Réaction base plus base. Propriétés chimiques des bases

a) obtenir des motifs.

1) La méthode générale d'obtention des bases est la réaction d'échange, à l'aide de laquelle des bases insolubles et solubles peuvent être obtenues :

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

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

Une fois reçu par cette méthode bases solubles un sel insoluble précipite.

2) Les alcalins peuvent également être obtenus par interaction de métaux alcalins et alcalino-terreux ou de leurs oxydes avec l'eau :

2Li + 2H 2 O = 2LiOH + H 2,

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

3) Les alcalis en technologie sont généralement obtenus par électrolyse de solutions aqueuses de chlorures :

b)chimiquepropriétés des bases.

1) La réaction la plus caractéristique des bases est leur interaction avec les acides - une réaction de neutralisation. Les alcalis et les bases insolubles y pénètrent :

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

Cu (OH) 2 + H 2 SO 4 = СuSО 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 se termine que lorsqu'au moins une des substances obtenues précipite.

FeCl 3 + 3 KOH = 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 l'oxyde et l'eau correspondants :

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

Ca (OH) 2 = CaO + H 2 O.

ACIDES - 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 un résidu acide. Les atomes d'hydrogène dans les acides peuvent être remplacés ou échangés contre des atomes de métal, formant ainsi des sels.

Si l'acide contient un tel atome d'hydrogène, alors il s'agit 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 - ortho-arsenic.

Selon la composition du résidu acide, les acides sont subdivisés en anoxiques (H 2 S, HBr, HI) et oxygénés (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 liés par l'oxygène à l'atome central: H - O - E. Les noms des acides anoxiques sont formés à partir de la racine du nom russe pour un non-métal, une voyelle de connexion - O- et les mots "hydrogène" (H 2 S - sulfure d'hydrogène). Les noms des acides contenant de l'oxygène sont donnés comme suit : si un non-métal (moins souvent un métal), qui fait partie du résidu acide, est en le plus haut degré oxydation, puis des suffixes sont ajoutés à la racine du nom russe de l'élément -n-, -ev-, ou - vo- et encore la fin -et moi-(H 2 SO 4 - sulfurique, H 2 CrO 4 - chrome). Si l'état d'oxydation de l'atome central est inférieur, alors le suffixe -ist-(H 2 SO 3 - sulfureux). Si le non-métal forme une série d'acides, utilisez d'autres suffixes (HClO - chlore oviste ah, HClO 2 - chlore est ah, HClO 3 - chlore ovale ah, HClO 4 - chlore m et moi).

AVEC
Du point de vue de la théorie de la dissociation électrolytique, les acides sont des électrolytes qui se dissocient dans une solution aqueuse avec formation d'ions hydrogène uniquement sous forme de cations :

H x A xH + + A x-

La présence d'ions H + a provoqué un changement de couleur des indicateurs dans les solutions acides : tournesol (rouge), méthyl orange (rose).

Obtention et propriétés des acides

une) obtenir des acides.

1) Les acides anoxiques peuvent être obtenus par combinaison directe de non-métaux avec de l'hydrogène et dissolution ultérieure des gaz correspondants dans l'eau :

2) Les acides contenant de l'oxygène peuvent souvent être obtenus par l'interaction d'oxydes acides avec de l'eau.

3) Les acides anoxiques et oxygénés peuvent être obtenus par des réactions d'échange entre des sels et d'autres acides :

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 (par.) = H 2 S + FeSO 4,

NaCl (solide) + H 2 SO 4 (conc.) = HCl + NaHSO 4,

AgNO 3 + HCl = AgCl + HNO 3,

4) Dans certains cas, des réactions redox peuvent être utilisées pour obtenir des acides :

3P + 5HNO 3 + 2H 2 O = 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 les alcalis solubles.

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

2) L'interaction des acides avec les oxydes basiques et amphotères est 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 la réaction est une substance insoluble ou volatile, ou un électrolyte faible.

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) L'interaction des acides avec les métaux est un processus redox. Agent réducteur - métal, agent oxydant - ions hydrogène (acides non oxydants : HCl, HBr, HI, H 2 SO 4 (dilué), H 3 PO 4) ou anion du résidu acide (acides oxydants : H 2 SO 4 (conc.), HNO 3 (fin et fractionné)). Les produits de la réaction de l'interaction d'acides non oxydants avec des métaux se trouvant dans une série de tensions allant jusqu'à l'hydrogène sont le sel et l'hydrogène gazeux :

Zn + H 2 SO 4 (dilué) = ZnSO 4 + H 2

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

Les acides oxydants interagissent avec presque tous les métaux, y compris ceux de faible activité (Cu, Hg, Ag), et les produits de la réduction des anions acides, du sel et de l'eau se forment :

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

HYDROXYDES AMPHOTERIQUES montrent 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 = Na (la réaction se déroule dans une solution alcaline);

Cr (OH) 3 + NaOH = NaCrO 2 + 2H 2 O (la réaction a lieu entre les solides lors de 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 eau :

Be (OH) 2 = BeO + H 2 O.

SELS- les composés ioniques, constitués de cations métalliques (ou ammonium) et d'anions de résidus acides. Tout sel peut être considéré comme un produit d'une réaction de neutralisation de base avec un acide. Selon le rapport acide/base pris, on obtient des sels : moyenne(ZnSO 4, MgCl 2) - le produit de la neutralisation complète de la base avec de l'acide, aigre(NaHCO 3, KH 2 PO 4) - avec un excès d'acide, le principal(CuOHCl, AlOHSO 4) - avec un excès de base.

Les noms des sels selon la nomenclature internationale sont formés de deux mots : les noms de l'anion acide dans nominatif et un cation métallique au génitif avec une indication de son état d'oxydation, s'il s'agit d'une variable, en chiffres romains 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 par l'addition du mot hydro- ou dihydro-(selon le nombre d'atomes d'hydrogène dans l'anion hydraulique) : Ca (HCO 3) 2 - bicarbonate de calcium, NaH 2 PO 4 - dihydrogénophosphate de sodium. Les noms des sels basiques sont formés par l'adjonction du mot hydroxy ou dihydroxo: (AlOH) Cl 2 - chlorhydrate d'aluminium, 2 SO 4 - dihydroxosulfate de chrome (III).

Obtention et propriétés des sels

une ) propriétés chimiques des sels.

1) L'interaction des sels avec les métaux est un processus redox. Dans ce cas, le métal situé à gauche dans la série électrochimique de tensions déplace les suivants des solutions de leurs sels :

Zn + CuSO 4 = ZnSO 4 + Cu

Métaux alcalins et alcalino-terreux ne sont pas utilisés pour récupérer d'autres métaux solutions aqueuses leurs sels, car ils interagissent avec l'eau, déplaçant l'hydrogène :

2Na + 2H 2 O = 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 n'est irréversible que si l'un des produits est une substance légèrement soluble :

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

4) Hydrolyse des sels - la décomposition par échange de certains sels avec l'eau. L'hydrolyse des sels sera discutée en détail dans le thème "dissociation électrolytique".

b) méthodes d'obtention de 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 = CuCl 2,

2) Interaction des métaux avec les solutions salines :

Fe + CuCl 2 = FeCl 2 + Cu.

3) Interaction des métaux avec les acides :

Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2 .

4) Interaction des acides avec les bases et les hydroxydes amphotères :

3HCl + Al (OH) 3 = AlCl 3 + 3H 2 O.

5) Interaction des acides avec les oxydes basiques et amphotères :

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

6) Interaction des acides avec les sels :

HCl + AgNO 3 = AgCl + HNO 3.

7) Interaction des alcalis avec les sels en solution :

3KOH + FeCl 3 = Fe (OH) 3 + 3KCl.

8) Interaction de deux sels en solution :

NaCl + AgNO 3 = NaNO 3 + AgCl.

9) Interaction des alcalis avec les oxydes acides et amphotères :

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

10) Interaction d'oxydes de nature différente entre eux :

CaO + CO2 = CaCO3.

Les sels se présentent naturellement sous forme de minéraux et de roches, dissous dans l'eau des océans et des mers.

Les motifs sont connexions complexes comprenant deux composants structurels principaux :

1. Groupe Hydroxo (un ou plusieurs). D'où, en passant, le deuxième nom de ces substances - "hydroxydes".
2. Atome métallique ou ion ammonium (NH4 +).

Le nom des bases vient de la combinaison des noms de ses deux composants : par exemple, hydroxyde de calcium, hydroxyde de cuivre, hydroxyde d'argent, etc.

La seule exception à règle générale la formation de bases doit être envisagée lorsque le groupe hydroxyle est attaché non pas au métal, mais au cation ammonium (NH4 +). Cette substance se forme lorsque l'ammoniac se dissout dans l'eau.

Si nous parlons des propriétés des bases, il convient de noter immédiatement que la valence du groupe hydroxo est égale à un, respectivement, le nombre de ces groupes dans la molécule dépendra directement de la valence des métaux entrant dans le réaction. Des exemples dans ce cas sont les formules de substances telles que NaOH, Al (OH) 3, Ca (OH) 2.

Propriétés chimiques les bases se manifestent dans leurs réactions avec les acides, les sels, les autres bases, ainsi que dans leur action sur les indicateurs. En particulier, les alcalis peuvent être déterminés en agissant sur un certain indicateur avec une solution. Dans ce cas, il changera sensiblement de couleur: par exemple, il passera du blanc au bleu et de la phénolphtaléine à la framboise.

Les propriétés chimiques des bases, manifestées dans leur interaction avec les acides, conduisent aux fameuses réactions de neutralisation. L'essence d'une telle réaction est que les atomes de métal, joignant le résidu acide, forment un sel, et le groupe hydroxyle et l'ion hydrogène, lorsqu'ils sont combinés, se transforment en eau. Cette réaction est appelée réaction de neutralisation, car après elle, il ne reste plus d'alcali ni d'acide.

Les propriétés chimiques caractéristiques des bases se manifestent également dans leur réaction avec les sels. Il convient de noter que seuls les alcalis réagissent avec les sels solubles. Les caractéristiques structurelles de ces substances conduisent à la formation d'un nouveau sel et d'une nouvelle base, le plus souvent insoluble, à la suite de la réaction.

Enfin, les propriétés chimiques des bases se manifestent parfaitement lors de leur exposition thermique - chauffage. Ici, lors de la réalisation de certaines expériences, il convient de garder à l'esprit que pratiquement toutes les bases, à l'exception des alcalis, se comportent de manière extrêmement instable lorsqu'elles sont chauffées. L'écrasante majorité d'entre eux se décompose presque instantanément en l'oxyde et l'eau correspondants. Et si vous prenez les bases de métaux comme l'argent et le mercure, alors en conditions normales ils ne peuvent pas être obtenus, car ils commencent à se désintégrer déjà à température ambiante.

Bases (hydroxydes)- les substances complexes dont les molécules contiennent un ou plusieurs groupements hydroxy OH. Le plus souvent, les bases sont composées d'un atome de métal et d'un groupe OH. Par exemple, NaOH est l'hydroxyde de sodium, Ca (OH) 2 est l'hydroxyde de calcium, etc.

Il existe une base - l'hydroxyde d'ammonium, dans lequel le groupe hydroxy n'est pas attaché au métal, mais à l'ion NH 4 + (cation ammonium). L'hydroxyde d'ammonium est formé en dissolvant l'ammoniac dans l'eau (la réaction d'ajouter de l'eau à l'ammoniac):

NH 3 + H 2 O = NH 4 OH (hydroxyde d'ammonium).

La valence du groupe gyroxy est 1. Le nombre de groupes hydroxyle dans la molécule de base dépend de la valence du métal et lui est égal. Par exemple, NaOH, LiOH, Al (OH) 3, Ca (OH) 2, Fe (OH) 3, etc.

Toutes les raisons - solides qui ont des couleurs différentes. Certaines bases sont facilement solubles dans l'eau (NaOH, KOH, etc.). Cependant, la plupart d'entre eux ne se dissolvent pas dans l'eau.

Les bases solubles dans l'eau sont appelées alcalis. Les solutions alcalines sont « savonneuses », glissantes au toucher et plutôt caustiques. Les alcalins comprennent les hydroxydes de métaux alcalins et alcalino-terreux (KOH, LiOH, RbOH, NaOH, CsOH, Ca (OH) 2, Sr (OH) 2, Ba (OH) 2, etc.). Le reste est insoluble.

Bases insolubles- ce sont des hydroxydes amphotères qui, lorsqu'ils interagissent avec les acides, agissent comme des bases, et avec les alcalis se comportent comme des acides.

Différentes bases diffèrent dans leur capacité à séparer les groupes hydroxy, elles sont donc divisées en bases fortes et faibles.

Les bases fortes en solutions aqueuses abandonnent facilement leurs groupes hydroxy, contrairement aux bases faibles.

Propriétés chimiques des bases

Les propriétés chimiques des bases sont caractérisées par leur rapport aux acides, aux anhydrides d'acide et aux sels.

1. Indicateurs d'impact... Les indicateurs changent de couleur en fonction de l'interaction avec différents produits chimiques... Dans les solutions neutres - ils ont une couleur, dans les solutions acides - une autre. En interagissant avec les bases, elles changent de couleur : l'indicateur méthyl orange se transforme en jaune, indicateur de tournesol - dans couleur bleue et la phénolphtaléine devient fuchsia.

2. Interagir avec les oxydes acides avec la formation de sel et d'eau :

2NaOH + SiO 2 → Na 2 SiO 3 + H 2 O.

3. Réagit avec les acides, formant du sel et de l'eau. La réaction d'interaction d'une base avec un acide est appelée réaction de neutralisation, car après son achèvement le milieu devient neutre :

2KOH + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + 2H 2 O.

4. Réagir avec les sels, formation de nouveaux sels et bases :

2NaOH + CuSO 4 → Cu (OH) 2 + Na 2 SO 4.

5. Capable de se décomposer lorsqu'il est chauffé en eau et oxyde basique :

Cu (OH) 2 = CuO + H 2 O.

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3. Hydroxydes

Parmi les composés multiéléments, les hydroxydes constituent un groupe important. Certains d'entre eux présentent les propriétés des bases (hydroxydes basiques) - NaOH, Ba (OH ) 2, etc. ; d'autres présentent des propriétés d'acides (hydroxydes acides) - HNO 3, H 3 PO 4 autre. Il existe également des hydroxydes amphotères, qui, selon les conditions, sont capables de présenter à la fois les propriétés des bases et les propriétés des acides - Zn (OH) 2, Al (OH) 3, etc.

3.1. Classification, réception 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, il est d'usage de les appeler hydroxydes d'éléments en indiquant, si nécessaire, la valence de l'élément (en 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 il est d'usage de diviser en deux groupes: soluble dans l'eau(formé par des 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. Néanmoins, de faibles concentrations d'équilibre de l'ion OH - même dans des solutions de bases insolubles déterminent les propriétés de cette classe de composés.

Par le nombre de groupes hydroxyle (acidité) , susceptibles d'être remplacés par un résidu acide, se distinguent :

Bases monoacides - KOH, NaOH;

Bases bi-acides - Fe(OH) 2, Ba(OH) 2;

Bases triacides - Al (OH) 3, Fe (OH) 3.

Obtenir les motifs

1. La méthode générale d'obtention des bases est la réaction d'échange, au moyen de laquelle des bases insolubles et solubles peuvent être obtenues :

CuSO 4 + 2KOH = 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 la préparation 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 = Al (OH) 3 + 3KCl,

Al (OH) 3 + KOH = 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 = Al (OH) 3 + 3NH 4 Cl.

Les hydroxydes d'argent et de mercure se décomposent si facilement qu'en essayant de les obtenir par réaction d'échange, des oxydes précipitent à la place des hydroxydes :

2AgNO 3 + 2KOH = 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 = 2NaOH + H 2 + Cl 2.

(réaction d'électrolyse totale)

Les alcalins peuvent également être obtenus par interaction de métaux alcalins et alcalino-terreux ou de leurs oxydes avec l'eau :

2 Li + 2 H 2 O = 2 LiOH + H 2,

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

Propriétés chimiques des bases

1. Toutes les bases, insolubles dans l'eau, se décomposent en chauffant avec formation d'oxydes :

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

Ca (OH) 2 = CaO + H 2 O.

2. La réaction la plus caractéristique des bases est leur interaction avec les acides - la réaction de neutralisation. Les alcalis et les bases insolubles y pénètrent :

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

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

3. Les alcalis interagissent avec les oxydes acides et amphotères :

2KOH + CO 2 = K 2 CO 3 + H 2 O,

2NaOH + Al 2 O 3 = 2NaAlO 2 + H 2 O.

4. Les bases peuvent réagir avec les sels acides :

2NaHSO 3 + 2KOH = Na 2 SO 3 + K 2 SO 3 + 2H 2 O,

Ca (HCO 3) 2 + Ba (OH) 2 = BaCO 3+ CaCO 3 + 2H 2 O.

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

5. Il faut surtout souligner la capacité des solutions alcalines à réagir avec certains non-métaux (halogènes, soufre, phosphore blanc, silicium) :

2 NaOH + Cl 2 = NaCl + NaOCl + H 2 O (à froid),

6 KOH + 3 Cl 2 = 5 KCl + KClO 3 + 3 H 2 O (quand chauffé),

6KOH + 3S = K 2 SO 3 + 2K 2 S + 3H 2 O,

3KOH + 4P + 3H 2 O = PH 3 + 3KH 2 PO 2,

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

6. De plus, lorsqu'elles sont chauffées, les solutions alcalines concentrées 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 = K 2 + H 2.

Les solutions alcalines ont un pH> 7 (milieu alcalin), changez la couleur des indicateurs (tournesol - bleu, phénolphtaléine - violet).

M.V. Andryukhova, L.N. Bopodine