимостью в воде.

Гидроксиды щелочных металлов при обычных условиях представляют собой твердые белые кристаллические вещества, гигроскопичные, мылкие на ощупь, очень хорошо растворимы в воде (их растворение идет с выделением тепла), легкоплавки.

Гидроксиды щелочноземельных металлов (Ca(OH)2, Ba(OH)2, Sr(OH)2) – белые порошкообразные вещества, гораздо менее растворимые в воде по сравнению с гидроксидами щелочных металлов.

Нерастворимые в воде основания обычно образуются в виде гелеобразных (студенистых) осадков, разлагающихся при хранении.

Нерастворимые в воде основания могут иметь различную окраску, например: гидроксид железа (III) – бурого цвета, гидроксид алюминия - белого цвета, гидроксид меди (II) – голубого цвета.
Гидроксид натрия
Гидроксид железа
Гидроксид алюминия
Гидроксид железа (II)
Гидроксид никеля (II)
Гидроксид меди (II)
Гидроксид марганца (II)
Гидроксид кобальта (II)
Гидроксид хрома (III)
Химические свойства
Общие свойства оснований объясняется наличием в их растворах анионов OH-, которые образуются в результате электролитической диссоциации молекул оснований:
M(OH)y ⇄ My+ + yOH-
Водные растворы щелочей изменяют окраску индикаторов. В нерастворимых основаниях индикаторы не изменяют окраску.

Индикаторы – вещества, изменяющие свой цвет в присутствии тех или иных химических соединений в исследуемой среде.

Самым первым появился индикатор лакмус. Лакмус – это водный настой лакмусового лишайника, растущего на скалах в Шотландии. Этот индикатор случайно открыл в 1663 году английский физик и химик Роберт Бойль. Позднее лакмусовым настоем стали пропитывать фильтровальную бумагу; ее высушивали и получали таким образом "лакмусовые бумажки".

Лакмус в щелочной среде приобретает синюю окраску, метилоранж – жёлтую, фенолфталеин – малиновую.
Изменение окраски индикаторов
Индикаторы в щелочной среде
Лакмус
Метилоранж
Фенолфталеин
Основания взаимодействуют с кислотами с образованием соли и воды. Реакция нейтрализации – реакция между кислотами и щелочами.

Основание + Кислота = Соль + H2O
Взаимодействие с кислотами
KOH + HCl = KCl + H2O
Fe(OH)2 + 2HNO3 Fe(NO3)2 + H2O
Реакция нейтрализации
Щелочи взаимодействуют с кислотными оксидами с образованием соли и воды.

Щелочь + Кислотный оксид = Соль + H2O
Взаимодействие с кислотными оксидами
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O
NaOH + SiO2 = Na2SiO3 + H2O
Реакция взаимодействия гидроксида кальция с углекислым газом (CO2) является качественной реакцией на углекислый газ.

Качественная реакция – реакция, которая позволяет обнаружить тот или иной ион, вещество или функциональную группу.
Взаимодействие гидроксида кальция с углекислым газом
Взаимодействие гидроксида натрия с оксидом кремния (IV)
Растворы щелочей взаимодействуют с растворами солей, если в результате образуется осадок или газ:

Раствор щелочи + Раствор средней соли = Новое основание + Новая соль
Взаимодействие с растворами солей
2КOH + СuCl2 = Cu(OH)2↓ + 2КCl
Ba(OH)2 + Na2SO4 = 2NaOH + BaSO4
Ca(OH)2 + 2NH4Cl = NH3↑ + H2O + CaCl2
Раствор щелочи + раствор кислой соли = раствор средней соли + H2O
NaOH + NaHCO3 = Na2CO3 + H2O
Взаимодействие гидроксида калия с хлоридом меди
Взаимодействие гидроксида кальция с хлоридом аммония
Растворы щелочей взаимодействуют с амфотерными металлами.
Взаимодействие с амфотерными металлами
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
Тетрагидроксоалюминат
натрия
Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2[Zn(OH)4] + H2
Тетрагидроксоцинкат
натрия
Взаимодействие алюминия с раствором гидроксида натрия
Растворы щелочей взаимодействуют с амфотерными оксидами.
Взаимодействие с амфотерными оксидами
2NaOH + Al2O3 = 2NaAlO2 + H2O – в расплаве
2NaOH + Al2O3 + 3H2O = 2Na[Al(OH)4] –в растворе
Метаалюминат
калия
Нерастворимые основания взаимодействуют с сильными кислотами, образуя соль и воду:

Нерастворимое основание + Сильная кислота = Соль+ H2O
Взаимодействие нерастворимых оснований с сильными кислотами
Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O
Растворение гидроксида меди (II) в серной кислоте
Нерастворимые основания могут взаимодействовать с некоторыми кислотными оксидами, образуя соль и воду:

Нерастворимое основание + Кислотный оксид = Соль + H2O
t
Взаимодействие нерастворимых оснований с кислотными оксидами
Сu(OH)2 + SO3 = CuSO4 + H2O
t
Нерастворимые основания разлагаются при нагревании до оксида и воды:

Нерастворимое основание = Оксид + H2O
Термическое разложение
t
Cu(OH)2 = CuO + H2O
2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O
t
t
Разложение гидроксида меди (II)
Проверь себя
Какой цвет гидроксид железа (III):
Далее
Проверить
Показать результаты
Какой цвет имеет лакмус в щелочной среде:
Далее
Проверить
Показать результаты
Раствор гидроксида калия может реагировать с каждым из веществ:
Далее
Проверить
Показать результаты
Гидроксид железа (III) в отличие от гидроксида натрия
Далее
Проверить
Показать результаты
Надо еще позаниматься
Заново
Молодец, двигайся дальше
Заново

Яркие представители класса оснований, их тривиальные названия и применение

Основания используются при производстве моющих средств, мыла, шампуней. Именно щелочная среда создает эффект мылкости, растворяет жир и смывает грязь. При побелке потолков, стен и стволов деревьев по весне используют гашеную известь, которая тоже является основанием. На основе нерастворимых в воде оснований изготавливают малярные и художественные краски. Щелочные батарейки мы используем как источник питания. И наконец, нашатырный спирт и ржавчина тоже являются основаниями.
NaOH – едкий натр, каустическая сода
Легкоплавкие (tпл = 320 °С) белые гигроскопичные кристаллы и поэтому расплывающиеся в воздухе; хорошо растворимы в воде. Раствор мылкий на ощупь и является опасной едкой жидкостью, так как разъедает кожу, ткани, бумагу и другие материалы.

NaOH – один из важнейших продуктов химической промышленности. В больших количествах требуется для очистки нефтепродуктов, широко применяется в мыловаренной, бумажной, текстильной и других отраслях промышленности, а также для производства искусственного волокна.
КОН – едкое кали, каустический поташ
Белые гигроскопичные кристаллы, хорошо растворимы в воде. Раствор мылкий на ощупь и является опасной едкой жидкостью. Свойства КОН аналогичны свойствам NaOH, но применяется гидроксид калия гораздо реже ввиду его более высокой стоимости.

Применяют его в качестве добавки при производстве мыла, тугоплавкого стекла.
Са(ОН)2 – гашеная известь, белильная известь
Рыхлый белый порошок, малорастворим в воде. Получается при взаимодействии негашёной извести СаО с водой. Этот процесс называют гашением. Прозрачный раствор называется «известковой водой», суспензия – «известковым молоком». Известковая вода применяется для распознавания углекислого газа, она мутнеет при пропускании СO2.

Гидроксид кальция применяют в строительстве при кладке и штукатурке стен, для побелки деревьев, для получения хлорной извести – дезинфицирующего средства.
Ba(OH)2 - едкий барит
Белые гигроскопичные кристаллы. Насыщенный водный раствор гидроксида бария называется баритовой водой. Гидроксид бария применяют в виде баритовой воды как реактив на SO42- (сульфат) и СО32-(карбонат) ионы, для очистки растительных масел и животных жиров, как компонент смазок, для удаления сульфат-ионов из промышленных растворов.
NH4OH⇄NH3*H2O – аммиачная вода, едкий аммоний, едкий аммиак
Представляет собой водный раствор аммиака, в которых он преимущественно в форме гидроксида аммония NH4+.

Аммиачная вода применяется для получения азотных удобрений, в производстве соды, красителей. Слабый (обычно 10%) раствор – нашатырный спирт, который широко применяется в медицине.
Проверь себя
Какой гидроксид используется в строительстве?
Далее
Проверить
Показать результаты
Какой гидроксид называется каустический поташ?
Далее
Проверить
Показать результаты
Надо еще позаниматься
Заново
Молодец, двигайся дальше
Заново

Техника безопасности при работе с щелочами

Локальная и общая реакция организма
Щелочи оказывают на организм в основном локальное действие, вызывая омертвление только тех участков кожного покрова, на которые они попали. Однако в дальнейшем организм испытывает общее отравление в результате всасывания в кровь продуктов взаимодействия мышечных тканей и щелочей.
Как хранить и готовить
Твердые щелочи очень гигроскопичны. Хранить твердые щелочи следует в емкостях из полиэтилена или в толстостенных широкогорлых стеклянных банках. Во время приготовления растворов щелочей из твердых щелочей, последние берут из емкостей только специальной ложечкой и ни в коем случае не насыпают, потому что пыль может попасть в глаза и на кожу. После использования ложечку тщательно моют, так как щелочь прочно пристает ко многим поверхностям.
Как промыть кожу
При попадании щелочи на кожу необходимо промыть пораненное место обильной струей воды, обработать разбавленным раствором слабой кислоты (уксусной или борной), а затем заново промыть большим количеством воды. Щелочь смывается плохо, промывание должно быть продолжительным (10-15 мин) и тщательным, пока не исчезнет ощущение мылкости.
Очень опасно для глаз
Действие щелочей, особенно концентрированных, характеризуются значительной глубиной проникновения, поскольку они растворяют белок. В связи с этим очень опасно попадание щелочей в глаза: при запоздалой первой помощи возможна полная потеря зрения.
Как промыть глаза
При попадании щелочи в глаза их необходимо тщательно промыть 0,2 % раствором борной кислоты.
Проверь себя
При приготовлении растворов щелочей твердые щелочи:
Далее
Проверить
Показать результаты
При попадании щелочи на кожу:
Далее
Проверить
Показать результаты
Надо еще позаниматься
Заново
Молодец, двигайся дальше
Заново

Резюме

Основания - класс неорганических веществ, нашедший своё применение с давних времен. За счет наличия гидроксогруппы обладает особыми химическими свойствами. Основания позволяют рассмотреть особенности поведения других классов неорганических соединений, таких как кислотные и амфотерные оксиды, кислоты, средние и кислые соли.

Кратко об основаниях

1
Основания – сложные вещества, состоящие из ионов металла и гидроксид-ионов.
2
Алгоритм составления названия : "Гидроксид + название металла + (степень окисления, если переменная".
3
По растворимости в воде основания делят на две основные группы растворимые (щёлочи) и нерастворимые.
4
В зависимости от растворимости основания различают разные способы их получения. Растворимые основания получают взаимодействием щелочного или щелочноземельного металла или оксида металла с водой; обменной реакцией, где происходит выпадение осадка; электролизом соли. Нерастворимые основания получают обменной реакций соли с растворимым основанием.
5
Основания - твердые вещества (кроме гидроксида аммония), которые имеют различную окраску.
6
Качественной реакцией на растворимые основания (щёлочи) является взаимодействие их с индикаторами: − лакмус – синим; − метилоранж – жёлтым;
− фенолфталеин – малиновым.
7
Качественной реакцией на известковую воду является взаимодействие его с углекислым газом.
8
Реакция взаимодействия кислоты с основанием - реакция нейтрализации.
9
Нерастворимые основания могут подвергаться термическому разложению.
10
При работе с щелочами стоит соблюдать технику безопасности: пользоваться перчатками и защитными очками.
Выходное тестирование
Проверь как изучил урок
Начать тест
Основания – это
Далее
Проверить
Показать результаты
Нерастворимые основания получают путём реакции:
Далее
Проверить
Показать результаты
Реакция нейтрализации – это реакция взаимодействия основания с:
Далее
Проверить
Показать результаты
Что образуется при термическом разложении нерастворимых оснований:
Далее
Проверить
Показать результаты
Нашатырный спирт - это слабый раствор гидроксида
Далее
Проверить
Показать результаты
Хм...
Ты еще не готов к этому уроку
Заново
Молодец
Начинай изучать урок
Заново

Урок разработали

Можно копировать, распространять, улучшать, при условии указания авторства, ссылки на урок и сохранения данной лицензии у производного материала
Под свободной лицензией
CC-BY-SA-4.0
АВТОР
РЕДАКТУРА
ОФОРМЛЕНИЕ
ИСПОЛЬЗОВАЛИ
  • Репетитор по химии/ под ред. А.С.Егорова.- Изд. 29-е. – Ростов н/Д: Феникс, 2010. – 762 с.
  • Химия. 8 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений/ О.С. Габриелян. – 2-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2013. – 286 с.
  • Химия. 9 класс: учебник/ О.С. Габриелян. – 2-е изд., стереотип.- М: Дрофа, 2014. – 319 с.
  • Химия: 8 класс: учебник для учащихся общеобразовательных учреждений/ Н.Е.Кузнецов, И.М.Титова, Н.Н. Гара. – 4-е изд., перераб. – М.: Вентана-Граф, 2012. – 256 с.
  • Сайты: foxford.ru , Wikipedia.ru , ХиМуЛя.com , yaklass.ru

Помогите улучшить

Мы рады любой помощи по улучшению урока. Пишите комментарии с предложениями, отмечайте понятные или непонятные элементы урока.
Made on
Tilda