a) obtenir une raison.
1) Une méthode courante pour obtenir des bases est la réaction d'échange, avec laquelle des bases insolubles et solubles peuvent être obtenues :
CuSO 4 + 2 KOH \u003d Cu (OH) 2 + K 2 SO 4,
K 2 CO 3 + Ba (OH) 2 \u003d 2KOH + VaCO 3 .
Lorsque des bases solubles sont obtenues par cette méthode, un sel insoluble précipite.
2) Les alcalins peuvent également être obtenus par l'interaction des métaux alcalins et alcalino-terreux ou de leurs oxydes avec l'eau :
2Li + 2H 2 O \u003d 2LiOH + H 2,
SrO + H 2 O \u003d Sr (OH) 2.
3) Les alcalis en technologie sont généralement obtenus par électrolyse de solutions aqueuses de chlorures :
b)chimiquepropriétés de base.
1) La réaction la plus caractéristique des bases est leur interaction avec les acides - la réaction de neutralisation. Il comprend à la fois des alcalis et des bases insolubles :
NaOH + HNO 3 \u003d NaNO 3 + H 2 O,
Cu (OH) 2 + H 2 SO 4 \u003d СuSO 4 + 2 H 2 O.
2) Il a été montré ci-dessus comment les alcalis interagissent avec les oxydes acides et amphotères.
3) Lorsque les alcalis interagissent avec les sels solubles, un nouveau sel et une nouvelle base se forment. Une telle réaction ne s'achève que lorsqu'au moins une des substances résultantes précipite.
FeCl 3 + 3 KOH \u003d Fe (OH) 3 + 3 KCl
4) Lorsqu'elles sont chauffées, la plupart des bases, à l'exception des hydroxydes de métaux alcalins, se décomposent en oxyde et eau correspondants :
2 Fe (OH) 3 \u003d Fe 2 O 3 + 3 H 2 O,
Ca(OH) 2 \u003d CaO + H 2 O.
ACIDE - substances complexes dont les molécules sont constituées d'un ou plusieurs atomes d'hydrogène et d'un résidu acide. La composition des acides peut être exprimée par la formule générale H x A, où A est le résidu acide. Les atomes d'hydrogène dans les acides peuvent être remplacés ou échangés contre des atomes de métal et des sels se forment.
Si l'acide contient un tel atome d'hydrogène, il s'agit alors d'un acide monobasique (HCl - chlorhydrique, HNO 3 - nitrique, HClO - hypochloreux, CH 3 COOH - acétique); deux atomes d'hydrogène - acides dibasiques: H 2 SO 4 - sulfurique, H 2 S - sulfure d'hydrogène; trois atomes d'hydrogène sont tribasiques: H 3 PO 4 - orthophosphorique, H 3 AsO 4 - orthoarsenic.
Selon la composition du résidu acide, les acides sont divisés en anoxiques (H 2 S, HBr, HI) et contenant de l'oxygène (H 3 PO 4, H 2 SO 3, H 2 CrO 4). Dans les molécules d'acides contenant de l'oxygène, les atomes d'hydrogène sont reliés par l'oxygène à l'atome central: H - O - E. Les noms des acides sans oxygène sont formés à partir de la racine du nom russe du non-métal, la connexion voyelle - sur- et les mots "hydrogène" (H 2 S - sulfure d'hydrogène). Les noms des acides contenant de l'oxygène sont donnés comme suit: si le non-métal (moins souvent le métal) faisant partie du résidu acide est au degré d'oxydation le plus élevé, des suffixes sont ajoutés à la racine du nom russe de l'élément -n-, -ev-, ou - ov- puis se terminant -et moi-(H 2 SO 4 - sulfurique, H 2 CrO 4 - chrome). Si l'état d'oxydation de l'atome central est inférieur, le suffixe est utilisé -ist-(H 2 SO 3 - sulfureux). Si un non-métal forme une série d'acides, d'autres suffixes sont également utilisés (HClO - chlore ovatiste aya, HClO 2 - chlore c'est aya, HClO 3 - chlore ovale aya, HClO 4 - chlore n et moi).
DE 
du point de vue de la théorie de la dissociation électrolytique, les acides sont des électrolytes qui se dissocient dans une solution aqueuse avec la formation uniquement d'ions hydrogène sous forme de cations :
N x A xN + + A x-
La présence d'ions H + est due à un changement de couleur des indicateurs dans les solutions acides: tournesol (rouge), méthyl orange (rose).
Préparation et propriétés des acides
un) obtenir des acides.
1) Les acides anoxiques peuvent être obtenus en combinant directement des non-métaux avec de l'hydrogène, puis en dissolvant les gaz correspondants dans l'eau :
2) Les acides contenant de l'oxygène peuvent souvent être obtenus en faisant réagir des oxydes d'acide avec de l'eau.
3) Les acides sans oxygène et contenant de l'oxygène peuvent être obtenus par des réactions d'échange entre des sels et d'autres acides :
ВаВr 2 + H 2 SO 4 = ВаSO 4 + 2 HBr,
CuSO 4 + H 2 S \u003d H 2 SO 4 + CuS ,
FeS + H 2 SO 4 (razb.) \u003d H 2 S + FeSO 4,
NaCl (solide) + H 2 SO 4 (conc.) \u003d HCl + NaHSO 4,
AgNO 3 + HCl \u003d AgCl + HNO 3,
4) Dans certains cas, des réactions redox peuvent être utilisées pour obtenir des acides :
3P + 5HNO 3 + 2H 2 O \u003d 3H 3 PO 4 + 5NO
b ) propriétés chimiques des acides.
1) Les acides interagissent avec les bases et les hydroxydes amphotères. Dans ce cas, les acides pratiquement insolubles (H 2 SiO 3, H 3 BO 3) ne peuvent réagir qu'avec des alcalis solubles.
H 2 SiO 3 + 2NaOH \u003d Na 2 SiO 3 + 2H 2 O
2) L'interaction des acides avec les oxydes basiques et amphotères a été discutée ci-dessus.
3) L'interaction des acides avec les sels est une réaction d'échange avec formation de sel et d'eau. Cette réaction se termine si le produit de réaction est une substance insoluble ou volatile, ou un électrolyte faible.
Ni 2 SiO 3 + 2HCl \u003d 2NaCl + H 2 SiO 3
Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + H 2 O + CO 2
4) L'interaction des acides avec les métaux est un processus redox. L'agent réducteur est un métal, l'agent oxydant est des ions hydrogène (acides non oxydants : HCl, HBr, HI, H 2 SO 4 (dilué), H 3 PO 4) ou un anion du résidu acide (acides oxydants : H 2 SO 4 (conc), HNO 3 (conc et dil)). Les produits de réaction de l'interaction des acides non oxydants avec les métaux dans la série de tensions jusqu'à l'hydrogène sont le sel et l'hydrogène gazeux :
Zn + H 2 SO 4 (razb) \u003d ZnSO 4 + H 2
Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2
Les acides oxydants interagissent avec presque tous les métaux, y compris ceux de faible activité (Cu, Hg, Ag), tandis que des produits de réduction des anions acides, du sel et de l'eau se forment :
Cu + 2H 2 SO 4 (conc.) \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2 H 2 O,
Pb + 4HNO 3 (conc) \u003d Pb (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
HYDROXYDES AMPHOTERES présentent une dualité acide-base : ils réagissent avec les acides comme des bases :
2Cr(OH) 3 + 3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O,
et avec des bases - en tant qu'acides :
Cr (OH) 3 + NaOH \u003d Na (la réaction a lieu dans une solution alcaline);
Cr (OH) 3 + NaOH \u003d NaCrO 2 + 2H 2 O (la réaction se déroule entre les solides pendant la fusion).
Les hydroxydes amphotères forment des sels avec des acides et des bases forts.
Comme les autres hydroxydes insolubles, les hydroxydes amphotères se décomposent lorsqu'ils sont chauffés en oxyde et en eau :
Être (OH) 2 \u003d BeO + H 2 O.
SEL- les composés ioniques constitués de cations métalliques (ou ammonium) et d'anions de résidus acides. Tout sel peut être considéré comme le produit de la neutralisation d'une base par un acide. Selon le rapport dans lequel l'acide et la base sont pris, des sels sont obtenus: moyen(ZnSO 4, MgCl 2) - le produit de la neutralisation complète de la base avec de l'acide, acide(NaHCO 3, KH 2 PO 4) - avec un excès d'acide, principale(CuOHCl, AlOHSO 4) - avec un excès de base.
Les noms de sels selon la nomenclature internationale sont formés de deux mots : les noms de l'anion acide au nominatif et du cation métallique au génitif, indiquant le degré de son oxydation, s'il est variable, avec un chiffre romain entre parenthèses. Par exemple: Cr 2 (SO 4) 3 - sulfate de chrome (III), AlCl 3 - chlorure d'aluminium. Les noms des sels acides sont formés en ajoutant le mot hydro- ou dihydro-(en fonction du nombre d'atomes d'hydrogène dans l'hydroanion): Ca (HCO 3) 2 - bicarbonate de calcium, NaH 2 PO 4 - phosphate monosodique. Les noms des sels basiques sont formés en ajoutant le mot hydroxo- ou dihydroxo-: (AlOH)Cl 2 - chlorhydrate d'aluminium, 2 SO 4 - dihydroxosulfate de chrome (III).
Préparation et propriétés des sels
un ) propriétés chimiques des sels.
1) L'interaction des sels avec les métaux est un processus redox. En même temps, le métal à gauche dans la série électrochimique des tensions déplace les suivants des solutions de leurs sels :
Zn + CuSO 4 \u003d ZnSO 4 + Cu
Métaux alcalins et alcalino-terreux ne sont pas utilisés pour restaurer d'autres métaux à partir de solutions aqueuses de leurs sels, car ils interagissent avec l'eau en déplaçant l'hydrogène :
2Na + 2H 2 O \u003d H 2 + 2NaOH.
2) L'interaction des sels avec les acides et les alcalis a été discutée ci-dessus.
3) L'interaction des sels entre eux dans une solution ne se déroule de manière irréversible que si l'un des produits est une substance peu soluble:
BaCl 2 + Na 2 SO 4 \u003d BaSO 4 + 2NaCl.
4) Hydrolyse des sels - décomposition par échange de certains sels avec de l'eau. L'hydrolyse des sels sera discutée en détail dans le sujet "dissociation électrolytique".
b) façons d'obtenir des sels.
Dans la pratique de laboratoire, les méthodes suivantes d'obtention de sels sont généralement utilisées, sur la base des propriétés chimiques de diverses classes de composés et de substances simples:
1) Interaction des métaux avec les non-métaux :
Cu + Cl 2 \u003d CuCl 2,
2) Interaction des métaux avec des solutions salines :
Fe + CuCl 2 \u003d FeCl 2 + Cu.
3) Interaction des métaux avec les acides :
Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2 .
4) Interaction des acides avec les bases et les hydroxydes amphotères :
3HCl + Al(OH) 3 \u003d AlCl 3 + 3H 2 O.
5) Interaction des acides avec les oxydes basiques et amphotères :
2HNO 3 + CuO \u003d Cu (NO 3) 2 + 2H 2 O.
6) Interaction des acides avec les sels :
HCl + AgNO 3 \u003d AgCl + HNO 3.
7) Interaction des alcalis avec les sels en solution :
3KOH + FeCl 3 \u003d Fe (OH) 3 + 3KCl.
8) L'interaction de deux sels en solution :
NaCl + AgNO 3 \u003d NaNO 3 + AgCl.
9) Interaction des alcalis avec les oxydes acides et amphotères :
Ca(OH) 2 + CO 2 \u003d CaCO 3 + H 2 O.
10) Interaction d'oxydes de diverses natures entre eux :
CaO + CO 2 \u003d CaCO 3.
Les sels se trouvent dans la nature sous forme de minéraux et de roches, à l'état dissous dans l'eau des océans et des mers.
Avant d'aborder les propriétés chimiques des bases et des hydroxydes amphotères, définissons clairement de quoi il s'agit ?
1) Les bases ou hydroxydes basiques comprennent les hydroxydes métalliques à l'état d'oxydation +1 ou +2, c'est-à-dire dont les formules s'écrivent soit MeOH soit Me(OH) 2 . Cependant, il existe des exceptions. Ainsi, les hydroxydes Zn (OH) 2, Be (OH) 2, Pb (OH) 2, Sn (OH) 2 n'appartiennent pas aux bases.
2) Les hydroxydes amphotères comprennent les hydroxydes métalliques au degré d'oxydation +3, +4 et, à titre exceptionnel, les hydroxydes Zn (OH) 2, Be (OH) 2, Pb (OH) 2, Sn (OH) 2. Les hydroxydes métalliques à l'état d'oxydation +4 ne se trouvent pas dans les affectations USE, ils ne seront donc pas pris en compte.
Propriétés chimiques des bases
Toutes les bases sont divisées en :
Rappelons que le béryllium et le magnésium ne sont pas des métaux alcalino-terreux.
En plus d'être solubles dans l'eau, les alcalis se dissocient également très bien dans les solutions aqueuses, tandis que les bases insolubles ont un faible degré de dissociation.
Cette différence de solubilité et de capacité à se dissocier entre les alcalis et les hydroxydes insolubles conduit, à son tour, à des différences notables dans leurs propriétés chimiques. Ainsi, en particulier, les alcalis sont des composés plus actifs chimiquement et sont souvent capables d'entrer dans les réactions dans lesquelles les bases insolubles n'entrent pas.
Réaction des bases avec les acides
Les alcalis réagissent avec absolument tous les acides, même très faibles et insolubles. Par exemple:
Les bases insolubles réagissent avec presque tous les acides solubles, ne réagissent pas avec l'acide silicique insoluble :
Il convient de noter que les bases fortes et faibles de formule générale de la forme Me (OH) 2 peuvent former des sels basiques sans acide, par exemple :
Interaction avec les oxydes acides
Les alcalis réagissent avec tous les oxydes acides pour former des sels et souvent de l'eau :
Les bases insolubles sont capables de réagir avec tous les oxydes d'acides supérieurs correspondant aux acides stables, par exemple, P 2 O 5, SO 3, N 2 O 5, avec formation de sels moyens1 :
Les bases insolubles de la forme Me (OH) 2 réagissent en présence d'eau avec le dioxyde de carbone exclusivement avec formation de sels basiques. Par exemple:
Cu(OH) 2 + CO 2 = (CuOH) 2 CO 3 + H 2 O
Avec le dioxyde de silicium, du fait de son inertie exceptionnelle, seules les bases les plus fortes, les alcalis, réagissent. Dans ce cas, des sels normaux se forment. La réaction ne se déroule pas avec des bases insolubles. Par exemple:
Interaction des bases avec les oxydes et hydroxydes amphotères
Tous les alcalis réagissent avec les oxydes et les hydroxydes amphotères. Si la réaction est effectuée en fusionnant un oxyde ou hydroxyde amphotère avec un alcali solide, une telle réaction conduit à la formation de sels sans hydrogène :
Si des solutions aqueuses d'alcalis sont utilisées, des sels complexes hydroxo se forment:
Dans le cas de l'aluminium, sous l'action d'un excès d'alcali concentré, à la place du sel de Na, le sel de Na 3 se forme :
L'interaction des bases avec les sels
Toute base ne réagit avec n'importe quel sel que si deux conditions sont remplies simultanément :
1) solubilité des composés de départ ;
2) la présence d'un précipité ou d'un gaz parmi les produits de réaction
Par exemple:
Stabilité thermique des bases
Tous les alcalis, à l'exception de Ca(OH) 2 , résistent à la chaleur et fondent sans décomposition.
Toutes les bases insolubles, ainsi que Ca (OH) 2 légèrement soluble, se décomposent lorsqu'elles sont chauffées. La température de décomposition la plus élevée pour l'hydroxyde de calcium est d'environ 1000 o C :
Les hydroxydes insolubles ont beaucoup plus basses températures décomposition. Ainsi, par exemple, l'hydroxyde de cuivre (II) se décompose déjà à des températures supérieures à 70 o C:
Propriétés chimiques des hydroxydes amphotères
Interaction des hydroxydes amphotères avec les acides
Les hydroxydes amphotères réagissent avec les acides forts :
Les hydroxydes métalliques amphotères à l'état d'oxydation +3, c'est-à-dire type Me (OH) 3, ne réagissent pas avec des acides tels que H 2 S, H 2 SO 3 et H 2 CO 3 en raison du fait que les sels qui pourraient se former à la suite de telles réactions sont soumis à une hydrolyse irréversible au hydroxyde amphotère d'origine et acide correspondant :
Interaction des hydroxydes amphotères avec les oxydes acides
Les hydroxydes amphotères réagissent avec les oxydes supérieurs, qui correspondent à des acides stables (SO 3, P 2 O 5, N 2 O 5) :
Les hydroxydes métalliques amphotères à l'état d'oxydation +3, c'est-à-dire de type Me (OH) 3, ne réagissent pas avec les oxydes acides SO 2 et CO 2.
Interaction des hydroxydes amphotères avec des bases
Parmi les bases, les hydroxydes amphotères ne réagissent qu'avec les alcalis. Dans ce cas, si une solution aqueuse d'alcali est utilisée, des sels complexes hydroxo se forment:
Et lorsque les hydroxydes amphotères sont fusionnés avec des alcalis solides, leurs analogues anhydres sont obtenus :
Interaction des hydroxydes amphotères avec les oxydes basiques
Les hydroxydes amphotères réagissent lorsqu'ils sont fusionnés avec des oxydes de métaux alcalins et alcalino-terreux :
Décomposition thermique des hydroxydes amphotères
Tous les hydroxydes amphotères sont insolubles dans l'eau et, comme tous les hydroxydes insolubles, se décomposent lorsqu'ils sont chauffés en oxyde et eau correspondants.
Base insoluble : hydroxyde de cuivre
Fondations- appelés électrolytes, dans les solutions desquels il n'y a pas d'anions, à l'exception des ions hydroxyde (les anions sont des ions qui ont une charge négative, en ce cas sont des ions OH. Titres terrains se compose de trois parties : mots hydroxyde , auquel s'ajoute le nom du métal (au génitif). Par exemple, hydroxyde de cuivre(Cu(OH) 2). Pour certains terrains d'anciens noms peuvent être utilisés, par exemple hydroxyde de sodium(NaOH) - sodium alcalin.
Hydroxyde de sodium, hydroxyde de sodium, sodium alcalin, soude caustique- tout cela est la même substance dont la formule chimique est NaOH. Anhydre hydroxyde de sodium est une substance cristalline blanche. Une solution est un liquide clair qui ne se distingue pas de l'eau. Soyez prudent lors de l'utilisation! La soude caustique brûle sévèrement la peau !
La classification des bases est basée sur leur capacité à se dissoudre dans l'eau. Certaines propriétés des bases dépendent de la solubilité dans l'eau. Alors, terrains qui sont solubles dans l'eau sont appelés alcali. Ceux-ci inclus hydroxydes de sodium(NaOH), l'hydroxyde de potassium(KOH), lithium (LiOH), parfois ils sont ajoutés à leur nombre et hydroxyde de calcium(Ca (OH) 2)), bien qu'il s'agisse en fait d'une substance peu soluble couleur blanche(chaux).
Obtenir le terrain
Obtenir le terrain et alcalis peut être produit différentes façons. Pour obtenir alcalis Vous pouvez utiliser l'interaction chimique du métal avec l'eau. De telles réactions se déroulent avec un très grand dégagement de chaleur, jusqu'à l'inflammation (l'inflammation se produit en raison de la libération d'hydrogène au cours de la réaction).
2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2
Chaux vive - CaO CaO + H2O → Ca(OH)2
Mais dans l'industrie, ces méthodes n'ont pas trouvé de valeur pratique, bien sûr, sauf pour la production d'hydroxyde de calcium Ca (OH) 2. Reçu hydroxyde de sodium et l'hydroxyde de potassium liés à l'utilisation de l'électricité. Lors de l'électrolyse d'une solution aqueuse de chlorure de sodium ou de potassium, de l'hydrogène est libéré à la cathode et du chlore à l'anode, tandis que dans la solution où se produit l'électrolyse, s'accumule alcali!
KCl + 2H 2 O → 2KOH + H 2 + Cl 2 (cette réaction a lieu lorsqu'un courant électrique traverse la solution).
Bases insolubles assiéger alcalisà partir de solutions des sels correspondants.
CuSO 4 + 2NaOH → Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4
Propriétés de base
alcalis résistant à la chaleur. Hydroxyde de sodium vous pouvez faire fondre et porter la masse fondue à ébullition, alors qu'elle ne se décomposera pas. alcalis réagissent facilement avec les acides, entraînant la formation de sel et d'eau. Cette réaction est également appelée réaction de neutralisation.
KOH + HCl → KCl + H2O
alcalis interagissent avec les oxydes acides, ce qui entraîne la formation de sel et d'eau.
2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O
Bases insolubles, contrairement aux alcalis, ne sont pas des substances thermiquement stables. Certains d'entre eux, par exemple, hydroxyde de cuivre, se décompose lorsqu'il est chauffé,
Cu(OH) 2 + CuO → H 2 O
autres - même à température ambiante (par exemple, hydroxyde d'argent - AgOH).
Bases insolubles interagissent avec les acides, la réaction ne se produit que si le sel formé au cours de la réaction se dissout dans l'eau.
Cu(OH) 2 + 2HCl → CuCl 2 + 2H 2 O
Dissolution d'un métal alcalin dans l'eau avec changement de la couleur de l'indicateur en rouge vif Les métaux alcalins sont des métaux qui réagissent avec l'eau pour former alcali. Le sodium Na est un représentant typique des métaux alcalins. Le sodium est plus léger que l'eau, sa réaction chimique avec l'eau se produit donc à sa surface. Se dissolvant activement dans l'eau, le sodium en déplace l'hydrogène, tout en formant de l'alcali de sodium (ou de l'hydroxyde de sodium) - de la soude caustique NaOH. La réaction se déroule de la manière suivante:
2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2
Tous les métaux alcalins se comportent de la même manière. Si, avant de commencer la réaction, l'indicateur phénolphtaléine est ajouté à l'eau, puis un morceau de sodium est plongé dans l'eau, alors le sodium glissera dans l'eau, laissant derrière lui une trace rose vif de l'alcali formé (l'alcali devient rose phénolphtaléine)
hydroxyde de fer
hydroxyde de fer est la base. Le fer, selon son degré d'oxydation, forme deux bases différentes : l'hydroxyde de fer, où le fer peut avoir les valences (II) - Fe (OH) 2 et (III) - Fe (OH) 3. Comme les bases formées par la plupart des métaux, les deux bases de fer sont insolubles dans l'eau.
hydroxyde de fer(II) - substance gélatineuse blanche (précipité en solution), qui possède de fortes propriétés réductrices. Outre, hydroxyde de fer(II) très instable. Si à une solution hydroxyde de fer(II) ajouter un peu d'alcali, puis un précipité vert tombera, qui s'assombrit assez rapidement et se transforme en un précipité brun de fer (III).
hydroxyde de fer(III) a des propriétés amphotères, mais ses propriétés acides sont beaucoup moins prononcées. Obtenir hydroxyde de fer(III) est possible grâce à une réaction d'échange chimique entre un sel de fer et un alcali. Par exemple
Fe 2 (SO 4) 3 + 6 NaOH → 3 Na 2 SO 4 +2 Fe (OH) 3
1. Les bases interagissent avec les acides pour former du sel et de l'eau :
Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O
2. Avec des oxydes d'acide, formant du sel et de l'eau :
Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O
3. Les alcalis réagissent avec les oxydes et hydroxydes amphotères, formant du sel et de l'eau :
2NaOH + Cr 2 O 3 \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O
KOH + Cr(OH) 3 = KCrO 2 + 2H 2 O
4. Les alcalins interagissent avec les sels solubles, formant soit une base faible, soit un précipité, soit un gaz :
2NaOH + NiCl 2 \u003d Ni(OH) 2 ¯ + 2NaCl
base
2KOH + (NH 4) 2 SO 4 \u003d 2NH 3 + 2H 2 O + K 2 SO 4
Ba(OH) 2 + Na 2 CO 3 = BaCO 3 ¯ + 2NaOH
5. Les alcalins réagissent avec certains métaux, qui correspondent aux oxydes amphotères :
2NaOH + 2Al + 6H 2 O = 2Na + 3H 2
6. L'action de l'alcali sur l'indicateur :
Oh - + couleur framboise phénolphtaléine ®
Oh - + tournesol ® Couleur bleue
7. Décomposition de certaines bases lorsqu'elles sont chauffées :
Cu(OH) 2 ® CuO + H 2 O
Hydroxydes amphotères- les composés chimiques qui présentent à la fois les propriétés des bases et des acides. Les hydroxydes amphotères correspondent aux oxydes amphotères (voir rubrique 3.1).
Les hydroxydes amphotères sont généralement écrits sous la forme d'une base, mais ils peuvent également être représentés sous la forme d'un acide :
Zn(OH) 2 × H 2 ZnO 2
base à
Propriétés chimiques hydroxydes amphotères
1. Les hydroxydes amphotères interagissent avec les acides et les oxydes d'acide :
Be(OH) 2 + 2HCl = BeCl 2 + 2H 2 O
Be(OH) 2 + SO 3 = BeSO 4 + H 2 O
2. Interagir avec les alcalis et les oxydes basiques de métaux alcalins et alcalino-terreux :
Al(OH) 3 + NaOH = NaAlO 2 + 2H 2 O;
Métaaluminate de sodium acide H 3 AlO 3
(H 3 AlO 3 ® HAlO 2 + H 2 O)
2Al(OH) 3 + Na 2 O = 2NaAlO 2 + 3H 2 O
Tous les hydroxydes amphotères sont des électrolytes faibles.
sel
sel- Ce sont des substances complexes constituées d'ions métalliques et d'un résidu acide. Les sels sont des produits de remplacement complet ou partiel des ions hydrogène par des ions métalliques (ou ammonium) dans les acides. Types de sels : moyen (normal), acide et basique.
Sels moyens- ce sont des produits de remplacement complet des cations hydrogène dans les acides par des ions métalliques (ou ammonium) : Na 2 CO 3, NiSO 4, NH 4 Cl, etc.
Propriétés chimiques des sels moyens
1. Les sels interagissent avec les acides, les alcalis et d'autres sels, formant soit un électrolyte faible, soit un précipité ; ou gaz :
Ba(NO 3) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 ¯ + 2HNO 3
Na 2 SO 4 + Ba(OH) 2 = BaSO 4 ¯ + 2NaOH
CaCl 2 + 2AgNO 3 \u003d 2AgCl¯ + Ca (NO 3) 2
2CH 3 COONa + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2CH 3 COOH
NiSO 4 + 2KOH \u003d Ni (OH) 2 ¯ + K 2 SO 4
base
NH 4 NO 3 + NaOH \u003d NH 3 + H 2 O + NaNO 3
2. Les sels interagissent avec des métaux plus actifs. Un métal plus actif déplace un métal moins actif d'une solution saline (Annexe 3).
Zn + CuSO 4 \u003d ZnSO 4 + Cu
Sels acides- ce sont des produits de remplacement incomplet des cations hydrogène dans les acides par des ions métalliques (ou ammonium) : NaHCO 3, NaH 2 PO 4, Na 2 HPO 4, etc. Les sels acides ne peuvent être formés que par des acides polybasiques. Presque tous les sels acides sont très solubles dans l'eau.
Obtenir des sels acides et les transformer en milieu
1. Les sels acides sont obtenus en faisant réagir un excès d'acide ou d'oxyde d'acide avec une base :
H 2 CO 3 + NaOH = NaHCO 3 + H 2 O
CO 2 + NaOH = NaHCO 3
2. Lorsqu'un excès d'acide interagit avec un oxyde basique :
2H 2 CO 3 + CaO \u003d Ca (HCO 3) 2 + H 2 O
3. Les sels acides sont obtenus à partir de sels moyens en ajoutant de l'acide :
éponyme
Na 2 SO 3 + H 2 SO 3 \u003d 2NaHSO 3;
Na 2 SO 3 + HCl \u003d NaHSO 3 + NaCl
4. Les sels acides sont convertis en milieu à l'aide d'un alcali :
NaHCO 3 + NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O
Sels basiques sont des produits de substitution incomplète de groupes hydroxo (OH - ) bases à résidu acide : MgOHCl, AlOHSO 4, etc. Les sels basiques ne peuvent être formés que par des bases faibles de métaux polyvalents. Ces sels sont généralement peu solubles.
Obtention des sels basiques et conversion en milieu
1. Les sels basiques sont obtenus en faisant réagir un excès d'une base avec un acide ou un oxyde d'acide :
Mg(OH) 2 + HCl = MgOHCl¯ + H 2 O
hydroxo-
chlorure de magnesium
Fe(OH) 3 + SO 3 = FeOHSO 4 ¯ + H 2 O
hydroxo-
sulfate de fer(III)
2. Les sels basiques sont formés à partir d'un sel moyen en ajoutant un manque d'alcali :
Fe 2 (SO 4) 3 + 2NaOH \u003d 2FeOHSO 4 + Na 2 SO 4
3. Les sels basiques sont convertis en sels moyens en ajoutant un acide (de préférence celui qui correspond au sel) :
MgOHCl + HCl \u003d MgCl 2 + H 2 O
2MgOHCl + H 2 SO 4 \u003d MgCl 2 + MgSO 4 + 2H 2 O
ÉLECTROLYTES
électrolytes- ce sont des substances qui se décomposent en ions en solution sous l'influence de molécules de solvant polaire (H 2 O). Selon la capacité à se dissocier (désintégration en ions), les électrolytes sont conditionnellement divisés en forts et faibles. Les électrolytes forts se dissocient presque complètement (dans des solutions diluées), tandis que les faibles ne se décomposent en ions que partiellement.
Les électrolytes forts comprennent :
les acides forts (voir p. 20) ;
bases fortes - alcalis (voir p. 22);
presque tous les sels solubles.
Les électrolytes faibles comprennent :
Acides faibles (voir p. 20) ;
les bases ne sont pas des alcalis ;
L'une des principales caractéristiques d'un électrolyte faible est constante de dissociation – À . Par exemple, pour un acide monobasique,
HA Û H + + Un - ,
où, est la concentration à l'équilibre des ions H + ;
est la concentration à l'équilibre des anions acides A - ;
est la concentration à l'équilibre des molécules d'acide,
Ou pour une fondation faible,
MOH Û M + +OH - ,
,
où, est la concentration à l'équilibre des cations M + ;
– concentration à l'équilibre des ions hydroxyde OH - ;
est la concentration à l'équilibre des molécules de bases faibles.
Constantes de dissociation de certains électrolytes faibles (à t = 25°С)
| Substance | À | Substance | À |
| HCOOH | K = 1,8×10 -4 | H3PO4 | K 1 \u003d 7,5 × 10 -3 |
| CH3COOH | K = 1,8×10 -5 | K 2 \u003d 6,3 × 10 -8 | |
| HCN | K = 7,9×10 -10 | K 3 \u003d 1,3 × 10 -12 | |
| H2CO3 | K 1 \u003d 4,4 × 10 -7 | HClO | K = 2,9×10 -8 |
| K 2 \u003d 4,8 × 10 -11 | H3BO3 | K 1 \u003d 5,8 × 10 -10 | |
| HF | K = 6,6×10 -4 | K 2 \u003d 1,8 × 10 -13 | |
| HNO 2 | K = 4,0×10 -4 | K 3 \u003d 1,6 × 10 -14 | |
| H2SO3 | K 1 \u003d 1,7 × 10 -2 | H2O | K = 1,8×10 -16 |
| K 2 \u003d 6,3 × 10 -8 | NH 3 × H 2 O | K = 1,8×10 -5 | |
| H2S | K 1 \u003d 1,1 × 10 -7 | Al(OH)3 | K 3 \u003d 1,4 × 10 -9 |
| K 2 \u003d 1,0 × 10 -14 | Zn(OH) 2 | K 1 \u003d 4,4 × 10 -5 | |
| H2SiO3 | K 1 \u003d 1,3 × 10 -10 | K 2 \u003d 1,5 × 10 -9 | |
| K 2 \u003d 1,6 × 10 -12 | Cd(OH)2 | K 2 \u003d 5,0 × 10 -3 | |
| Fe(OH)2 | K 2 \u003d 1,3 × 10 -4 | Cr(OH)3 | K 3 \u003d 1,0 × 10 -10 |
| Fe(OH)3 | K 2 \u003d 1,8 × 10 -11 | Ag(OH) | K = 1,1×10 -4 |
| K 3 \u003d 1,3 × 10 -12 | Pb(OH)2 | K 1 \u003d 9,6 × 10 -4 | |
| Cu(OH)2 | K 2 \u003d 3,4 × 10 -7 | K 2 \u003d 3,0 × 10 -8 | |
| Ni(OH)2 | K 2 \u003d 2,5 × 10 -5 |
3. Hydroxydes
Les hydroxydes forment un groupe important parmi les composés multiéléments. Certains d'entre eux présentent les propriétés de bases (hydroxydes basiques) - NaOH, Ba(OH ) 2, etc. ; d'autres présentent les propriétés des acides (hydroxydes d'acides) - HNO3, H3PO4 et d'autres. Il existe également des hydroxydes amphotères qui, selon les conditions, peuvent présenter à la fois les propriétés des bases et les propriétés des acides - Zn (OH) 2, Al (OH) 3, etc.
3.1. Classification, obtention et propriétés des bases
Les bases (hydroxydes basiques), du point de vue de la théorie de la dissociation électrolytique, sont des substances qui se dissocient en solution avec formation d'ions hydroxyde OH - .
Selon la nomenclature moderne, ils sont généralement appelés hydroxydes d'éléments, en indiquant, si nécessaire, la valence de l'élément (chiffres romains entre parenthèses): KOH - hydroxyde de potassium, hydroxyde de sodium NaOH , hydroxyde de calcium Ca(OH ) 2 , hydroxyde de chrome ( II)-Cr(OH ) 2 , hydroxyde de chrome ( III) - Cr(OH)3.
Hydroxydes métalliques généralement divisé en deux groupes : soluble dans l'eau(formé de métaux alcalins et alcalino-terreux - Li , Na , K , Cs , Rb , Fr , Ca , Sr , Ba et donc appelés alcalis) et insoluble dans l'eau. La principale différence entre eux est que la concentration des ions OH - dans les solutions alcalines, il est assez élevé, mais pour les bases insolubles, il est déterminé par la solubilité de la substance et est généralement très faible. Cependant, de petites concentrations d'équilibre de l'ion OH - même dans des solutions de bases insolubles déterminer les propriétés de cette classe de composés.
Selon le nombre de groupes hydroxyles (acidité) , susceptibles d'être remplacés par un résidu acide, se distinguent :
Bases acides simples KOH, NaOH
Bases diacides - Fe(OH)2, Ba(OH)2;
Bases triacides - Al(OH)3, Fe(OH)3.
Obtenir le terrain
1. Une méthode courante pour obtenir des bases est la réaction d'échange, avec laquelle des bases insolubles et solubles peuvent être obtenues :
CuSO 4 + 2KOH \u003d Cu (OH) 2 ↓ + K 2 SO 4,
K 2 SO 4 + Ba(OH) 2 = 2KOH + BaCO 3↓ .
Lorsque des bases solubles sont obtenues par cette méthode, un sel insoluble précipite.
Lors de l'obtention de bases insolubles dans l'eau avec des propriétés amphotères, un excès d'alcali doit être évité, car la dissolution de la base amphotère peut se produire, par exemple,
AlCl 3 + 3KOH \u003d Al(OH) 3 + 3KCl,
Al(OH) 3 + KOH \u003d K.
Dans de tels cas, l'hydroxyde d'ammonium est utilisé pour obtenir des hydroxydes, dans lesquels les oxydes amphotères ne se dissolvent pas:
AlCl 3 + 3NH 4 OH \u003d Al (OH) 3 ↓ + 3NH 4 Cl.
Les hydroxydes d'argent et de mercure se décomposent si facilement que lorsqu'on essaie de les obtenir par une réaction d'échange, au lieu d'hydroxydes, ce sont des oxydes qui précipitent :
2AgNO 3 + 2KOH \u003d Ag 2 O ↓ + H 2 O + 2KNO 3.
2. Les alcalis en technologie sont généralement obtenus par électrolyse de solutions aqueuses de chlorures :
2NaCl + 2H 2 O \u003d 2NaOH + H 2 + Cl 2.
(réaction d'électrolyse totale)
Les alcalis peuvent également être obtenus en faisant réagir des métaux alcalins et alcalino-terreux ou leurs oxydes avec de l'eau :
2 Li + 2 H 2 O \u003d 2 LiOH + H 2,
SrO + H 2 O \u003d Sr (OH) 2.
Propriétés chimiques des bases
1. Toutes les bases insolubles dans l'eau se décomposent lorsqu'elles sont chauffées pour former des oxydes :
2 Fe (OH) 3 \u003d Fe 2 O 3 + 3 H 2 O,
Ca(OH) 2 \u003d CaO + H 2 O.
2. La réaction la plus caractéristique des bases est leur interaction avec les acides - la réaction de neutralisation. Il comprend à la fois des alcalis et des bases insolubles :
NaOH + HNO 3 \u003d NaNO 3 + H 2 O,
Cu(OH) 2 + H 2 SO 4 = CuSO 4 + 2H 2 O.
3. Les alcalins interagissent avec les oxydes acides et amphotères :
2KOH + CO 2 \u003d K 2 CO 3 + H 2 O,
2NaOH + Al 2 O 3 \u003d 2NaAlO 2 + H 2 O.
4. Les bases peuvent réagir avec les sels acides :
2NaHSO 3 + 2KOH \u003d Na 2 SO 3 + K 2 SO 3 + 2H 2 O,
Ca(HCO 3) 2 + Ba(OH) 2 = BaCO 3↓ + CaCO3 + 2H2O.
Cu(OH) 2 + 2NaHSO 4 \u003d CuSO 4 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O.
5. Il faut particulièrement souligner la capacité des solutions alcalines à réagir avec certains non-métaux (halogènes, soufre, phosphore blanc, silicium):
2 NaOH + Cl 2 \u003d NaCl + NaOCl + H 2 O (à froid),
6 KOH + 3 Cl 2 = 5 KCl + KClO 3 + 3 H 2 O (lorsqu'il est chauffé)
6KOH + 3S = K 2 SO 3 + 2K 2 S + 3H 2 O,
3KOH + 4P + 3H 2 O \u003d PH 3 + 3KH 2 PO 2,
2NaOH + Si + H 2 O \u003d Na 2 SiO 3 + 2H 2.
6. De plus, les solutions concentrées d'alcalis, lorsqu'elles sont chauffées, sont également capables de dissoudre certains métaux (ceux dont les composés ont des propriétés amphotères):
2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3H 2,
Zn + 2KOH + 2H 2 O \u003d K 2 + H 2.
Les solutions alcalines ont un pH> 7 (alcalin), changez la couleur des indicateurs (tournesol - bleu, phénolphtaléine - violet).
M.V. Andryukhova, L.N. Borodine