Interactie van basen met metalen. Redenen

Interactie van basen met metalen. Redenen

1. Basen reageren met zuren en vormen zout en water:

Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O

2. C zure oxiden, waarbij zout en water worden gevormd:

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O

3. Alkaliën reageren met amfotere oxiden en hydroxiden en vormen zout en water:

2NaOH + Cr 2 O 3 = 2NaCrO 2 + H 2 O

KOH + Cr(OH) 3 = KCrO 2 + 2H 2 O

4. Alkaliën reageren met oplosbare zouten en vormen een zwakke base, een neerslag of een gas:

2NaOH + NiCl 2 = Ni(OH) 2 ¯ + 2NaCl

baseren

2KOH + (NH 4) 2 SO 4 = 2NH 3 + 2H 2 O + K 2 SO 4

Ba(OH) 2 + Na 2 CO 3 = BaCO 3 ¯ + 2NaOH

5. Alkaliën reageren met sommige metalen, die overeenkomen met amfotere oxiden:

2NaOH + 2Al + 6H2O = 2Na + 3H2

6. Effect van alkali op de indicator:

OH - + fenolftaleïne ® karmozijnrode kleur

OH - + lakmoes® Blauwe kleur

7. Ontleding van sommige basen bij verhitting:

Сu(OH) 2 ® CuO + H 2 O

Amfotere hydroxidenchemische bestanddelen, die de eigenschappen van zowel basen als zuren vertoont. Amfotere hydroxiden komen overeen met amfotere oxiden (zie paragraaf 3.1).

Amfotere hydroxiden worden meestal geschreven in de vorm van een base, maar ze kunnen ook worden weergegeven in de vorm van een zuur:

Zn(OH) 2 Û H 2 ZnO 2

fundering

Chemische eigenschappen amfotere hydroxiden

1. Amfotere hydroxiden interageren met zuren en zuuroxiden:

Be(OH) 2 + 2HCl = BeCl 2 + 2H 2 O

Be(OH) 2 + SO 3 = BeSO 4 + H 2 O

2. Interactie met alkaliën en basische oxiden van alkali- en aardalkalimetalen:

Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O;

H 3 AlO 3 zuur natriummetaaluminaat

(H 3 AlO 3 ® HAlO 2 + H 2 O)

2Al(OH) 3 + Na 2 O = 2NaAlO 2 + 3H 2 O

Alle amfotere hydroxiden zijn zwakke elektrolyten

Zouten

Zouten- Dit zijn complexe stoffen bestaande uit metaalionen en een zuurresidu. Zouten zijn producten van volledige of gedeeltelijke vervanging van waterstofionen door metaal- (of ammonium-)ionen in zuren. Soorten zouten: medium (normaal), zuur en basisch.

Middelmatige zouten- dit zijn de producten van de volledige vervanging van waterstofkationen in zuren door metaal- (of ammonium-)ionen: Na 2 CO 3, NiSO 4, NH 4 Cl, enz.

Chemische eigenschappen van mediumzouten

1. Zouten gaan een wisselwerking aan met zuren, logen en andere zouten, waarbij ze een zwakke elektrolyt of een neerslag vormen; of gas:

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 = 2AgCl¯ + Ca(NO 3) 2

2CH 3 COONa + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2CH 3 COOH

NiSO 4 + 2KOH = Ni(OH) 2 ¯ + K 2 SO 4

baseren

NH 4 NO 3 + NaOH = NH 3 + H 2 O + NaNO 3

2. Zouten interageren met actievere metalen. Een actiever metaal verdringt een minder actief metaal uit de zoutoplossing (bijlage 3).

Zn + CuSO 4 = ZnSO 4 + Cu

Zure zouten- dit zijn producten van onvolledige vervanging van waterstofkationen in zuren door metaal- (of ammonium-)ionen: NaHCO 3, NaH 2 PO 4, Na 2 HPO 4, enz. Zure zouten kunnen alleen worden gevormd door meerbasische zuren. Bijna alle zure zouten zijn zeer oplosbaar in water.

Het verkrijgen van zure zouten en deze omzetten in middelmatige zouten

1. Zure zouten worden verkregen door een overmaat zuur of zuuroxide te laten reageren met een base:

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

CO 2 + NaOH = NaHCO 3

2. Wanneer overtollig zuur interageert met het basische oxide:

2H 2 CO 3 + CaO = Ca(HCO 3) 2 + H 2 O

3. Zure zouten worden verkregen uit middelmatige zouten door zuur toe te voegen:

· gelijknamige

Na 2 SO 3 + H 2 SO 3 = 2NaHSO 3;

Na 2 SO 3 + HCl = NaHSO 3 + NaCl

4. Zure zouten worden met alkali omgezet in middelmatige zouten:

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

Basiszouten– dit zijn producten van onvolledige substitutie van hydroxogroepen (OH - ) basen met een zuur residu: MgOHCl, AlOHSO 4, enz. Basische zouten kunnen alleen worden gevormd door zwakke basen van meerwaardige metalen. Deze zouten zijn in het algemeen slecht oplosbaar.

Het verkrijgen van basische zouten en deze omzetten in middelzouten

1. Basische zouten worden verkregen door een overmaat base te laten reageren met een zuur of zuuroxide:

Mg(OH) 2 + HCl = MgOHCl¯ + H 2 O

hydroxo-

magnesium chloride

Fe(OH) 3 + SO 3 = FeOHSO 4 ¯ + H 2 O

hydroxo-

ijzer(III)sulfaat

2. Basische zouten worden gevormd uit middelmatig zout door toevoeging van een gebrek aan alkali:

Fe 2 (SO 4) 3 + 2NaOH = 2FeOHSO 4 + Na 2 SO 4

3. Basische zouten worden omgezet in middelmatige zouten door toevoeging van een zuur (bij voorkeur degene die overeenkomt met het zout):

MgOHCl + HCl = MgCl 2 + H 2 O

2MgOHCl + H 2 SO 4 = MgCl 2 + MgSO 4 + 2H 2 O


ELEKTROLYTEN

Elektrolyten- dit zijn stoffen die in oplossing uiteenvallen in ionen onder invloed van polaire oplosmiddelmoleculen (H 2 O). Op basis van hun vermogen om te dissociëren (afbreken in ionen), worden elektrolyten conventioneel verdeeld in sterk en zwak. Sterke elektrolyten dissociëren bijna volledig (in verdunde oplossingen), terwijl zwakke elektrolyten slechts gedeeltelijk in ionen dissociëren.

Sterke elektrolyten zijn onder meer:

· sterke zuren (zie p. 20);

· sterke basen – alkaliën (zie p. 22);

· bijna alle oplosbare zouten.

Zwakke elektrolyten zijn onder meer:

zwakke zuren (zie p. 20);

· basen zijn geen alkaliën;

Een van de belangrijkste kenmerken van een zwakke elektrolyt is dissociatie constanteNAAR . Voor een monobasisch zuur geldt bijv.

HAÛ H + +A - ,

waar is de evenwichtsconcentratie van H + ionen;

– evenwichtsconcentratie van zure anionen A - ;

– evenwichtsconcentratie van zuurmoleculen,

Of voor een zwakke basis,

MOH Û M + +OH - ,

,

waar is de evenwichtsconcentratie van M+ kationen;

– evenwichtsconcentratie van hydroxide-ionen OH - ;

– evenwichtsconcentratie van zwakke basismoleculen.

Dissociatieconstanten van enkele zwakke elektrolyten (bij t = 25°C)

Substantie NAAR Substantie NAAR
HCOOH K = 1,8×10-4 H3PO4 K1 = 7,5×10 -3
CH3COOH K = 1,8×10-5 K2 = 6,3×10-8
HCN K = 7,9×10-10 K3 = 1,3×10-12
H2CO3 K1 = 4,4×10-7 HClO K = 2,9×10-8
K2 = 4,8×10-11 H3BO3 K1 = 5,8×10 -10
HF K = 6,6×10-4 K2 = 1,8×10-13
HNO2 K = 4,0×10-4 K3 = 1,6×10-14
H2SO3 K1 = 1,7×10-2 H2O K = 1,8×10-16
K2 = 6,3×10-8 NH3×H2O K = 1,8×10-5
H2S K1 = 1,1×10 -7 Al(OH)3 K3 = 1,4×10-9
K2 = 1,0×10-14 Zn(OH)2 K1 = 4,4×10 -5
H2SiO3 K1 = 1,3×10 -10 K2 = 1,5×10 -9
K2 = 1,6×10-12 Cd(OH)2 K2 = 5,0×10 -3
Fe(OH)2 K2 = 1,3×10-4 Cr(OH)3 K3 = 1,0×10 -10
Fe(OH) 3 K2 = 1,8×10-11 Ag(OH) K = 1,1×10-4
K3 = 1,3×10-12 Pb(OH)2 K1 = 9,6×10-4
Cu(OH)2 K2 = 3,4×10-7 K2 = 3,0×10-8
Ni(OH)2 K2 = 2,5×10 -5

1. Base + zuur zout + water

KOH + HCl
KCl + H2O.

2. Base + zuuroxide
zout + water

2KOH+ZO 2
K 2 SO 3 + H 2 O.

3. Alkali + amfoteeroxide/hydroxide
zout + water

2NaOH (tv) + Al 2 O 3
2NaAlO2 + H2O;

NaOH (vast) + Al(OH) 3
NaAlO 2 + 2H 2 O.


De uitwisselingsreactie tussen een base en een zout vindt alleen plaats in oplossing (zowel de base als het zout moeten oplosbaar zijn) en alleen als ten minste één van de producten een neerslag of een zwakke elektrolyt is (NH 4 OH, H 2 O).

Ba(OH)2 + Na2SO4
BaSO4 + 2NaOH;

Ba(OH)2 + NH4Cl
BaCl2 + NH4OH.


Alleen alkalimetaalbasen met uitzondering van LiOH zijn hittebestendig

Ca(OH)2
CaO + H2O;

NaOH ;

NH4OH
NH3 + H2O.


2NaOH (s) + Zn
Na2ZnO2+H2.

ZUREN

Zuren vanuit de positie van TED worden complexe stoffen genoemd die in oplossingen dissociëren om het waterstofion H + te vormen.

Classificatie van zuren

1. Afhankelijk van het aantal waterstofatomen dat in een waterige oplossing kan worden geëlimineerd, worden zuren onderverdeeld in monobasisch(HF, HNO2), dibasisch(H2CO3, H2SO4), driebasisch(H3PO4).

2. Afhankelijk van de samenstelling van het zuur zijn ze onderverdeeld in zuurstofvrij(HCl, H2S) en zuurstofhoudend(HClO 4, HNO 3).

3. Afhankelijk van het vermogen van zuren om te dissociëren in waterige oplossingen, worden ze onderverdeeld in zwak En sterk. Moleculen van sterke zuren in waterige oplossingen vallen volledig uiteen in ionen en hun dissociatie is onomkeerbaar.

Bijvoorbeeld HCI
H++Cl-;

H2SO4
H++HSO .

Zwakke zuren dissociëren reversibel, d.w.z. hun moleculen in waterige oplossingen vallen gedeeltelijk uiteen in ionen, en polybasische - stapsgewijs.

CH3COOH
CH3COO-+H+;

1) H2S
HS - + H + , 2) HS -
H ++ S 2- .

Het gedeelte van een zuurmolecuul zonder één of meer waterstofionen heet H+ zuur residu. De lading van een zuurresidu is altijd negatief en wordt bepaald door het aantal H+-ionen dat uit het zuurmolecuul is verwijderd. Orthofosforzuur H 3 PO 4 kan bijvoorbeeld drie zure resten vormen: H 2 PO - diwaterstoffosfaation, HPO - waterstoffosfaation, PO - fosfaation.

De namen van zuurstofvrije zuren worden samengesteld door de uitgang - waterstof toe te voegen aan de wortel van de Russische naam van het zuurvormende element (of aan de naam van een groep atomen, bijvoorbeeld CN - - cyaan): HCl - zoutzuur (zoutzuur), H 2 S - waterstofsulfidezuur, HCN - blauwzuur (blauwzuur).

De namen van zuurstofhoudende zuren worden ook gevormd uit de Russische naam van het zuurvormende element met de toevoeging van het woord "zuur". In dit geval de naam van het zuur waarin het element voorkomt hoogste graad oxidatie, eindigt op "... ny" of "... ova", bijvoorbeeld H 2 SO 4 - zwavelzuur, H 3 AsO 4 - arseenzuur. Met een afname van de oxidatietoestand van het zuurvormende element veranderen de uiteinden in de volgende volgorde: "...nee"(HClO 4 – perchloorzuur), "...achtig"(HClO 3 – perchloorzuur), "...moe"(HClO 2 – chloorzuur), "... eivormig"(HClO is hypochloorzuur). Als een element zuren vormt terwijl het zich in slechts twee oxidatietoestanden bevindt, krijgt de naam van het zuur dat overeenkomt met de laagste oxidatietoestand van het element de uitgang "... puur" (HNO 3 - salpeterzuur, HNO 2 - salpeterigzuur) .

Hetzelfde zure oxide (bijvoorbeeld P 2 O 5) kan overeenkomen met verschillende zuren die één atoom van een bepaald element in het molecuul bevatten (bijvoorbeeld HPO 3 en H 3 PO 4). In dergelijke gevallen wordt het voorvoegsel “meta...” toegevoegd aan de naam van het zuur dat het kleinste aantal zuurstofatomen in het molecuul bevat, en het voorvoegsel “ortho...” aan de naam van het zuur dat het kleinste aantal zuurstofatomen bevat. grootste aantal zuurstofatomen in het molecuul (HPO 3 - metafosforzuur, H 3 PO 4 – orthofosforzuur).

Als een zuurmolecuul meerdere atomen van een zuurvormend element bevat, wordt een cijfervoorvoegsel aan de naam toegevoegd, bijvoorbeeld H 4 P 2 O 7 - twee fosforzuur, H 2 B 4 O 7 – vier boorzuur.

H 2 DUS 5 H 2 S 2 O 8

S H – O – S –O – O – S – O - H

H-O-O O O O

Peroxozwavelzuur Peroxozwavelzuur

Chemische eigenschappen van zuren


HF + KOH
KF + H2O.


H2SO4 + CuO
CuSO4 + H2O.


2HCl + BeO
BeCl 2 + H 2 O.


Zuren interageren met zoutoplossingen als dit resulteert in de vorming van een zout dat onoplosbaar is in zuren of een zwakker (vluchtig) zuur vergeleken met het oorspronkelijke zuur.

H2SO4 + BaCl2
BaSO4 +2HCl;

2HNO3 + Na2CO3
2NaNO3 + H2O + CO2 .


H2CO3
H2O + CO2.


H 2 SO 4 (verdund) + Fe
FeS04 + H2;

HCl + Cu .

Figuur 2 toont de interactie van zuren met metalen.

ZUUR - OXIDATOR

Metaal in de spanningsreeks na H 2

+
Geen reactie

Metaal in het spanningsbereik tot N 2

+
metaalzout + H 2

tot op de minimale graad

H2SO4 geconcentreerd

Au, Pt, Ir, Rh, Ta

oxidatie (z.o.)

+
Geen reactie

/Mq/Zn

afhankelijk van de omstandigheden

Metaalsulfaat in max. s.o.

+
+ +

Metaal (andere)

+
+ +

HNO 3 geconcentreerd

Au, Pt, Ir, Rh, Ta

+
Geen reactie

Alkalisch/aardalkalimetaal

Metaalnitraat in max. d.o.

Metaal (andere; Al, Cr, Fe, Co, Ni bij verhitting)

TN+


+

HNO 3 verdund

Au, Pt, Ir, Rh, Ta

+
Geen reactie

Alkalisch/aardalkalimetaal

NH3 (NH4 NO3)

Nitraatmetaal

la in max s.o.

+
+

Metaal (de rest in de tuin van spanningen tot N 2)

NEE/N 2 O/N 2 /NH 3 (NH 4 NEE 3)

afhankelijk van de omstandigheden

+

Metaal (de rest in de reeks spanningen na H 2)

Fig. 2. INTERACTIE VAN ZUREN MET METALEN

ZOUT

Zouten – Dit zijn complexe stoffen die in oplossingen dissociëren om positief geladen ionen (kationen - basische residuen) te vormen, met uitzondering van waterstofionen, en negatief geladen ionen (anionen - zure residuen), met uitzondering van hydroxide-ionen.

Redenencomplexe stoffen die bestaan ​​uit een metaalkation Me+ (of een metaalachtig kation, bijvoorbeeld ammoniumion NH4+) en een hydroxideanion OH-.

Op basis van hun oplosbaarheid in water worden basen onderverdeeld in oplosbaar (alkaliën) En onoplosbare basen . Er is ook onstabiele fundamenten, die spontaan ontleden.

Gronden krijgen

1. Interactie van basische oxiden met water. Tegelijkertijd reageren ze met water normale omstandigheden alleen die oxiden die overeenkomen met een oplosbare base (alkali). Die. op deze manier kun je alleen maar krijgen alkaliën:

basisch oxide + water = basis

Bijvoorbeeld , natriumoxide vormt zich in water natriumhydroxide(natriumhydroxide):

Na 2 O + H 2 O → 2NaOH

Tegelijkertijd ongeveer koper(II)oxide Met water reageert niet:

CuO + H2O ≠

2. Interactie van metalen met water. Waarin reageren met wateronder normale omstandighedenalleen alkalimetalen(lithium, natrium, kalium, rubidium, cesium), calcium, strontium en barium.In dit geval vindt er een redoxreactie plaats, waarbij waterstof het oxidatiemiddel is en het metaal het reductiemiddel.

metaal + water = alkali + waterstof

Bijvoorbeeld, potassium reageert met water zeer stormachtig:

2K 0 + 2H 2 + O → 2K + OH + H 2 0

3. Elektrolyse van oplossingen van enkele alkalimetaalzouten. Om alkaliën te verkrijgen, wordt in de regel elektrolyse uitgevoerd oplossingen van zouten gevormd door alkali- of aardalkalimetalen en zuurstofvrije zuren (behalve fluorwaterstofzuur) - chloriden, bromiden, sulfiden, enz. Deze kwestie wordt in meer detail besproken in het artikel .

Bijvoorbeeld , elektrolyse van natriumchloride:

2NaCl + 2H 2 O → 2NaOH + H 2 + Cl 2

4. Basen worden gevormd door de interactie van andere alkaliën met zouten. In dit geval hebben ze alleen interactie oplosbare stoffen, en er zou zich een onoplosbaar zout of een onoplosbare base in de producten moeten vormen:

of

alkali + zout 1 = zout 2 ↓ + alkali

Bijvoorbeeld: Kaliumcarbonaat reageert in oplossing met calciumhydroxide:

K 2 CO 3 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 ↓ + 2KOH

Bijvoorbeeld: Koper(II)chloride reageert in oplossing met natriumhydroxide. In dit geval valt het uit blauw koper(II)hydroxideneerslag:

CuCl 2 + 2NaOH → Cu(OH) 2 ↓ + 2NaCl

Chemische eigenschappen van onoplosbare basen

1. Onoplosbare basen interageren met sterke zuren en hun oxiden (en enkele middelmatige zuren). In dit geval, zout en water.

onoplosbare base + zuur = zout + water

onoplosbare base + zuuroxide = zout + water

Bijvoorbeeld ,koper(II)hydroxide reageert met sterk zoutzuur:

Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O

In dit geval heeft koper(II)hydroxide geen interactie met het zuuroxide zwak koolzuur - kooldioxide:

Cu(OH)2 + CO2 ≠

2. Onoplosbare basen ontleden bij verhitting tot oxide en water.

Bijvoorbeeld, IJzer(III)hydroxide valt bij verhitting uiteen in ijzer(III)oxide en water:

2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

3. Onoplosbare basen reageren nietmet amfotere oxiden en hydroxiden.

onoplosbare base + amfoteeroxide ≠

onoplosbare base + amfoteer hydroxide ≠

4. Sommige onoplosbare basen kunnen fungeren alsreductiemiddelen. Reductiemiddelen zijn basen gevormd door metalen met minimum of tussenliggende oxidatietoestand, die hun oxidatietoestand kunnen verhogen (ijzer (II) hydroxide, chroom (II) hydroxide, enz.).

Bijvoorbeeld , IJzer(II)hydroxide kan met atmosferische zuurstof in aanwezigheid van water worden geoxideerd tot ijzer(III)hydroxide:

4Fe +2 (OH) 2 + O 2 0 + 2H 2 O → 4Fe +3 (O -2 H) 3

Chemische eigenschappen van alkaliën

1. Alkaliën reageren met elk zuren - zowel sterk als zwak . In dit geval worden gemiddeld zout en water gevormd. Deze reacties worden genoemd neutralisatie reacties. Ook onderwijs is mogelijk zuur zout, als het zuur polybasisch is, bij een bepaalde verhouding van reagentia, of in overtollig zuur. IN overtollige alkali medium zout en water worden gevormd:

alkali (overmaat) + zuur = medium zout + water

alkali + meerbasisch zuur (overmaat) = zuur zout + water

Bijvoorbeeld , Natriumhydroxide kan bij interactie met tribasisch fosforzuur 3 soorten zouten vormen: diwaterstoffosfaten, fosfaten of hydrofosfaten.

In dit geval worden diwaterstoffosfaten gevormd in een overmaat aan zuur, of wanneer de molaire verhouding (verhouding van de hoeveelheden stoffen) van de reagentia 1:1 is.

NaOH + H 3 PO 4 → NaH 2 PO 4 + H 2 O

Wanneer de molaire verhouding van alkali en zuur 2:1 is, worden hydrofosfaten gevormd:

2NaOH + H3PO4 → Na2HPO4 + 2H2O

In een overmaat aan alkali, of met een molaire verhouding alkali tot zuur van 3:1, wordt alkalimetaalfosfaat gevormd.

3NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + 3H2O

2. Alkaliën reageren metamfotere oxiden en hydroxiden. Waarin worden gevormd in de smelt gewone zouten , A in oplossing - complexe zouten .

alkali (smelt) + amfoteeroxide = medium zout + water

alkali (smelt) + amfoteer hydroxide = medium zout + water

alkali (oplossing) + amfoteeroxide = complex zout

alkali (oplossing) + amfoteer hydroxide = complex zout

Bijvoorbeeld , wanneer aluminiumhydroxide reageert met natriumhydroxide in de smelt natriumaluminaat wordt gevormd. Een zuurder hydroxide vormt een zuur residu:

NaOH + Al(OH) 3 = NaAlO 2 + 2H 2 O

A in oplossing er ontstaat een complex zout:

NaOH + Al(OH)3 = Na

Let op hoe de complexe zoutformule is samengesteld:eerst selecteren we het centrale atoom (toIn de regel is het een amfoteer hydroxidemetaal).Dan voegen wij er iets aan toe liganden- in ons geval zijn dit hydroxide-ionen. Het aantal liganden is gewoonlijk twee keer groter dan de oxidatietoestand van het centrale atoom. Maar het aluminiumcomplex is een uitzondering: het aantal liganden is meestal 4. We plaatsen het resulterende fragment tussen vierkante haken - dit is een complex ion. We bepalen de lading en voegen aan de buitenkant het benodigde aantal kationen of anionen toe.

3. Alkaliën interageren met zure oxiden. Tegelijkertijd is onderwijs mogelijk zuur of middelmatig zout, afhankelijk van de molaire verhouding van alkali- en zuuroxide. Bij een overmaat aan alkali wordt een middelmatig zout gevormd, en bij een overmaat van een zuur oxide wordt een zuur zout gevormd:

alkali (overmaat) + zuuroxide = medium zout + water

of:

alkali + zuuroxide (overmaat) = zuur zout

Bijvoorbeeld , bij interactie overtollig natriumhydroxide Met kooldioxide worden natriumcarbonaat en water gevormd:

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

En bij interactie overtollige koolstofdioxide bij natriumhydroxide wordt alleen natriumbicarbonaat gevormd:

2NaOH + CO 2 = NaHCO 3

4. Alkaliën interageren met zouten. Alkaliën reageren alleen met oplosbare zouten in oplossing, op voorwaarde dat Er vormt zich gas of sediment in het voedsel . Dergelijke reacties verlopen volgens het mechanisme ionenuitwisseling.

alkali + oplosbaar zout = zout + overeenkomstig hydroxide

Alkaliën reageren met oplossingen van metaalzouten, die overeenkomen met onoplosbare of onstabiele hydroxiden.

Bijvoorbeeld, natriumhydroxide reageert met kopersulfaat in oplossing:

Cu 2+ SO 4 2- + 2Na + OH - = Cu 2+ (OH) 2 - ↓ + Na 2 + SO 4 2-

Ook alkaliën reageren met oplossingen van ammoniumzouten.

Bijvoorbeeld , Kaliumhydroxide reageert met ammoniumnitraatoplossing:

NH 4 + NO 3 - + K + OH - = K + NO 3 - + NH 3 + H 2 O

! Wanneer zouten van amfotere metalen interageren met overtollige alkali, wordt een complex zout gevormd!

Laten we dit probleem in meer detail bekijken. Als het zout wordt gevormd door het metaal waarmee het overeenkomt amfoteer hydroxide , interageert met een kleine hoeveelheid alkali, waarna de gebruikelijke uitwisselingsreactie plaatsvindt en er een neerslag ontstaathydroxide van dit metaal .

Bijvoorbeeld , overtollig zinksulfaat reageert in oplossing met kaliumhydroxide:

ZnSO 4 + 2KOH = Zn(OH) 2 ↓ + K 2 SO 4

Bij deze reactie wordt echter geen base gevormd, maar mfoterische hydroxide. En zoals we hierboven al hebben aangegeven, amfotere hydroxiden lossen op in overmaat alkaliën om complexe zouten te vormen . T Dus wanneer zinksulfaat reageert met overtollige alkalische oplossing er wordt een complex zout gevormd, er vormt zich geen neerslag:

ZnSO 4 + 4KOH = K 2 + K 2 SO 4

We verkrijgen dus 2 schema's voor de interactie van metaalzouten, die overeenkomen met amfotere hydroxiden, met alkaliën:

amfoteer metaalzout (overmaat) + alkali = amfoteer hydroxide↓ + zout

amph.metaalzout + alkali (overmaat) = complex zout + zout

5. Alkaliën interageren met zure zouten.In dit geval worden middelmatige zouten of minder zure zouten gevormd.

zuur zout + alkali = medium zout + water

Bijvoorbeeld , Kaliumhydrosulfiet reageert met kaliumhydroxide en vormt kaliumsulfiet en water:

KHSO 3 + KOH = K 2 SO 3 + H 2 O

Het is erg handig om de eigenschappen van zure zouten te bepalen door het zure zout mentaal in 2 stoffen te breken: zuur en zout. We breken bijvoorbeeld natriumbicarbonaat NaHCO 3 in uolzuur H 2 CO 3 en natriumcarbonaat Na 2 CO 3. De eigenschappen van bicarbonaat worden grotendeels bepaald door de eigenschappen van koolzuur en de eigenschappen van natriumcarbonaat.

6. Alkaliën reageren met metalen in oplossing en smelten. In dit geval vindt er een oxidatie-reductiereactie plaats, die zich in de oplossing vormt complex zout En waterstof, in de smelt - middelmatig zout En waterstof.

Opmerking! Alleen die metalen waarvan het oxide met de minimale positieve oxidatietoestand van het metaal amfoteer is, reageren met alkaliën in oplossing!

Bijvoorbeeld , ijzer reageert niet met alkalische oplossingen, ijzer(II)oxide is basisch. A aluminium lost op in een waterige alkalioplossing, aluminiumoxide is amfoteer:

2Al + 2NaOH + 6H 2 + O = 2Na + 3H 2 0

7. Alkaliën hebben een wisselwerking met niet-metalen. In dit geval treden redoxreacties op. Gebruikelijk, niet-metalen zijn onevenredig in alkaliën. Ze reageren niet met alkaliën zuurstof, waterstof, stikstof, koolstof en inerte gassen (helium, neon, argon, enz.):

NaOH +O 2 ≠

NaOH +N2 ≠

NaOH+C ≠

Zwavel, chloor, broom, jodium, fosfor en andere niet-metalen onevenredig in alkaliën (dat wil zeggen, ze oxideren zichzelf en herstellen zichzelf).

Chloor bijvoorbeeldbij interactie met koude loog gaat in oxidatietoestanden -1 en +1:

2NaOH +Cl 2 0 = NaCl - + NaOCl + + H 2 O

Chloor bij interactie met hete loog gaat in oxidatietoestanden -1 en +5:

6NaOH +Cl 2 0 = 5NaCl - + NaCl +5 O 3 + 3H 2 O

Silicium geoxideerd door alkaliën tot oxidatietoestand +4.

Bijvoorbeeld, in oplossing:

2NaOH + Si 0 + H 2 + O= NaCl - + Na 2 Si +4 O 3 + 2H 2 0

Fluor oxideert alkaliën:

2F 2 0 + 4NaO -2 H = O 2 0 + 4NaF - + 2H 2 O

Meer over deze reacties leest u in het artikel.

8. Alkaliën ontleden niet bij verhitting.

De uitzondering is lithiumhydroxide:

2LiOH = Li2O + H2O


Onoplosbare base: koperhydroxide

Redenen- worden elektrolyten genoemd, in oplossingen waarvan er geen anionen zijn, behalve hydroxide-ionen (anionen zijn ionen met een negatieve lading, in dit geval zijn het OH-ionen). Titels redenen bestaat uit drie delen: woorden hydroxide , waaraan de naam van het metaal wordt toegevoegd (in genitief geval). Bijvoorbeeld, koperhydroxide(Cu(OH)2). Voor sommigen redenen Er kunnen bijvoorbeeld oude namen worden gebruikt natriumhydroxide(NaOH)- natriumloog.

Natriumhydroxide, natriumhydroxide, natriumloog, bijtende soda- het is allemaal dezelfde stof, chemische formule welke NaOH. Watervrij natriumhydroxide- het is wit kristallijne substantie. De oplossing is een heldere vloeistof die niet van water te onderscheiden is. Wees voorzichtig bij het gebruik! Bijtende soda verbrandt de huid ernstig!

De classificatie van basen is gebaseerd op hun vermogen om in water op te lossen. Sommige eigenschappen van basen zijn afhankelijk van de oplosbaarheid in water. Dus, gronden oplosbaar in water worden genoemd alkali. Deze omvatten natriumhydroxiden(NaOH), kaliumhydroxide(KOH), lithium (LiOH), soms voegen ze ook toe calcium hydroxide(Ca(OH) 2)), hoewel het in feite een enigszins oplosbare stof is wit(gebluste kalk).

Gronden krijgen

Gronden krijgen En alkaliën geproduceerd kan worden verschillende manieren. Voor het krijgen alkaliën kan worden gebruikt chemische reactie metaal met water. Dergelijke reacties verlopen met een zeer grote warmteafgifte, tot aan ontbranding (ontbranding vindt plaats als gevolg van het vrijkomen van waterstof tijdens de reactie).

2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2

Ongebluste kalk - CaO

CaO + H 2 O → Ca(OH) 2

Maar deze methoden werden niet gevonden in de industrie praktische betekenis, uiteraard, behalve de productie van calciumhydroxide Ca(OH) 2. Ontvangst natriumhydroxide En kaliumhydroxide die verband houden met het gebruik elektrische stroom. Tijdens de elektrolyse van een waterige oplossing van natrium- of kaliumchloride komt waterstof vrij aan de kathode en chloor aan de anode, terwijl de oplossing waarin elektrolyse plaatsvindt zich ophoopt. alkali!

KCl + 2H 2 O → 2KOH + H 2 + Cl 2 (deze reactie vindt plaats wanneer er een elektrische stroom door de oplossing wordt geleid).

Onoplosbare basen belegerd alkaliën uit oplossingen van de overeenkomstige zouten.

CuSO 4 + 2NaOH → Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4

Eigenschappen van basen

Alkaliën Hitte bestendig. Natriumhydroxide Je kunt het smelten en de smelt aan de kook brengen, maar het zal niet ontleden. Alkaliën reageren gemakkelijk met zuren, wat resulteert in de vorming van zout en water. Deze reactie wordt ook wel de neutralisatiereactie genoemd.

KOH + HCl → KCl + H2O

Alkaliën interageren met zuuroxiden, wat resulteert in de vorming van zout en water.

2NaOH + CO 2 → Na 2 CO 3 + H 2 O

Onoplosbare basen In tegenstelling tot alkaliën zijn het thermisch onstabiele stoffen. Sommigen van hen zijn bijvoorbeeld koperhydroxide, ontleden bij verhitting,

Cu(OH) 2 + CuO → H 2 O
anderen - zelfs met kamertemperatuur(bijvoorbeeld zilverhydroxide - AgOH).

Onoplosbare basen interageren met zuren, de reactie vindt alleen plaats als het zout dat tijdens de reactie wordt gevormd, oplost in water.

Cu(OH) 2 + 2HCl → CuCl 2 + 2H 2 O

Oplossen van een alkalimetaal in water waarbij de indicatorkleur verandert in helder rood

Alkalimetalen zijn metalen die bij interactie met water ontstaan alkali. Een typische vertegenwoordiger van alkalimetalen is natrium Na. Natrium is lichter dan water, dus de chemische reactie met water vindt plaats op het oppervlak. Natrium lost actief op in water en verdringt waterstof daaruit, waardoor natriumalkali (of natriumhydroxide) wordt gevormd - natronloog NaOH. De reactie verloopt als volgt:

2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2

Alle alkalimetalen gedragen zich op een vergelijkbare manier. Als je, voordat je de reactie start, de indicator fenolftaleïne aan het water toevoegt en vervolgens een stukje natrium in het water laat zakken, dan zal het natrium door het water glijden en een felroze spoor achterlaten van de resulterende alkali (de alkalikleurt fenolftaleïne in roze kleur)

IJzerhydroxide

IJzerhydroxide vormt de basis. IJzer vormt, afhankelijk van de mate van oxidatie, twee verschillende bases: ijzerhydroxide, waarbij ijzer valenties (II) - Fe(OH) 2 en (III) - Fe(OH) 3 kan hebben. Net als de basen gevormd door de meeste metalen, zijn beide ijzerbasen onoplosbaar in water.


IJzerhydroxide(II) - een witte gelatineuze substantie (precipitaat in oplossing), die sterk is herstellende eigenschappen. Daarnaast, ijzerhydroxide(II) zeer onstabiel. Als naar de oplossing ijzerhydroxide(II) Voeg een beetje alkali toe, er zal zich een groen neerslag vormen, dat snel donker wordt en verandert in een bruin ijzerneerslag (III).

IJzerhydroxide(III) heeft amfotere eigenschappen, maar de zure eigenschappen zijn veel minder uitgesproken. Krijgen ijzerhydroxide(III) is daardoor mogelijk chemische reactie uitwisseling tussen ijzerzout en alkali. Bijvoorbeeld

Fe 2 (SO 4) 3 + 6 NaOH → 3 Na 2 SO 4 +2 Fe(OH) 3

a) het verkrijgen van gronden.

1) De algemene methode voor het bereiden van basen is een uitwisselingsreactie, met behulp waarvan zowel onoplosbare als oplosbare basen kunnen worden verkregen:

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

K 2 CO 3 + Ba(OH) 2 = 2KOH + BaCO 3 .

Wanneer met deze methode oplosbare basen worden verkregen, slaat een onoplosbaar zout neer.

2) Alkaliën kunnen ook worden verkregen door alkali- en aardalkalimetalen of hun oxiden met water te laten reageren:

2Li + 2H2O = 2LiOH + H2,

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

3) Alkaliën worden in de technologie meestal verkregen door elektrolyse van waterige oplossingen van chloriden:

B)chemischeigenschappen van basen.

1) De meest karakteristieke reactie van basen is hun interactie met zuren: de neutralisatiereactie. Zowel alkaliën als onoplosbare basen komen erin terecht:

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

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

2) Hierboven werd getoond hoe alkaliën interageren met zure en amfotere oxiden.

3) Wanneer alkaliën interageren met oplosbare zouten, worden een nieuw zout en een nieuwe base gevormd. Een dergelijke reactie verloopt pas voltooid wanneer ten minste één van de resulterende stoffen neerslaat.

FeCl 3 + 3 KOH = Fe(OH) 3  + 3 KCl

4) Bij verhitting ontleden de meeste basen, met uitzondering van alkalimetaalhydroxiden, in het overeenkomstige oxide en water:

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

Ca(OH)2 = CaO + H2O.

ZUREN – complexe stoffen waarvan de moleculen bestaan ​​uit één of meer waterstofatomen en een zuurresidu. De samenstelling van zuren kan worden uitgedrukt door de algemene formule H x A, waarbij A het zuurresidu is. Waterstofatomen in zuren kunnen worden vervangen of uitgewisseld met metaalatomen, wat resulteert in de vorming van zouten.

Als een zuur zo'n waterstofatoom bevat, dan is het een monobasisch zuur (HCl - zoutzuur, HNO 3 - salpeterzuur, HСlO - hypochloorzuur, CH 3 COOH - azijnzuur); twee waterstofatomen - tweebasische zuren: H 2 SO 4 - zwavelzuur, H 2 S - waterstofsulfide; drie waterstofatomen zijn tribasisch: H 3 PO 4 – orthofosforzuur, H 3 AsO 4 – orthoarseen.

Afhankelijk van de samenstelling van het zuurresidu worden zuren verdeeld in zuurstofvrij (H 2 S, HBr, HI) en zuurstofhoudend (H 3 PO 4, H 2 SO 3, H 2 CrO 4). In moleculen van zuurstofhoudende zuren zijn waterstofatomen via zuurstof verbonden met het centrale atoom: H – O – E. De namen van zuurstofvrije zuren worden gevormd uit de wortel van de Russische naam voor een niet-metaal, de verbindende klinker - O- en de woorden “waterstof” (H 2 S – waterstofsulfide). De namen van zuurstofhoudende zuren worden als volgt gegeven: als het niet-metaal (minder vaak een metaal) in het zuurresidu zich in de hoogste mate van oxidatie bevindt, worden achtervoegsels toegevoegd aan de wortel van de Russische naam van het element -N-, -ev-, of - ov- en dan het einde -en ik-(H 2 SO 4 - zwavel, H 2 CrO 4 - chroom). Als de oxidatietoestand van het centrale atoom lager is, wordt het achtervoegsel gebruikt -ist-(H 2 SO 3 – zwavelhoudend). Als een niet-metaal een aantal zuren vormt, worden andere achtervoegsels gebruikt (HClO - chloor ovatist aya, HClO 2 – chloor ist aya, HClO 3 – chloor ovaal aya, HClO 4 – chloor N en ik).

MET
Vanuit het oogpunt van de theorie van elektrolytische dissociatie zijn zuren elektrolyten die dissociëren in een waterige oplossing om alleen waterstofionen als kationen te vormen:

N x A xN + +A x-

De aanwezigheid van H + -ionen veroorzaakt de kleurverandering van indicatoren in zure oplossingen: lakmoes (rood), methyloranje (roze).

Bereiding en eigenschappen van zuren

A) productie van zuren.

1) Zuurstofvrije zuren kunnen worden verkregen door niet-metalen rechtstreeks te combineren met waterstof en vervolgens de overeenkomstige gassen in water op te lossen:

2) Zuurstofhoudende zuren kunnen vaak worden verkregen door zuuroxiden met water te laten reageren.

3) Zowel zuurstofvrije als zuurstofhoudende zuren kunnen worden verkregen door uitwisselingsreacties tussen zouten en andere zuren:

BaBr 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2 HBr,

CuSO 4 + H 2 S = H 2 SO 4 + CuS ,

FeS+ H 2 SO 4 (opgelost) = H 2 S  + FeSO 4,

NaCl (vast) + H 2 SO 4 (geconc.) = HCl  + NaHSO 4,

AgNO 3 + HCl = AgCl + HNO 3,

4) In sommige gevallen kunnen redoxreacties worden gebruikt om zuren te produceren:

3P + 5HNO 3 + 2H 2 O = 3H 3 PO 4 + 5NO 

B ) chemische eigenschappen van zuren.

1) Zuren interageren met basen en amfotere hydroxiden. In dit geval kunnen vrijwel onoplosbare zuren (H 2 SiO 3, H 3 BO 3) alleen reageren met oplosbare alkaliën.

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

2) De interactie van zuren met basische en amfotere oxiden is hierboven besproken.

3) De interactie van zuren met zouten is een uitwisselingsreactie met de vorming van zout en water. Deze reactie verloopt tot voltooiing als het reactieproduct een onoplosbare of vluchtige stof is, of een zwakke elektrolyt.

Ni 2 SiO 3 +2HCl=2NaCl+H 2 SiO 3

Na 2 CO 3 +H 2 SO 4 =Na 2 SO 4 +H 2 O+CO 2 

4) De interactie van zuren met metalen is een oxidatie-reductieproces. Reductiemiddel - metaal, oxidatiemiddel - waterstofionen (niet-oxiderende zuren: HCl, HBr, HI, H 2 SO 4 (verdund), H 3 PO 4) of een anion van het zuurresidu (oxiderende zuren: H 2 SO 4 ( conc), HNO 3 (einde en pauze)). De reactieproducten van de interactie van niet-oxiderende zuren met metalen in de spanningsreeks tot aan waterstof zijn zout en waterstofgas:

Zn+H 2 SO 4(dil) =ZnSO 4 +H 2 

Zn+2HCl=ZnCl2+H2 

Oxiderende zuren hebben een wisselwerking met bijna alle metalen, inclusief laagactieve (Cu, Hg, Ag), en de producten van de reductie van het zure anion, zout en water worden gevormd:

Cu + 2H 2 SO 4 (conc.) = CuSO 4 + SO 2  + 2 H 2 O,

Pb + 4HNO 3(conc) = Pb(NO 3) 2 +2NO 2 + 2H 2 O

AMFOTERISCHE HYDROXIDES vertonen zuur-base dualiteit: ze reageren met zuren als basen:

2Cr(OH) 3 + 3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O,

en met basen - zoals zuren:

Cr(OH) 3 + NaOH = Na (de reactie vindt plaats in een alkalische oplossing);

Cr(OH) 3 + NaOH = NaCrO 2 + 2H 2 O (de reactie vindt plaats tussen vaste stoffen tijdens fusie).

Amfotere hydroxiden vormen zouten met sterke zuren en basen.

Net als andere onoplosbare hydroxiden ontleden amfotere hydroxiden bij verhitting tot oxide en water:

Be(OH) 2 = BeO+H2O.

ZOUTIonische bestanddelen, bestaande uit metaalkationen (of ammonium) en anionen van zuurresten. Elk zout kan worden beschouwd als een product van de neutralisatiereactie van een base met een zuur. Afhankelijk van de verhouding zuur en base worden zouten verkregen: gemiddeld(ZnSO 4, MgCl 2) – het product van volledige neutralisatie van de base met zuur, zuur(NaHCO 3, KH 2 PO 4) - met overtollig zuur, eenvoudig(CuOHCl, AlOHSO 4) – met een overmaat aan base.

De namen van zouten volgens de internationale nomenclatuur zijn gevormd uit twee woorden: de naam van het zure anion in nominatief geval en het metaalkation in de ouder, die de oxidatietoestand ervan aangeeft, als deze variabel is, met een Romeins cijfer tussen haakjes. Bijvoorbeeld: Cr 2 (SO 4) 3 – chroom (III) sulfaat, AlCl 3 – aluminiumchloride. De namen van zure zouten worden gevormd door het woord toe te voegen hydro- of dihydro-(afhankelijk van het aantal waterstofatomen in het hydroanion): Ca(HCO 3) 2 - calciumbicarbonaat, NaH 2 PO 4 - natriumdiwaterstoffosfaat. De namen van de belangrijkste zouten worden gevormd door de woorden toe te voegen hydroxo- of dihydroxo-: (AlOH)Cl 2 – aluminiumhydroxychloride, 2 SO 4 – chroom(III) dihydroxosulfaat.

Bereiding en eigenschappen van zouten

A ) chemische eigenschappen van zouten.

1) De interactie van zouten met metalen is een oxidatie-reductieproces. In dit geval verdringt het metaal dat zich links in de elektrochemische reeks spanningen bevindt, de daaropvolgende spanningen uit oplossingen van hun zouten:

Zn+CuSO 4 =ZnSO 4 +Cu

Alkali- en aardalkalimetalen niet gebruiken voor de reductie van andere metalen uit waterige oplossingen van hun zouten, omdat ze een wisselwerking hebben met water en waterstof verdringen:

2Na+2H2O=H2+2NaOH.

2) De interactie van zouten met zuren en alkaliën werd hierboven besproken.

3) De interactie van zouten met elkaar in oplossing vindt alleen onomkeerbaar plaats als een van de producten een enigszins oplosbare stof is:

BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4  + 2NaCl.

4) Hydrolyse van zouten - wissel ontleding van sommige zouten uit met water. De hydrolyse van zouten zal in detail worden besproken in het onderwerp “elektrolytische dissociatie”.

B) methoden om zouten te verkrijgen.

In de laboratoriumpraktijk worden meestal de volgende methoden voor het verkrijgen van zouten gebruikt, gebaseerd op de chemische eigenschappen van verschillende klassen verbindingen en eenvoudige stoffen:

1) Interactie van metalen met niet-metalen:

Cu+Cl2 = CuCl2,

2) Interactie van metalen met zoutoplossingen:

Fe+CuCl2=FeCl2+Cu.

3) Interactie van metalen met zuren:

Fe+2HCl=FeCl2+H2 .

4) Interactie van zuren met basen en amfotere hydroxiden:

3HCl+Al(OH)3=AlCl3+3H2O.

5) Interactie van zuren met basische en amfotere oxiden:

2HNO 3 +CuO=Cu(NO 3) 2 +2H 2 O.

6) Interactie van zuren met zouten:

HCl+AgNO 3 =AgCl+HNO 3.

7) Interactie van alkaliën met zouten in oplossing:

3KOH+FeCl3 =Fe(OH)3 +3KCl.

8) Interactie van twee zouten in oplossing:

NaCl + AgNO 3 = NaNO 3 + AgCl.

9) Interactie van alkaliën met zure en amfotere oxiden:

Ca(OH) 2 +CO 2 =CaCO 3 +H 2 O.

10) Interactie van oxiden van verschillende aard samen:

CaO+CO2 = CaCO3.

Zouten worden in de natuur aangetroffen in de vorm van mineralen en gesteenten, in opgeloste toestand in het water van oceanen en zeeën.

keer bekeken