Ю.М. Коренев, В.П. Овчаренко - Общая и неорганическая химия, страница 17

Термическая устойчивость оснований. При нагреваниибольшинство оснований разлагаются на оксид металла и воду.Устойчивыми являются гидроксиды щелочных металлов, начиная с натрия,они плавятся без разложения. Гидроксиды лития, стронция, бария и радияразлагаются при температуре несколько выше температуры плавления,гидроксиды остальных металлов разлагаются до плавления.5°.

По отношению к кислотам и щелочам гидроксиды металлов можноразделить на основные и амфотерные. К основным гидроксидам относятсягидроксиды, растворяющиеся только в кислотах и не реагирующие сощелочами, к амфотерным — гидроксиды, растворяющиеся как в кислотах,так и в щелочах.Основными являются гидроксиды щелочных и щелочноземельныхметаллов, а также гидроксид магния и гидроксиды переходных металлов внизших степенях окисления, например, Cr(OH)2 , Mn(OH)2 и др.Амфотерными являются гидроксиды Be(OH)2 , Zn(OH)2 , Al(OH)3 ,Sn(OH)2 , гидроксиды переходных металлов в промежуточных степеняхокисления, например, Cr(OH)3 , Fe(OH)3 .3.2. Способы получения основанийОснования могут быть получены одним из следующих способов.1°. Взаимодействием щелочных и щелочноземельных металлов с водой:2 Li + 2 H2O = 2 LiOH + H2↑Sr + 2 H2O = Sr(OH)2 + H2↑.Этим же способом может быть получен гидроксид аммония:NH3 + H2O = NH3 ⋅ H2O ↔ NH +4 + OH –.В отличие от предыдущих примеров эта реакция протекает без изменения степеней окисления.Другие металлы, стоящие в ряду электродных потенциалов доводорода, также могут реагировать с водой, но эти реакции протекают привысоких температурах и обратимы.

При этом образуются не гидроксиды25‫ב‬. Кислоты и основанияметаллов, а оксиды, т. к. гидроксиды при этих температурах термическинеустойчивы, например,Fe + H2O ↔ FeO + H2↑ (при t > 570°C).2°.Растворениемоксидовипероксидовщелочноземельных металлов в воде:CaO + H2O = Ca(OH)2↓щелочныхиNa2O2 + 2 H2O = 2 NaOH + H2O2.Оксиды других металлов с водой не взаимодействуют.3°. Гидролизом солей, у которых он протекает до конца:Al2S3 + 6 H2O = 2 Al(OH)3↓ + 3 H2S ↑.4°.

Смешиванием водных растворов солей, взаимно усиливающихгидролиз:2 AlCl3 + 3 Na2CO3 + 3 H2O = 2 Al(OH)3↓ + 6 NaCl + 3 CO2↑.5°. Разложением некоторых бинарных соединений металл-неметалл(гидридов, нитридов, фосфидов и др.) водой, например:Li3N + 3 H2O = 3 LiOH + NH3↑NaH + H2O = NaOH + H2↑Ca3P2 + 6 H2O = 3 Ca(OH)2 + 2 PH3↑Mg2Si + 4 H2O = 2 Mg(OH)2↓ + SiH4↑.6°. Электролизом водных растворов хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов:2 NaCl + 2 H2Oэлектролиз=диафрагма2 NaOH + Cl2↑ + H2↑.Для получения гидроксидов этим способом необходимо разделитькатодное и анодное пространства, иначе будет происходить взаимодействиехлора со щелочью с образованием других продуктов.7°.

Важнейшим способом получения слабых, нерастворимых в водеоснований является осаждение их из растворов солей щелочами или раствором аммиакаMgSO4 + 2 KOH = Mg(OH)2↓ + K2SO4AlCl3 + 3 NH4OH = Al(OH)3↓ + 3 NH4Cl.При осаждении амфотерных гидроксидов щелочами полнотуосаждения можно достичь только при смешении строго эквимолярныхколичеств соли и щелочи. Поэтому для осаждения амфотерныхгидроксидов используют раствор аммиака в воде. Аммиаком нельзя26§ 3. Основанияосаждать гидроксиды тех металлов, которые образуют с ним комплексныекатионы.Гидроксид аммония не может быть получен таким способом, т.

к. повышение концентрации анионов OH – приводит к уменьшению растворимостиаммиака в воде и выделению его из раствора в виде газа:NH4Cl + NaOH = NH3↑ + H2O + NaCl.Этот же способ применим и для получения растворимых в воде оснований:Ca(OH)2 + Na2CO3 ↔ 2 NaOH + CaCO3↓ (каустизация соды).Сдвиг равновесия в сторону образования NaOH достигается за счетобразования CaCO3, обладающего меньшей растворимостью, чем Ca(OH)2.Для большего смещения равновесия в сторону образования гидроксидащелочного металла используют гидроксид бария и сульфат соответствующего щелочного металла:Ba(OH)2 + Cs2SO4 = BaSO4↓ + 2 CsOH.8°. Окислением катиона, находящегося в низшей степени окисления, довысшей:4 Fe(OH)2 ↓ + O2 + 2 H2O = 4 Fe(OH)3 ↓.3.3.

Химические свойства основанийОснования реагируют:1°. С кислотами (а), кислотными (б) и амфотерными оксидами (в):а) NaOH + HCl = NaCl + H2OCu(OH)2 ↓+ H2SO4 = CuSO4 + 2 H2Otб) 2 NaOH + SiO2 = Na2SiO3 + H2OCa(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2Otв) Al2O3 + 2 NaOH = 2 NaAlO2 + H2OZnO + 2 NaOH + H2O = Na2[Zn(OH)4].2°. С солями (для растворимых в воде оснований):2 NaOH + FeCl2 = Fe(OH)2↓ + 2 NaCl.3°.

С некоторыми неметаллами (в этих случаях, как правило, протекаетреакция диспропорционирования):6NaOH + 3Cl2 = 5NaCl + NaClO3 + 3H2Ot6 NaOH + 3 S = 2 Na2S + Na2SO3 + 3 H2O27‫ב‬. Кислоты и основанияt3 KOH + 4 P + 3 H2O = PH3↑ + 3 KH2PO2.Взаимодействие кремния с раствором щелочи должно протекатьподобно реакции фосфора со щелочью, но образующийся при этом силан(SiH4) взаимодействует с водой с образованием водорода и кремниевойкислоты, которая растворима в щелочах:2 NaOH + Si + H2O = Na2SiO3 + 2 H2↑.4°. С некоторыми металлами, гидроксиды которых амфотерны:2 NaOH + Zn + 2 H2O = Na2[Zn(OH)4] + H2↑2 NaOH + 2 Al + 10 H2O = 2 Na[Al(OH)4(H2O)2] + 3 H2↑.5°.

С различными веществами, при реакциях с которыми образуютсякомплексные соединения:а) катионного типа:Cu(OH)2 + 4 NH4OH = [Cu(NH3)4](OH)2 + 4 H2O.б) анионного типа:Cu(OH)2 + 4 HCN = H2[Cu(CN)4] + 2 H2O.28Глава 3СолиC точки зрения электролитической теории можно дать следующееопределение этому классу соединенийСОЛИ — электролиты, которые в водных растворах диссоциируют накатионы металлов или другие, более сложные, катионы, например, NH +4 ,UO 22 + , [Cu(NH3)4]2+ и анионы кислотного остатка.§ 1. Классификация солейВ зависимости от состава соли также могут быть разделены на различные типы.СОЛИСредниеКислыеОсновныеДвойныеСмешанныеКомплексныеNa2CO3NaHCO3Al(OH)Cl2KAl(SO4)2CaOCl2K3[Fe(CN)6]1°. Средние соли — соли, которые образуются в результате полнойнейтрализации кислоты основанием (при замещении всех катионов водорода на катионы металла):H2SO4 + 2 NaOH = Na2SO4 + 2 H2O.2°.

Кислые соли — соли, которые образуются при неполной нейтрализации кислоты основанием (замещаются не все катионы водорода на катионыметалла). Соли этого типа могут быть образованы только многоосновнымикислотами.H2SO4 + NaOH = NaHSO4 + H2O.H2SO4 — кислота двухосновная, при полной нейтрализации которойобразуется средняя соль Na2SO4 , а при замещении одного атома водородана металл образуется кислая соль NaHSO4 .H3PO4 — кислота трехосновная, в которой возможно последовательноезамещение одного, двух или всех трех атомов водорода на атомы металла.И при нейтрализации этой кислоты возможно образование трех рядовсолей: NaH2PO4 , Na2HPO4 и Na3PO4 .29‫ג‬.

СолиВ общем же случае к кислым солям относятся соли в которых мольноесодержание кислотного оксида больше мольного содержания основногооксида, например, Na2B4O7 , Na2Cr2O7 , Na2S2O7 , Na4P2O7 . При реакции сосновными оксидами и гидроксидами эти соли переходят в средние соли:Na2Cr2O7 + 2 NaOH = 2 Na2CrO4 + H2OCoO + Na2B4O7 = 2 NaBO2 + Co(BO2)2.3°. Основные соли — соли, которые являются продуктом неполнойнейтрализации многокислотного основания кислотой:Mg(OH)2 + HCl = Mg(OH)Cl + H2O.4°. Двойные соли — соли, в состав которых входят анионы толькоодного вида и разные катионы, например, KAl(SO4)2 ⋅ 12 H2O.5°.

Смешанные соли — соли, в состав которых входят катионы одноговида и анионы разных кислот, например, хлорная известь CaCl(OCl).6°. Комплексные соли — соли, имеющие сложные катионы или анионы,в которых связь образована по донорно-акцепторному механизму. Принаписании молекулярных формул таких солей комплексный катион илианион заключают в квадратные скобки, например:K3[Fe(CN)6], K[BF4], Na[Al(OH)4(H2O)2][Ag(NH3)2]OH, [Cu(NH3)4](OH)2.§ 2. Способы получения солейСоли могут быть получены одним из ниже приведенных способов.1°. Взаимодействием металлова) с кислотами:Cr + 2 HCl = CrCl2 + H2↑ (без доступа воздуха)Cu + 4 HNO3, конц.

= Cu(NO3)2 + 2 NO2↑ + 2 H2O,б) со щелочами:2 Al + 2 NaOH + 10 H2O = 2 Na[Al(OH)4(H2O)2] + 3 H2↑.2°. Нагреванием металлов с неметаллами в инертной атмосфере:t2 Fe + 3 Cl2 = 2 FeCl3tZn + S = ZnSt2 Li + H2 = 2 LiHt6 Mg + 2 N2 = 2 Mg3N.30§ 2. Способы получения солей3°. Вытеснением металлов из солей другими металлами, стоящими вряду напряжений до металла, входящего в состав соли:Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu.При этом не надо забывать, что если металл, входящий в состав соли,проявляет переменные степени окисления, то он может быть восстановлендо более низкой степени окисления металлом, находящимся в ряду напряжений правее его:2 FeCl3 + Cu = 2 FeCl2 + CuCl2.Эта реакция нашла применение электронной промышленности приизготовлении плат для печатного монтажа.2 FeCl3 + Hg = 2 FeCl2 + HgCl2.На этом основан способ очистки помещений от разлитой ртути.4°. Взаимодействием неметаллов со щелочами (см.

п. 3.3. Свойстваоснований, 3°).5°. Вытеснением активными неметаллами менее активных неметалловиз солей:Cl2 + 2 NaBr = 2 NaCl + Br2.В этом случае более электроотрицательный неметалл (хлор) вытесняетменее электроотрицательный (бром).6°. Взаимодействием двух оксидовK2Oосновныйоксид+SO2кислотныйоксидNa2O + Al2O3основныйоксидZnOамфотерный оксидамфотерный оксид+SO3= K2SO3t= 2 NaAlO2кислотныйоксидt= ZnSO4.7°. Нейтрализацией кислоты основанием (или амфотерным гидроксидом):HNO3 + KOH = KNO3 + H2OH2SO4 + Zn(OH)2 = ZnSO4 + 2H2O.В случае многоосновных кислот (или многокислотных оснований)возможно образование кислых (или основных) солей, в зависимости ототносительных количеств кислоты и основания, вступивших в реакцию:H3PO4 + NaOH = NaH2PO4 + H2ONaH2PO4 + NaOH = Na2HPO4 + H2O31‫ג‬.