Тема: Основные классы соединений, их свойства и типичные реакции
Урок: Основания
Классификация гидроксидов
Гидроксиды – это электролиты, в результате диссоциации их водных растворов образуется толь один вид анионов: гидроксид-анион ОН-.
Классификация гидроксидов
·По растворимости в воде гидроксиды делятся на:
К растворимым гидроксидам относятся гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов. Остальные гидроксиды относятся к нерастворимым.
· По количеству гидроксогрупп гидроксиды делятся на:
Физические свойства
Гидроксиды щелочных металлов при обычных условиях – это твердые белые вещества, гигроскопичны и очень хорошо растворимы в воде. При растворении в воде гидроксидов щелочных металлов происходит интенсивное выделение тепла. Поэтому при приготовлении их растворов нужно быть очень осторожным.
Гидроксиды щелочноземельных металлов – это также белые кристаллические вещества, но менее растворимые в воде, чем гидроксиды щелочных металлов.
Амфотерные гидроксиды в основном образуются в виде студенистых гелеобразных осадков при прибавлении растворов щелочей к растворимым солям соответствующих металлов.
Химические свойства гидроксидов
1. Реакция с кислотами. Все гидроксиды реагируют с кислотами с образованием соли и воды.
Реакция сильных гидроксидов с сильными кислотами называется реакцией нейтрализации.
NaOH + HNO3 = NaNO3 + H2O
Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + H2O
2. Реакция с кислотными оксидами.
2KOH + CO2 = K2CO3 + H2O
3. Реакция с солями. Щелочи реагируют с растворами солей, если в результате реакции один из продуктов выпадает в осадок, поскольку образование нерастворимых соединений смещает равновесие вправо и делает её практически необратимой.
CuSO4 + 2NaOH = Cu (OH)2↓ + Na2SO4
Na2SO4 + Ba(OH)2 = BaSO4↓ + 2NaOH
4. Разложение при нагревании. Нерастворимые гидроксиды при нагревании разлагаются на соответствующий оксид и воду. Рис. 1.
Рис. 1.
Рис. 2.
Cu (OH) 2
CuO + H2O
Mn (OH)2 MnO + H2O
Этот процесс происходит медленно и без нагревания при хранении оксидов в безводной среде.
5. Обнаружение щелочей при помощи кислотно-основных индикаторов.
В щелочной среде лакмус приобретает синюю окраску. Метиловый оранжевый – желтую, а фенолфталеиновый – малиновый. Рис. 2.
Получение гидроксидов
Основные способы получения гидроксидов
1. Щелочи можно получить при взаимодействии соответствующих металлов с водой. Рис. 3.
Рис. 3. Взаимодействие калия и цезия с водой.
K + H2O =KOH + H2
Ba + H2O = Ba(OH)2 + H2
Активность щелочных металлов возрастает с увеличением их молярной массы. Взаимодействие цезия с водой происходит уже со взрывом.
2. Щелочи можно получить при взаимодействии оксидов щелочных и щелочноземельных металлов с водой.
BaO + H2O = Ba(OH)2
3. Электролиз растворов солей металлов I-A и II-A группы.
2NaCl + 2H2O = 2NaOH + Cl2↑+ H2↑
4. Нерастворимые и амфотерные гидроксиды получают в основном обменными реакциями солей соответствующего металла со щелочью.
NaOH + Fe(NO3)3 = NaNO3 + Fe(OH)3↓
Некоторые сложности наблюдаются при получении амфотерных гидроксидов,
NaOH + Al(NO3)3 = NaNO3 + Al(OH)3↓
Так как полученный осадок при добавлении щелочи образует растворимые гидроксокомплексы.
NaOH + Al(OH) 3 = Na NO3 + Na [Al(OH)4]
Нужно контролировать количество добавляемой щелочи или использовать другие реагенты. Например, при взаимодействии с гидроксидом аммония получается осадок Al(OH)3↓, который даже не растворяется в избытке гидроксида аммония.
3NН4OH + Al(NO3)3 = 3NН4NO3 + Al(OH)3↓
5. Нерастворимые гидроксиды можно получить при необратимом гидролизе некоторых солей.
2Al(NO3)3 + 3Na2S +6H2O → 2Al(OH)3↓+ 3H2S↑ + 6NaNO3
Применение щелочей
Некоторые способы применения щелочей
Встретиться со щелочами можно и в быту. Гидроксид натрия используется в качестве агента при растворении засора в трубах. Применяется он в виде сухих гранул или в виде раствора. Средство для прочистки труб «Крот» – это подкрашенный раствор гидроксида натрия. Щелочь вызывает растворимость органических соединений, содержащихся в засоре. Способствует его разрушению. Гидроксид натрия иногда применяется даже в пищевой промышленности. В России он зарегистрирован в качестве пищевой добавки Е- 524. Некоторые традиционные блюда готовятся с применением этого вещества. Например, это скандинавское блюдо из рыбы под названием Лютефиск.
Для его приготовления сушеная треска вымачивается 5-6 дней в щелочи и приобретает из-за этого мягкую желеобразную консистенцию.
Рис. 4.
Малорастворимые гидроксиды алюминия и магния применяются для лечения изжоги. Рис. 4. Они нейтрализуют избыток соляной кислоты при повышенной кислотности желудочного сока, таким образом, уменьшая его вредное действие на слизистую желудка. Важно, что избыток гидроксидов не вредит организму. Так как они нерастворимы, то они просто выводятся из организма. Известный препарат «Альмагель» – это почти целиком гель гидроксида алюминия с небольшой добавкой гидроксида магния, а «Маалокс» – это смесь гидроксидов алюминия и магния в одинаковом соотношении по массе.
Подведение итога урока
В ходе урока были изучены такие неорганические соединения, как гидроксиды. Вы узнали о классификации гидроксидов, их химических свойствах и методах получения.
Список литературы
1. Рудзитис Г.Е. Химия. Основы общей химии. 11 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – 14-е изд. – М.: Просвещение, 2012.
2. Попель П.П. Химия: 8 кл.: учебник для общеобразовательных учебных заведений / П.П. Попель, Л.С.Кривля. – К.: ИЦ «Академия», 2008. – 240 с.: ил.
3. Габриелян О.С. Химия. 11 класс. Базовый уровень. 2-е изд., стер. – М.: Дрофа, 2007. – 220 с.
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
1. Internerurok.ru (Источник).
2. Hemi.nsu.ru (Источник).
3. Chemport.ru (Источник).
4. Химик.ру (Источник).
Домашнее задание
1. №№2-4 (с. 192) Габриелян О.С. Химия. 11 класс. Базовый уровень. 2-е изд., стер. – М.: Дрофа, 2007. – 220 с.
2. Где применяются щелочи в быту?
3. Какой ион обусловливает малиновую окраску фенолфталеина в щелочах?
