Những tính chất hóa học nào là đặc trưng của bazơ? Axit và bazơ
Bazơ là các hợp chất phức tạp bao gồm hai thành phần cấu trúc chính:
- Nhóm Hydroxo (một hoặc nhiều). Do đó, tên thứ hai của các chất này là “hydroxit”.
- Nguyên tử kim loại hoặc ion amoni (NH4+).
Tên của bazơ xuất phát từ việc kết hợp tên của cả hai thành phần của nó: ví dụ: canxi hydroxit, hydroxit đồng, hydroxit bạc, v.v.
Ngoại lệ duy nhất đối với nguyên tắc chung Sự hình thành các bazơ cần được xem xét khi nhóm hydroxo không gắn vào kim loại mà gắn với cation amoni (NH4+). Chất này được hình thành khi amoniac hòa tan trong nước.
Nếu chúng ta nói về tính chất của các bazơ, thì cần lưu ý ngay rằng hóa trị của nhóm hydroxo bằng một, theo đó, số lượng các nhóm này trong phân tử sẽ phụ thuộc trực tiếp vào hóa trị của các kim loại phản ứng. Ví dụ trong trường hợp này là công thức của các chất như NaOH, Al(OH)3, Ca(OH)2.
Tính chất hóa học của bazơ được thể hiện trong phản ứng của chúng với axit, muối, các bazơ khác, cũng như trong tác dụng của chúng với các chất chỉ thị. Đặc biệt, chất kiềm có thể được xác định bằng cách cho dung dịch của chúng tiếp xúc với một chất chỉ thị nhất định. Trong trường hợp này, nó sẽ thay đổi màu sắc một cách đáng chú ý: ví dụ, nó sẽ chuyển từ màu trắng sang màu xanh và phenolphtalein sẽ chuyển sang màu đỏ thẫm.
Tính chất hóa học của bazơ, thể hiện ở sự tương tác của chúng với axit, dẫn đến các phản ứng trung hòa nổi tiếng. Bản chất của phản ứng này là các nguyên tử kim loại, kết hợp với dư lượng axit, tạo thành muối, nhóm hydroxo và ion hydro khi kết hợp sẽ được chuyển thành nước. Phản ứng này được gọi là phản ứng trung hòa vì sau đó không còn chất kiềm hoặc axit.
đặc trưng Tính chất hóa học bazơ cũng được biểu hiện trong phản ứng của chúng với muối. Điều đáng chú ý là chỉ có chất kiềm mới phản ứng với muối hòa tan. Đặc điểm cấu trúc của các chất này dẫn đến sự hình thành một loại muối mới và một bazơ mới, thường không hòa tan, do phản ứng.
Cuối cùng, tính chất hóa học của bazơ thể hiện một cách hoàn hảo trong quá trình tiếp xúc với nhiệt - sưởi ấm. Ở đây, khi thực hiện một số thí nghiệm nhất định, cần lưu ý rằng hầu hết tất cả các bazơ, ngoại trừ chất kiềm, đều hoạt động cực kỳ không ổn định khi đun nóng. Phần lớn chúng phân hủy gần như ngay lập tức thành oxit và nước tương ứng. Và nếu chúng ta lấy bazơ của các kim loại như bạc và thủy ngân, thì trong điều kiện bình thường chúng ta không thể thu được chúng, vì chúng đã bắt đầu phân hủy ở nhiệt độ phòng.
Bazơ, hydroxit lưỡng tính
Bazơ là những chất phức tạp gồm có các nguyên tử kim loại và một hoặc nhiều nhóm hydroxyl (-OH). Công thức chung Me +y (OH) y, trong đó y là số nhóm hydroxo, tương đương với mức độ quá trình oxy hóa kim loại Me. Bảng này cho thấy sự phân loại của các căn cứ.
Tính chất của kiềm, hydroxit của kim loại kiềm và kiềm thổ
1. Chạm vào dung dịch kiềm có mùi xà phòng, chất chỉ thị đổi màu: quỳ tím - trong Màu xanh, phenolphtalein - thành màu đỏ thẫm.
2. Dung dịch nước phân ly:
3. Tương tác với axit, tham gia phản ứng trao đổi:
Bazơ polyaxit có thể tạo ra muối trung bình và bazơ:
4. Tương tác với oxit axit, tạo thành muối trung bình và muối axit tùy thuộc vào tính bazơ của axit tương ứng với oxit này:
5. Tương tác với các oxit, hydroxit lưỡng tính:
a) sự kết hợp:
b) trong giải pháp:
6. Tương tác với các muối tan trong nước nếu tạo thành kết tủa hoặc khí:
Các bazơ không hòa tan (Cr(OH) 2, Mn(OH) 2, v.v.) tương tác với axit và phân hủy khi đun nóng:
Hydroxit lưỡng tính
Các hợp chất lưỡng tính là các hợp chất, tùy theo điều kiện, có thể vừa là chất cho cation hydro, vừa có tính axit, vừa là chất nhận, tức là có tính chất bazơ.
Tính chất hóa học của hợp chất lưỡng tính
1. Tương tác với axit mạnh, chúng thể hiện các tính chất cơ bản:
Zn(OH) 2 + 2HCl = ZnCl 2 + 2H 2 O
2. Tương tác với chất kiềm - bazơ mạnh, chúng có tính axit:
Zn(OH) 2 + 2NaOH = Na 2 ( muối phức)
Al(OH) 3 + NaOH = Na ( muối phức)
Các hợp chất phức tạp là những hợp chất trong đó có ít nhất một liên kết cộng hóa trị được hình thành theo cơ chế cho-chấp.
Phương pháp chung để điều chế bazơ dựa trên các phản ứng trao đổi, nhờ đó có thể thu được cả bazơ không hòa tan và bazơ hòa tan.
CuSO 4 + 2KOH = Cu(OH) 2 ↓ + K 2 SO 4
K 2 CO 3 + Ba(OH) 2 = 2 KOH + BaCO 3 ↓
Khi thu được các bazơ hòa tan bằng phương pháp này, một muối không hòa tan sẽ kết tủa.
Khi chuẩn bị các bazơ lưỡng tính không tan trong nước, cần tránh dư thừa kiềm vì có thể xảy ra sự hòa tan của bazơ lưỡng tính, ví dụ:
AlCl3 + 4KOH = K[Al(OH) 4 ] + 3KCl
Trong những trường hợp như vậy, amoni hydroxit được sử dụng để thu được hydroxit, trong đó hydroxit lưỡng tính không hòa tan:
AlCl 3 + 3NH 3 + ZH 2 O = Al(OH) 3 ↓ + 3NH 4 Cl
Bạc và hydroxit thủy ngân phân hủy dễ dàng đến mức khi cố gắng thu được chúng bằng phản ứng trao đổi, thay vì hydroxit, các oxit sẽ kết tủa:
2AgNO 3 + 2KOH = Ag 2 O↓ + H 2 O + 2KNO 3
Trong công nghiệp, chất kiềm thường thu được bằng cách điện phân dung dịch clorua.
2NaCl + 2H 2 O → ϟ → 2NaOH + H 2 + Cl 2
Chất kiềm cũng có thể thu được bằng cách cho kim loại kiềm và kiềm thổ hoặc oxit của chúng phản ứng với nước.
2Li + 2H2O = 2LiOH + H2
SrO + H 2 O = Sr(OH) 2
Axit
Axit là những chất phức tạp có phân tử bao gồm các nguyên tử hydro có thể được thay thế bằng các nguyên tử kim loại và dư lượng axit. Tại điều kiện bình thường axit có thể ở dạng rắn (phosphoric H 3 PO 4; silicon H 2 SiO 3) và dạng lỏng (ở dạng nguyên chất, chất lỏng sẽ là axit sulfuric H2SO4).
Các khí như hydro clorua HCl, hydro bromua HBr, hydro sunfua H 2 S tạo thành các axit tương ứng trong dung dịch nước. Số lượng ion hydro được hình thành bởi mỗi phân tử axit trong quá trình phân ly quyết định điện tích của dư lượng axit (anion) và tính bazơ của axit.
Dựa theo lý thuyết phân giải axit và bazơ,được đề xuất đồng thời bởi nhà hóa học người Đan Mạch Brønsted và nhà hóa học người Anh Lowry, axit là một chất Tách ra với phản ứng này proton, MỘT nền tảng- chất có thể nhận proton.
axit → bazơ + H +
Dựa trên những ý tưởng như vậy, rõ ràng tính chất cơ bản của amoniac, trong đó, do sự hiện diện của cặp electron đơn độc ở nguyên tử nitơ, sẽ chấp nhận một proton một cách hiệu quả khi tương tác với axit, tạo thành ion amoni thông qua liên kết cho-chấp.
HNO 3 + NH 3 ⇆ NH 4 + + NO 3 —
axit bazơ axit bazơ
Định nghĩa tổng quát hơn về axit và bazơ do nhà hóa học người Mỹ G. Lewis đề xuất. Ông cho rằng các tương tác axit-bazơ hoàn toàn không nhất thiết xảy ra với sự chuyển proton. Trong việc xác định axit và bazơ theo Lewis, vai trò chính là phản ứng hoá họcđược đưa ra cặp electron
Các cation, anion hoặc phân tử trung tính có thể nhận một hoặc nhiều cặp electron được gọi là Axit Lewis.
Ví dụ, nhôm florua AlF 3 là một axit, vì nó có thể nhận một cặp electron khi tương tác với amoniac.
AlF3 + :NH 3 ⇆ :
Cation, anion hoặc phân tử trung tính có khả năng cho cặp electron được gọi là bazơ Lewis (amoniac là bazơ).
Định nghĩa của Lewis bao gồm tất cả các quá trình axit-bazơ đã được xem xét bởi các lý thuyết đề xuất trước đó. Bảng so sánh các định nghĩa về axit và bazơ hiện đang được sử dụng.
Danh pháp axit
Vì có nhiều định nghĩa khác nhau về axit nên việc phân loại và danh pháp của chúng khá tùy tiện.
Theo số lượng nguyên tử hydro có khả năng loại bỏ trong dung dịch nước, axit được chia thành đơn âm(ví dụ HF, HNO 2), lưỡng tính(H 2 CO 3, H 2 SO 4) và bộ lạc(H3PO4).
Theo thành phần của axit, chúng được chia thành không có oxy(HCl, H2S) và chứa oxy(HClO4, HNO3).
Thường xuyên tên các axit có chứa oxy bắt nguồn từ tên của phi kim có thêm đuôi -kai, -vaya, nếu trạng thái oxy hóa của phi kim bằng số nhóm. Khi trạng thái oxy hóa giảm dần thì các hậu tố thay đổi (theo thứ tự trạng thái oxy hóa giảm dần của kim loại): -đục, rỉ sét, -ovish:
Nếu chúng ta xem xét độ phân cực của liên kết hydro-phi kim trong một chu kỳ, chúng ta có thể dễ dàng liên hệ độ phân cực của liên kết này với vị trí của nguyên tố trong Bảng tuần hoàn. Từ các nguyên tử kim loại dễ mất electron hóa trị, nguyên tử hydro nhận các electron này, tạo thành lớp vỏ hai electron ổn định giống như vỏ nguyên tử helium và cho ra các hydrua kim loại ion.
Trong các hợp chất hydro của các nguyên tố thuộc nhóm III-IV của Bảng tuần hoàn, boron, nhôm, carbon và silicon tạo thành liên kết cộng hóa trị, phân cực yếu với các nguyên tử hydro không dễ bị phân ly. Đối với các nguyên tố thuộc nhóm V-VII của Bảng tuần hoàn, trong một chu kỳ, độ phân cực của liên kết phi kim-hydro tăng theo điện tích của nguyên tử, nhưng sự phân bố điện tích trong lưỡng cực thu được khác với trong hợp chất hydro của các nguyên tố đó. có xu hướng nhường electron. Các nguyên tử phi kim, cần nhiều electron để hoàn thành lớp vỏ electron, thu hút (phân cực) một cặp electron liên kết càng mạnh thì điện tích hạt nhân càng lớn. Do đó, trong dãy CH 4 - NH 3 - H 2 O - HF hoặc SiH 4 - PH 3 - H 2 S - HCl, liên kết với các nguyên tử hydro, trong khi vẫn giữ nguyên cộng hóa trị, có bản chất phân cực hơn và nguyên tử hydro trong Lưỡng cực liên kết nguyên tố-hydro trở nên dương điện hơn. Nếu các phân tử phân cực tìm thấy trong dung môi phân cực thì quá trình phân ly điện phân có thể xảy ra.
Chúng ta hãy thảo luận về hành vi của axit chứa oxy trong dung dịch nước. Các axit này có Kết nối N-O-E và, một cách tự nhiên, độ phân cực của liên kết H-O bị ảnh hưởng bởi Kết nối OE. Do đó, các axit này thường phân ly dễ dàng hơn nước.
H 2 SO 3 + H 2 O ⇆ H 3 O + + HSO 3
HNO 3 + H 2 O ⇆ H 3 O + + NO 3
Hãy xem xét một vài ví dụ tính chất của axit chứa oxy,được hình thành bởi các nguyên tố có khả năng biểu hiện mức độ oxy hóa khác nhau. Người ta biết rằng axit hypoclorơ HClO rất yếu axit clorơ HClO 2 cũng yếu đuối, nhưng mạnh hơn hypochlorous, axit hypochlorous HClO 3 mạnh. Axit pecloric HClO 4 là một trong mạnh nhất axit vô cơ.
Đối với sự phân ly kiểu axit (có loại bỏ ion H), cần phải có sự phá vỡ Kết nối O-N. Làm thế nào có thể giải thích sự giảm độ bền của liên kết này trong dãy HClO - HClO 2 - HClO 3 - HClO 4? Trong chuỗi này, số lượng nguyên tử oxy liên kết với nguyên tử clo trung tâm tăng lên. Mỗi khi một liên kết oxy-clo mới được hình thành, mật độ electron được rút ra từ nguyên tử clo và do đó từ liên kết đơn O-Cl. Kết quả là mật độ electron một phần rời khỏi liên kết O-H, kết quả là liên kết này bị suy yếu.
Mẫu này - tăng cường tính chất axit với mức độ oxy hóa ngày càng tăng của nguyên tử trung tâm - đặc trưng không chỉ của clo mà còn của các nguyên tố khác. Ví dụ, axit nitric HNO 3, trong đó trạng thái oxy hóa của nitơ là +5, mạnh hơn axit nito HNO 2 (trạng thái oxy hóa nitơ +3); axit sulfuric H 2 SO 4 (S +6) mạnh hơn axit sunfuric H 2 SO 3 (S +4).
Thu được axit
1. Có thể thu được axit không chứa oxy bằng cách kết hợp trực tiếp phi kim loại với hydro.
H 2 + Cl 2 → 2HCl,
H 2 + S ⇆ H 2 S
2. Có thể thu được một số axit chứa oxy tương tác của oxit axit với nước.
3. Có thể thu được cả axit không chứa oxy và axit chứa oxy bằng phản ứng trao đổi chất giữa muối và các axit khác.
BaBr 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2НВr
CuSO 4 + H 2 S = H 2 SO 4 + CuS↓
FeS + H 2 SO 4 (pa zb) = H 2 S + FeSO 4
NaCl (T) + H 2 SO 4 (conc) = HCl + NaHSO 4
AgNO 3 + HCl = AgCl↓ + HNO 3
CaCO 3 + 2HBr = CaBr 2 + CO 2 + H 2 O
4. Một số axit có thể thu được bằng cách sử dụng phản ứng oxi hóa khử.
H 2 O 2 + SO 2 = H 2 SO 4
3P + 5HNO 3 + 2H 2 O = ZN 3 PO 4 + 5NO 2
Vị chua, ảnh hưởng đến các chất chỉ thị, độ dẫn điện, tương tác với kim loại, oxit bazơ và lưỡng tính, bazơ và muối, tạo thành este với rượu - những tính chất này thường có ở axit vô cơ và hữu cơ.
có thể chia thành hai loại phản ứng:
1) là phổ biến Vì axit phản ứng có liên quan đến sự hình thành ion hydronium H 3 O + trong dung dịch nước;
2) cụ thể(tức là đặc trưng) phản ứng axit cụ thể.
Ion hydro có thể đi vào oxi hóa khử phản ứng khử thành hydro và trong phản ứng tổng hợp với các hạt tích điện âm hoặc trung hòa có các cặp electron đơn độc, tức là trong phản ứng axit-bazơ.
ĐẾN Thuộc tính chung axit bao gồm các phản ứng của axit với kim loại trong chuỗi điện thế đến hydro, ví dụ:
Zn + 2Н + = Zn 2+ + Н 2
Phản ứng axit-bazơ bao gồm các phản ứng với các oxit và bazơ cơ bản, cũng như với các muối trung gian, bazơ và đôi khi có tính axit.
2 CO 3 + 4HBr = 2CuBr 2 + CO 2 + 3H 2 O
Mg(HCO 3) 2 + 2HCl = MgCl 2 + 2CO 2 + 2H 2 O
2KHSO 3 + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2SO 2 + 2H 2 O
Lưu ý rằng các axit đa bazơ phân ly từng bước và ở mỗi bước tiếp theo, quá trình phân ly khó khăn hơn, do đó, khi dư thừa axit, muối axit thường được hình thành hơn là các muối trung bình.
Ca 3 (PO 4) 2 + 4H 3 PO 4 = 3Ca (H 2 PO 4) 2
Na 2 S + H 3 PO 4 = Na 2 HPO 4 + H 2 S
NaOH + H 3 PO 4 = NaH 2 PO 4 + H 2 O
KOH + H 2 S = KHS + H 2 O
Thoạt nhìn, sự hình thành muối axit có vẻ đáng ngạc nhiên đơn âm acid hydrofluoric. Tuy nhiên, thực tế này có thể được giải thích. Không giống như tất cả các axit hydrohalic khác, axit hydrofluoric trong dung dịch bị polyme hóa một phần (do hình thành liên kết hydro) và có thể chứa các hạt khác nhau(HF) X, cụ thể là H 2 F 2, H 3 F 3, v.v.
Một trường hợp đặc biệt của cân bằng axit-bazơ - phản ứng của axit, bazơ với chất chỉ thị thay đổi màu sắc tùy thuộc vào độ axit của dung dịch. Chất chỉ thị dùng trong phân tích định tính để phát hiện axit, bazơ trong các giải pháp.
Các chỉ số được sử dụng phổ biến nhất là quỳ tím(V trung lập môi trường màu tím, V. chua - màu đỏ, V. có tính kiềm - màu xanh), metyl da cam(V chua môi trường màu đỏ, V. trung lập - quả cam, V. có tính kiềm - màu vàng), phenolphtalein(V có tính kiềm cao môi trường màu đỏ mâm xôi, V. trung tính và axit - không màu).
Thuộc tính cụ thể các axit khác nhau có thể có hai loại: thứ nhất, các phản ứng dẫn đến sự hình thành muối không hòa tan, và thứ hai, các chuyển hóa oxi hóa khử. Nếu các phản ứng liên quan đến sự có mặt của ion H + là chung cho tất cả các axit (phản ứng định tính để phát hiện axit), thì các phản ứng cụ thể được sử dụng làm phản ứng định tính cho từng axit:
Ag ++ Cl - = AgCl (kết tủa trắng)
Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 (kết tủa trắng)
3Ag + + PO 4 3 - = Ag 3 PO 4 (kết tủa màu vàng)
Một số phản ứng cụ thể của axit là do tính chất oxi hóa khử của chúng.
Axit anoxic trong dung dịch nước chỉ có thể bị oxy hóa.
2KMnO 4 + 16HCl = 5Сl 2 + 2КСl + 2МnСl 2 + 8Н 2 O
H 2 S + Br 2 = S + 2НВг
Các axit chứa oxy chỉ có thể bị oxy hóa nếu nguyên tử trung tâm trong chúng ở trạng thái oxy hóa thấp hơn hoặc trung gian, ví dụ như trong axit sunfuric:
H 2 SO 3 + Cl 2 + H 2 O = H 2 SO 4 + 2HCl
Nhiều axit chứa oxy, trong đó nguyên tử trung tâm có trạng thái oxy hóa tối đa (S +6, N +5, Cr +6), thể hiện tính chất của tác nhân oxy hóa mạnh. H 2 SO 4 đậm đặc là chất có tính oxi hóa mạnh.
Cu + 2H 2 SO 4 (conc) = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
Pb + 4HNO 3 = Pb(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
C + 2H 2 SO 4 (conc) = CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O
Cần nhớ rằng:
- Dung dịch axit phản ứng với các kim loại ở bên trái hydro trong chuỗi điện hóa, tuân theo một số điều kiện, trong đó quan trọng nhất là sự hình thành muối hòa tan do phản ứng. Sự tương tác của HNO 3 và H 2 SO 4 (kết hợp) với kim loại diễn ra khác nhau.
Axit sulfuric đậm đặc ở nhiệt độ lạnh làm thụ động nhôm, sắt và crom.
- Trong nước, axit phân ly thành cation hydro và anion của dư lượng axit, ví dụ:
- Axit vô cơ và hữu cơ phản ứng với oxit bazơ và oxit lưỡng tính với điều kiện tạo thành muối hòa tan:
- Cả hai axit đều phản ứng với bazơ. Axit đa bazơ có thể tạo thành cả muối trung gian và muối axit (đây là những phản ứng trung hòa):
- Phản ứng giữa axit và muối chỉ xảy ra nếu tạo thành kết tủa hoặc khí:
Sự tương tác của H 3 PO 4 với đá vôi sẽ dừng lại do hình thành kết tủa Ca 3 (PO 4) 2 cuối cùng không tan trên bề mặt.
Điểm đặc biệt về tính chất của axit nitric HNO 3 và axit sunfuric H 2 SO 4 (conc.) đậm đặc là do khi chúng tương tác với chất đơn giản(kim loại và phi kim loại) các tác nhân oxy hóa sẽ không phải là cation H + mà là các ion nitrat và sunfat. Thật hợp lý khi cho rằng kết quả của những phản ứng như vậy không phải là hydro H2 được hình thành mà là các chất khác thu được: nhất thiết là muối và nước, cũng như một trong những sản phẩm của quá trình khử các ion nitrat hoặc sunfat, tùy thuộc vào nồng độ của axit, vị trí của kim loại trong chuỗi điện áp và điều kiện phản ứng (nhiệt độ, mức độ mài kim loại, v.v.).
Những đặc điểm về tính chất hóa học của HNO 3 và H 2 SO 4 (phần kết) minh họa rõ ràng cho luận điểm của lý thuyết cấu tạo hóa học về sự ảnh hưởng lẫn nhau của các nguyên tử trong phân tử các chất.
Các khái niệm về tính biến động và tính ổn định (ổn định) thường bị nhầm lẫn. Axit dễ bay hơi là axit mà các phân tử của nó dễ dàng chuyển sang trạng thái khí, nghĩa là bay hơi. Ví dụ, axit clohydric là một axit dễ bay hơi nhưng ổn định. Không thể đánh giá tính dễ bay hơi của axit không ổn định. Ví dụ, axit silicic không bay hơi, không hòa tan sẽ phân hủy thành nước và SiO 2. Dung dịch nước clohydric, nitric, sulfuric, photphoric và một số axit khác không màu. Dung dịch axit cromic H 2 CrO 4 có màu vàng, axit mangan HMnO 4 có màu đỏ thẫm.
Tài liệu tham khảo khi làm bài thi:
Bảng Mendeleev
Bảng độ hòa tan
Căn cứ – các chất phức tạp bao gồm cation kim loại Me + (hoặc cation giống kim loại, ví dụ, ion amoni NH 4 +) và anion hydroxit OH -.
Dựa vào độ tan trong nước người ta chia bazơ thành hòa tan (kiềm) Và bazơ không hòa tan . Ngoài ra còn có nền móng không ổn định, tự phân hủy.
Lấy căn cứ
1. Tương tác của oxit bazơ với nước. Trong trường hợp này, chỉ những oxit tương ứng với một bazơ hòa tan (kiềm). Những thứ kia. bằng cách này bạn chỉ có thể nhận được chất kiềm:
oxit bazơ + nước = bazơ
Ví dụ , natri oxit hình thành trong nước Natri Hidroxit(Natri Hidroxit):
Na 2 O + H 2 O → 2NaOH
Đồng thời về đồng(II) oxit Với Nước không phản ứng:
CuO + H 2 O ≠
2. Tương tác của kim loại với nước. trong đó phản ứng với nướctrong điều kiện bình thườngchỉ kim loại kiềm(lithium, natri, kali, rubidium, Caesium), canxi, stronti và bari.Trong trường hợp này xảy ra phản ứng oxi hóa khử, hydro là chất oxy hóa và kim loại là chất khử.
kim loại + nước = kiềm + hydro
Ví dụ, kali phản ứng với Nước rất giông bão:
2K 0 + 2H 2 + O → 2K + OH + H 2 0
3. Điện phân dung dịch một số muối kim loại kiềm. Theo quy định, để thu được chất kiềm, người ta tiến hành điện phân dung dịch muối tạo thành bởi kim loại kiềm hoặc kiềm thổ và axit không có oxy (trừ axit hydrofluoric) - clorua, bromua, sunfua, v.v. Vấn đề này sẽ được thảo luận chi tiết hơn trong bài viết .
Ví dụ , điện phân natri clorua:
2NaCl + 2H 2 O → 2NaOH + H 2 + Cl 2
4. Bazơ được hình thành do sự tương tác của các chất kiềm khác với muối. Trong trường hợp này, chúng chỉ tương tác chất hòa tan, và muối không hòa tan hoặc bazơ không hòa tan sẽ hình thành trong sản phẩm:
hoặc
kiềm + muối 1 = muối 2 ↓ + kiềm
Ví dụ: Kali cacbonat phản ứng trong dung dịch với canxi hydroxit:
K 2 CO 3 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 ↓ + 2KOH
Ví dụ: Đồng(II) clorua phản ứng trong dung dịch với natri hydroxit. Trong trường hợp này nó rơi ra kết tủa hydroxit đồng (II) màu xanh lam:
CuCl 2 + 2NaOH → Cu(OH) 2 ↓ + 2NaCl
Tính chất hóa học của bazơ không hòa tan
1. Bazơ không tan phản ứng với axit mạnh và oxit của chúng (và một số axit trung bình). Trong trường hợp này, muối và nước.
Bazơ không tan + axit = muối + nước
Bazơ không tan + oxit axit = muối + nước
Ví dụ ,đồng(II) hydroxit phản ứng mạnh axit hydrochloric:
Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O
Trong trường hợp này, đồng (II) hydroxit không tương tác với oxit axit yếu đuối axit cacbonic - cacbonic:
Cu(OH) 2 + CO 2 ≠
2. Bazơ không tan bị phân hủy khi đun nóng thành oxit và nước.
Ví dụ, Sắt(III) hydroxit phân hủy thành sắt(III) oxit và nước khi đun nóng:
2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O
3. Bazơ không tan không phản ứngvới oxit lưỡng tính và hydroxit.
bazơ không tan + oxit lưỡng tính ≠
bazơ không tan + hydroxit lưỡng tính ≠
4. Một số bazơ không tan có thể đóng vai tròchất khử. Chất khử là bazơ được tạo thành bởi kim loại có tối thiểu hoặc trạng thái oxy hóa trung gian, có thể làm tăng trạng thái oxy hóa (sắt (II) hydroxit, crom (II) hydroxit, v.v.).
Ví dụ , Sắt (II) hydroxit có thể bị oxy hóa bằng oxy trong khí quyển khi có mặt nước thành sắt (III) hydroxit:
4Fe +2 (OH) 2 + O 2 0 + 2H 2 O → 4Fe +3 (O -2 H) 3
Tính chất hóa học của kiềm
1. Chất kiềm phản ứng với bất kỳ axit - cả mạnh và yếu . Trong trường hợp này, muối trung bình và nước được hình thành. Những phản ứng này được gọi là phản ứng trung hòa. Giáo dục cũng có thể muối chua, nếu axit là đa bazơ, ở một tỷ lệ thuốc thử nhất định, hoặc ở dạng axit dư thừa. TRONG kiềm dư thừa muối trung bình và nước được hình thành:
kiềm (dư thừa) + axit = muối trung bình + nước
kiềm + axit polybasic (dư) = muối axit + nước
Ví dụ , Natri hydroxit khi tác dụng với axit photphoric bazơ có thể tạo thành 3 loại muối: dihydro photphat, photphat hoặc hydrophotphat.
Trong trường hợp này, dihydro photphat được hình thành khi dư axit hoặc khi tỷ lệ mol (tỷ lệ lượng chất) của thuốc thử là 1:1.
NaOH + H 3 PO 4 → NaH 2 PO 4 + H 2 O
Khi tỷ lệ mol của kiềm và axit là 2:1, hydrophotphat được hình thành:
2NaOH + H3PO4 → Na2HPO4 + 2H2O
Khi dư thừa kiềm hoặc với tỷ lệ mol của kiềm và axit là 3:1, photphat kim loại kiềm được hình thành.
3NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + 3H2O
2. Chất kiềm phản ứng vớioxit lưỡng tính và hydroxit. trong đó được hình thành trong sự tan chảy muối thông thường , MỘT trong dung dịch - muối phức .
kiềm (tan chảy) + oxit lưỡng tính = muối trung bình + nước
kiềm (tan chảy) + hydroxit lưỡng tính = muối trung bình + nước
kiềm (dung dịch) + oxit lưỡng tính = muối phức
kiềm (dung dịch) + hydroxit lưỡng tính = muối phức
Ví dụ , khi nhôm hydroxit phản ứng với natri hydroxit trong sự tan chảy natri aluminat được hình thành. Một hydroxit có tính axit cao hơn tạo thành dư lượng axit:
NaOH + Al(OH) 3 = NaAlO 2 + 2H 2 O
MỘT trong dung dịch tạo thành muối phức:
NaOH + Al(OH) 3 = Na
Xin lưu ý cách tạo thành công thức muối phức tạp:đầu tiên chúng ta chọn nguyên tử trung tâm (đểTheo nguyên tắc, nó là một kim loại hydroxit lưỡng tính).Sau đó chúng tôi thêm vào nó phối tử- trong trường hợp của chúng tôi đây là các ion hydroxit. Số lượng phối tử thường lớn gấp 2 lần trạng thái oxy hóa của nguyên tử trung tâm. Nhưng phức hợp nhôm là một ngoại lệ, số lượng phối tử của nó thường là 4. Chúng tôi đặt đoạn kết quả trong dấu ngoặc vuông - đây là một ion phức. Chúng tôi xác định điện tích của nó và thêm số lượng cation hoặc anion cần thiết vào bên ngoài.
3. Chất kiềm tương tác với oxit axit. Đồng thời, có thể giáo dục chua hoặc muối vừa, tùy thuộc vào tỷ lệ mol của kiềm và oxit axit. Khi dư kiềm sẽ tạo thành muối trung bình, khi dư oxit axit sẽ tạo thành muối axit:
kiềm (dư thừa) + oxit axit = muối trung bình + nước
hoặc:
kiềm + oxit axit (dư thừa) = muối axit
Ví dụ , khi tương tác natri hydroxit dư thừa Với carbon dioxide, natri cacbonat và nước được hình thành:
2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O
Và khi tương tác lượng carbon dioxide dư thừa với natri hydroxit chỉ có natri bicarbonate được hình thành:
2NaOH + CO 2 = NaHCO 3
4. Chất kiềm tương tác với muối. Kiềm phản ứng chỉ với muối hòa tan trong dung dịch, với điều kiện là Dạng khí hoặc trầm tích trong thực phẩm . Các phản ứng như vậy diễn ra theo cơ chế trao đổi ion.
kiềm + muối hòa tan = muối + hydroxit tương ứng
Các chất kiềm tương tác với dung dịch muối kim loại, tương ứng với các hydroxit không hòa tan hoặc không ổn định.
Ví dụ, natri hydroxit phản ứng với đồng sunfat trong dung dịch:
Cu 2+ SO 4 2- + 2Na + OH - = Cu 2+ (OH) 2 - ↓ + Na 2 + SO 4 2-
Cũng chất kiềm tác dụng với dung dịch muối amoni.
Ví dụ , Kali hydroxit phản ứng với dung dịch amoni nitrat:
NH 4 + NO 3 - + K + OH - = K + NO 3 - + NH 3 + H 2 O
! Khi muối của kim loại lưỡng tính tương tác với lượng kiềm dư sẽ tạo thành muối phức!
Hãy xem xét vấn đề này chi tiết hơn. Nếu muối tạo thành bởi kim loại tương ứng với nó hydroxit lưỡng tính , tương tác với một lượng nhỏ chất kiềm, sau đó xảy ra phản ứng trao đổi thông thường và xuất hiện kết tủahydroxit của kim loại này .
Ví dụ , Kẽm sunfat dư sẽ phản ứng trong dung dịch với kali hydroxit:
ZnSO 4 + 2KOH = Zn(OH) 2 ↓ + K 2 SO 4
Tuy nhiên, trong phản ứng này không phải bazơ được hình thành mà là hydroxit điện môi. Và, như chúng tôi đã chỉ ra ở trên, hiđroxit lưỡng tính hòa tan trong kiềm dư tạo thành muối phức . T Vì vậy, khi kẽm sunfat phản ứng với dung dịch kiềm dư tạo thành muối phức, không tạo kết tủa:
ZnSO 4 + 4KOH = K 2 + K 2 SO 4
Do đó, chúng ta thu được 2 sơ đồ tương tác của muối kim loại, tương ứng với hydroxit lưỡng tính, với chất kiềm:
muối kim loại lưỡng tính (dư) + kiềm = hydroxit lưỡng tính↓ + muối
muối amph.metal + kiềm (dư thừa) = muối phức + muối
5. Chất kiềm tương tác với muối axit.Trong trường hợp này, muối trung bình hoặc muối ít axit hơn được hình thành.
muối chua + kiềm = muối trung bình + nước
Ví dụ , Kali hydrosulfite phản ứng với kali hydroxit tạo thành kali sulfite và nước:
KHSO 3 + KOH = K 2 SO 3 + H 2 O
Rất thuận tiện để xác định tính chất của muối axit bằng cách chia muối axit thành 2 chất - axit và muối. Ví dụ, chúng ta phân hủy natri bicarbonate NaHCO 3 thành axit uolic H 2 CO 3 và natri cacbonat Na 2 CO 3. Tính chất của bicarbonate phần lớn được xác định bởi tính chất của axit cacbonic và tính chất của natri cacbonat.
6. Chất kiềm tương tác với kim loại trong dung dịch và tan chảy. Trong trường hợp này xảy ra phản ứng oxi hóa khử, hình thành trong dung dịch muối phức tạp Và hydro, trong sự tan chảy - muối vừa Và hydro.
Ghi chú! Chỉ những kim loại có oxit có trạng thái oxy hóa dương tối thiểu của kim loại là lưỡng tính mới phản ứng với chất kiềm trong dung dịch!
Ví dụ , sắt không phản ứng với dung dịch kiềm, sắt (II) oxit có tính bazơ. MỘT nhôm tan trong dung dịch kiềm, nhôm oxit là chất lưỡng tính:
2Al + 2NaOH + 6H 2 + O = 2Na + 3H 2 0
7. Chất kiềm tương tác với phi kim loại. Trong trường hợp này, phản ứng oxi hóa khử xảy ra. Thường xuyên, phi kim không cân xứng trong chất kiềm. Họ không trả lời với chất kiềm oxy, hydro, nitơ, carbon và khí trơ (helium, neon, argon, v.v.):
NaOH +O 2 ≠
NaOH +N 2 ≠
NaOH +C ≠
Lưu huỳnh, clo, brom, iốt, phốt pho và các phi kim loại khác không cân xứng trong chất kiềm (tức là chúng tự oxy hóa và tự phục hồi).
Ví dụ như clokhi tương tác với dung dịch kiềm lạnh chuyển sang trạng thái oxy hóa -1 và +1:
2NaOH +Cl 2 0 = NaCl - + NaOCl + + H 2 O
clo khi tương tác với dung dịch kiềm nóng chuyển sang trạng thái oxy hóa -1 và +5:
6NaOH +Cl 2 0 = 5NaCl - + NaCl +5 O 3 + 3H 2 O
Silicon bị oxy hóa bởi kiềm đến trạng thái oxy hóa +4.
Ví dụ, trong dung dịch:
2NaOH + Si 0 + H 2 + O= NaCl - + Na 2 Si +4 O 3 + 2H 2 0
Flo oxi hóa chất kiềm:
2F 2 0 + 4NaO -2 H = O 2 0 + 4NaF - + 2H 2 O
Bạn có thể đọc thêm về những phản ứng này trong bài viết.
8. Chất kiềm không bị phân hủy khi đun nóng.
Ngoại lệ là lithium hydroxit:
2LiOH = Li 2 O + H 2 O
Trước khi bàn về tính chất hóa học của bazơ và hiđroxit lưỡng tính, chúng ta hãy xác định rõ chúng là gì?
1) Bazơ hoặc hydroxit bazơ bao gồm hydroxit kim loại ở trạng thái oxy hóa +1 hoặc +2, tức là công thức của chúng được viết là MeOH hoặc Me(OH) 2. Tuy nhiên, vẫn có những ngoại lệ. Như vậy, các hydroxit Zn(OH) 2, Be(OH) 2, Pb(OH) 2, Sn(OH) 2 không phải là bazơ.
2) Hydroxit lưỡng tính bao gồm các hydroxit kim loại ở trạng thái oxy hóa +3, +4, cũng như, ngoại trừ, các hydroxit Zn(OH) 2, Be(OH) 2, Pb(OH) 2, Sn(OH) 2. Hydroxit kim loại ở trạng thái oxy hóa +4, trong Bài tập thi của Nhà nước thống nhất không xảy ra nên sẽ không được xem xét.
Tính chất hóa học của bazơ
Tất cả các căn cứ được chia thành:
Chúng ta hãy nhớ rằng berili và magie không phải là kim loại kiềm thổ.
Ngoài khả năng tan trong nước, chất kiềm còn phân ly rất tốt trong dung dịch nước, còn bazơ không tan có độ phân ly thấp.
Sự khác biệt về độ hòa tan và khả năng phân ly giữa chất kiềm và hydroxit không hòa tan dẫn đến sự khác biệt đáng chú ý về tính chất hóa học của chúng. Vì vậy, đặc biệt, chất kiềm là những hợp chất có hoạt tính hóa học cao hơn và thường có khả năng tham gia vào các phản ứng mà các bazơ không hòa tan không làm được.
Tương tác của bazơ với axit
Chất kiềm phản ứng hoàn toàn với tất cả các axit, ngay cả những axit rất yếu và không hòa tan. Ví dụ:
Bazơ không hòa tan phản ứng với hầu hết các axit hòa tan, nhưng không phản ứng với axit silicic không hòa tan:
Cần lưu ý rằng cả bazơ mạnh và bazơ yếu có công thức tổng quát dạng Me(OH) 2 đều có thể tạo thành muối bazơ khi thiếu axit, ví dụ:
Tương tác với oxit axit
Chất kiềm phản ứng với tất cả các oxit axit, tạo thành muối và thường là nước:
Bazơ không tan có khả năng phản ứng với tất cả các oxit axit cao hơn tương ứng với các axit ổn định, ví dụ P 2 O 5, SO 3, N 2 O 5, để tạo thành muối trung bình:
Các bazơ không hòa tan thuộc loại Me(OH) 2 phản ứng với CO2 khi có mặt nước để tạo thành muối bazơ. Ví dụ:
Cu(OH) 2 + CO 2 = (CuOH) 2 CO 3 + H 2 O
Do tính trơ đặc biệt của nó, chỉ có bazơ mạnh nhất, chất kiềm, mới phản ứng với silicon dioxide. Trong trường hợp này, muối bình thường được hình thành. Phản ứng không xảy ra với bazơ không tan. Ví dụ:
Tương tác của bazơ với oxit lưỡng tính và hydroxit
Tất cả các chất kiềm đều phản ứng với oxit lưỡng tính và hydroxit. Nếu phản ứng được thực hiện bằng cách kết hợp oxit lưỡng tính hoặc hydroxit với chất kiềm rắn, phản ứng này sẽ dẫn đến sự hình thành muối không chứa hydro:
Nếu sử dụng dung dịch kiềm thì muối phức hydroxo được hình thành:
Trong trường hợp nhôm, dưới tác dụng của dư kiềm đậm đặc, thay vì muối Na, muối Na 3 được hình thành:
Tương tác của bazơ với muối
Bất kỳ bazơ nào cũng chỉ phản ứng với bất kỳ muối nào nếu thỏa mãn đồng thời hai điều kiện:
1) độ hòa tan của các hợp chất ban đầu;
2) sự có mặt của kết tủa hoặc khí trong số các sản phẩm phản ứng
Ví dụ:
Độ ổn định nhiệt của chất nền
Tất cả các chất kiềm, ngoại trừ Ca(OH) 2, đều chịu nhiệt và tan chảy mà không bị phân hủy.
Tất cả các bazơ không hòa tan, cũng như Ca(OH) 2 ít tan, đều bị phân hủy khi đun nóng. Hầu hết nhiệt phân hủy canxi hydroxit – khoảng 1000 o C:
Hydroxit không hòa tan có nhiều hơn nữa nhiệt độ thấp sự phân hủy. Ví dụ, đồng (II) hydroxit đã bị phân hủy ở nhiệt độ trên 70 o C:
Tính chất hóa học của hydroxit lưỡng tính
Tương tác của hydroxit lưỡng tính với axit
Hiđroxit lưỡng tính tác dụng với axit mạnh:
Hydroxit kim loại lưỡng tính ở trạng thái oxy hóa +3, tức là loại Me(OH) 3, không phản ứng với các axit như H 2 S, H 2 SO 3 và H 2 CO 3 do thực tế là các muối có thể được hình thành do các phản ứng như vậy sẽ bị thủy phân không thuận nghịch thành hiđroxit lưỡng tính ban đầu và axit tương ứng:
Tương tác của hydroxit lưỡng tính với oxit axit
Hydroxit lưỡng tính phản ứng với các oxit cao hơn, tương ứng với các axit ổn định (SO 3, P 2 O 5, N 2 O 5):
Hydroxit kim loại lưỡng tính ở trạng thái oxy hóa +3, tức là loại Me(OH) 3, không phản ứng với oxit axit SO 2 và CO 2.
Tương tác của hydroxit lưỡng tính với bazơ
Trong số các bazơ, hydroxit lưỡng tính chỉ phản ứng được với chất kiềm. Trong trường hợp này, nếu sử dụng dung dịch kiềm thì muối phức hydroxo sẽ được hình thành:
Và khi hợp nhất các hydroxit lưỡng tính với kiềm rắn, thu được các chất tương tự khan của chúng:
Tương tác của hydroxit lưỡng tính với các oxit cơ bản
Hydroxit lưỡng tính phản ứng khi kết hợp với oxit của kim loại kiềm và kiềm thổ:
Phân hủy nhiệt của hydroxit lưỡng tính
Tất cả các hydroxit lưỡng tính đều không hòa tan trong nước và giống như bất kỳ hydroxit không hòa tan nào, bị phân hủy khi đun nóng thành oxit và nước tương ứng.
Bazơ (hydroxit)– các chất phức tạp có phân tử chứa một hoặc nhiều nhóm hydroxy OH. Thông thường, bazơ bao gồm một nguyên tử kim loại và nhóm OH. Ví dụ: NaOH là natri hydroxit, Ca(OH) 2 là canxi hydroxit, v.v.
Có một bazơ - amoni hydroxit, trong đó nhóm hydroxy không được gắn vào kim loại mà gắn với ion NH 4 + (cation amoni). Amoni hydroxit được hình thành khi hòa tan amoniac trong nước (phản ứng thêm nước vào amoniac):
NH 3 + H 2 O = NH 4 OH (amoni hydroxit).
Hóa trị của nhóm hydroxyl là 1. Số lượng nhóm hydroxyl trong phân tử bazơ phụ thuộc vào hóa trị của kim loại và bằng với hóa trị đó. Ví dụ: NaOH, LiOH, Al (OH) 3, Ca(OH) 2, Fe(OH) 3, v.v.
Tất cả lý do - chất rắn có màu sắc khác nhau. Một số bazơ tan nhiều trong nước (NaOH, KOH, v.v.). Tuy nhiên, hầu hết chúng đều không tan trong nước.
Bazơ tan trong nước gọi là bazơ. Dung dịch kiềm có tính chất “xà phòng”, trơn khi chạm vào và khá ăn da. Chất kiềm bao gồm hydroxit của kim loại kiềm và kiềm thổ (KOH, LiOH, RbOH, NaOH, CsOH, Ca(OH) 2, Sr(OH) 2, Ba(OH) 2, v.v.). Phần còn lại không hòa tan.
Bazơ không hòa tan- đây là những hydroxit lưỡng tính, đóng vai trò là bazơ khi tương tác với axit và hoạt động giống như axit với kiềm.
Các cơ sở khác nhau là khác nhau khả năng khác nhau tách các nhóm hydroxy nên chúng được chia thành bazơ mạnh và bazơ yếu.
Các bazơ mạnh trong dung dịch nước dễ dàng nhường nhóm hydroxy của chúng, còn các bazơ yếu thì không.
Tính chất hóa học của bazơ
Tính chất hóa học của bazơ được đặc trưng bởi mối quan hệ của chúng với axit, axit anhydrit và muối.
1. Hành động dựa trên các chỉ số. Các chỉ báo thay đổi màu sắc tùy theo sự tương tác với các thiết bị khác nhau hóa chất. Trong dung dịch trung tính chúng có một màu, trong dung dịch axit chúng có màu khác. Khi tương tác với bazơ, chúng đổi màu: chất chỉ thị màu cam metyl chuyển sang màu vàng, chất chỉ thị quỳ chuyển sang màu xanh lam và phenolphtalein trở thành màu hoa vân anh.
2. Tương tác với oxit axit với Sự hình thành muối và nước:
2NaOH + SiO 2 → Na 2 SiO 3 + H 2 O.
3. Phản ứng với axit, tạo thành muối và nước. Phản ứng của bazơ với axit được gọi là phản ứng trung hòa, vì sau khi hoàn thành, môi trường trở nên trung tính:
2KOH + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + 2H 2 O.
4. Phản ứng với muối tạo thành muối và bazơ mới:
2NaOH + CuSO 4 → Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4.
5. Khi đun nóng, chúng có thể phân hủy thành nước và oxit chính:
Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O.
Vẫn còn thắc mắc? Bạn muốn biết thêm về nền tảng?
Để nhận được sự giúp đỡ từ một gia sư -.
Bài học đầu tiên là miễn phí!
blog.site, khi sao chép toàn bộ hoặc một phần tài liệu, cần có liên kết đến nguồn gốc.
