Основание (химия)

У этого термина существуют и другие значения, см. Основание.

Основа́ния — класс химических соединений.

Основания (осно́вные гидрокси́ды) — сложные вещества, которые состоят из атомов металла или иона аммония и гидроксогруппы (-OH). В водном растворе диссоциируют с образованием катионов и анионов ОН⁻. Название основания обычно состоит из двух слов: «гидроксид металла/аммония». Хорошо растворимые в воде основания называются щелочами.
Согласно протонной теории кислот и оснований, основания — один из основных классов химических соединений, вещества, молекулы которых являются акцепторами протонов.
В органической химии по традиции основаниями называют также вещества, способные давать аддукты («соли») с сильными кислотами, например, многие алкалоиды описывают как в форме «алкалоид-основание», так и в виде «солей алкалоидов».

В статье смысл термина «основание» раскрывается в первом, наиболее широко используемом значении — осно́вные гидрокси́ды.

Получение

Гранулы гидроксида натрия

Гидроксид кальция

Гидроксид алюминия

Метагидроксид железа

Взаимодействие сильноосновного оксида с водой позволяет получить сильное основание или щёлочь.

$\mathsf{CaO + H_2O \ \xrightarrow{}\ Ca(OH)_2 }$

Слабоосновные и амфотерные оксиды с водой не реагируют, поэтому соответствующие им гидроксиды таким способом получить нельзя.
Гидроксиды малоактивных металлов получают при добавлении щелочи к растворам соответствующих солей. Так как растворимость слабоосновных гидроксидов в воде очень мала, гидроксид выпадает из раствора в виде студнеобразной массы.

$\mathsf{CuSO_4 + 2NaOH \ \xrightarrow{}\ Cu(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4 }$
Также основание можно получить при взаимодействии щелочного или щелочноземельного металла с водой.

$\mathsf{Ca + 2H_2O \ \xrightarrow{}\ Ca(OH)_2 + H_2\uparrow }$
Гидроксиды щелочных металлов в промышленности получают электролизом водных растворов солей:

$\mathsf{2NaCl + 2H_2O \ \xrightarrow{e^-}\ 2NaOH + H_2\uparrow + Cl_2\uparrow }$
Некоторые основания можно получить реакциями обмена:

$\mathsf{Li_2SO_4 + Ba(OH)_2 \ \xrightarrow{}\ 2LiOH + BaSO_4\downarrow }$
Основания металлов встречаются в природе в виде минералов, например: гидраргиллита Al(OH)₃, брусита Mg(OH)₂.

Классификация

Основания классифицируются по ряду признаков.

По растворимости в воде.
- Растворимые основания (щёлочи): гидроксид натрия NaOH, гидроксид калия KOH, гидроксид бария Ba(OH)₂, гидроксид стронция Sr(OH)₂, гидроксид цезия CsOH, гидроксид рубидия RbOH.
- Практически нерастворимые основания: Mg(OH)₂, Ca(OH)₂, Zn(OH)₂, Cu(OH)₂, Al(OH)₃, Fe(OH)₃, Be(OH)₂.
- Другие основания: NH₃·H₂O

Деление на растворимые и нерастворимые основания практически полностью совпадает с делением на сильные и слабые основания, или гидроксиды металлов и переходных элементов

По количеству гидроксильных групп в молекуле.
- Однокислотные (гидроксид натрия NaOH)
- Двукислотные (гидроксид меди(II) Cu(OH)₂)
- Трехкислотные (гидроксид железа(III) Fe(OH)₃)

По летучести.
- Летучие: NH₃, CH₃-NH₂
- Нелетучие: щёлочи, нерастворимые основания.

По стабильности.
- Стабильные: гидроксид натрия NaOH, гидроксид бария Ba(OH)₂
- Нестабильные: гидроксид аммония NH₃·H₂O (гидрат аммиака).

По степени электролитической диссоциации.
- Сильные (α > 30 %): щёлочи.
- Слабые (α < 3 %): нерастворимые основания.

По наличию кислорода.
- Кислородсодержащие: гидроксид калия KOH, гидроксид стронция Sr(OH)₂
- Бескислородные: аммиак NH₃, амины.

По типу соединения:
- Неорганические основания: содержат одну или несколько групп -OH.
- Органические основания: органические соединения, являющиеся акцепторами протонов: амины, амидины и другие соединения.

Номенклатура

По номенклатуре IUPAC неорганические соединения, содержащие группы -OH, называются гидроксидами. Примеры систематических названий гидроксидов:

NaOH — гидроксид натрия
TlOH — гидроксид таллия(I)
Fe(OH)₂ — гидроксид железа(II)

Если в соединении есть оксидные и гидроксидные анионы одновременно, то в названиях используются числовые приставки:

TiO(OH)₂ — дигидроксид-оксид титана
MoO(OH)₃ — тригидроксид-оксид молибдена

Для соединений, содержащих группу O(OH), используют традиционные названия с приставкой мета-:

AlO(OH) — метагидроксид алюминия
CrO(OH) — метагидроксид хрома

Для оксидов, гидратированных неопределённым числом молекул воды, например Tl₂O₃•n H₂O, недопустимо писать формулы типа Tl(OH)₃. Называть такие соединениями гидроксидами также не рекомендуется. Примеры названий:

Tl₂O₃•n H₂O — полигидрат оксида таллия(III)
MnO₂•n H₂O — полигидрат оксида марганца(IV)

Особо следует именовать соединение NH₃•H₂O, которое раньше записывали как NH₄OH и которое в водных растворах проявляет свойства основания. Это и подобные соединения следует именовать как гидрат:

NH₃•H₂O — гидрат аммиака
N₂H₄•H₂O — гидрат гидразина

Химические свойства

В водных растворах основания диссоциируют, что изменяет ионное равновесие:

$\mathsf{NaOH \ \rightleftarrows \ Na^+ + OH^- }$

это изменение проявляется в цветах некоторых кислотно-основных индикаторов:

лакмус становится синим,
метилоранж — жёлтым,
фенолфталеин приобретает цвет фуксии.

При взаимодействии с кислотой происходит реакция нейтрализации и образуется соль и вода:

$\mathsf{NaOH + HCl \ \xrightarrow{}\ NaCl + H_2O }$

Примечание: реакция не идёт, если и кислота и основание слабые.

При избытке кислоты или основания реакция нейтрализации идёт не до конца и образуются кислые или осно́вные соли, соответственно:

$\mathsf{NaOH + H_3PO_4 \ \xrightarrow{}\ NaH_2PO_4 + H_2O }$

$\mathsf{Cu(OH)_2 + H_2CO_3 \ \xrightarrow{}\ (CuOH)_2CO_3 + 2H_2O }$

Амфотерные основания могут реагировать с щелочами с образованием гидроксокомплексов:

$\mathsf{Zn(OH)_2 + 2KOH \ \xrightarrow{}\ K_2[Zn(OH)_4] }$

Основания реагируют с кислотными или амфотерными оксидами с образованием солей:

$\mathsf{2NaOH + SiO_2 \ \xrightarrow{}\ Na_2SiO_3 + H_2O }$

$\mathsf{2NaOH + Al_2O_3 \ \xrightarrow{}\ 2NaAlO_2 + H_2O }$

Основания вступают в обменные реакции (реагируют с растворами солей):

$\mathsf{Ba(OH)_2 + Na_2SO_4 \ \xrightarrow{}\ 2NaOH + BaSO_4\downarrow }$

Слабые и нерастворимые основания при нагреве разлагаются на оксид и воду:

$\mathsf{Cu(OH)_2 \ \xrightarrow{T}\ CuO + H_2O }$

Некоторые основания (Cu(I), Ag, Au(I)) разлагаются уже при комнатной температуре.

Основания щелочных металлов (кроме лития) при нагревании плавятся, расплавы являются электролитами.

См. также

Литература

Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — 623 с.
Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — 639 с. — ISBN 5-82270-039-8
Лидин Р.А. и др. Номенклатура неорганических веществ. — М.: КолосС, 2006. — 95 с. — ISBN 5-9532-0446-9

Гидроксиды

Растворимость кислот, оснований и солей в воде

H⁺

Li⁺

K⁺

Na⁺

NH₄⁺

Ba²⁺

Ca²⁺

Mg²⁺

Sr²⁺

Al³⁺

Cr³⁺

Fe²⁺

Fe³⁺

Ni²⁺

Co²⁺

Mn²⁺

Zn²⁺

Ag⁺

Hg²⁺

Hg₂²⁺

Pb²⁺

Sn²⁺

Cu⁺

Cu²⁺

OH⁻

—

F⁻

Cl⁻

—

Br⁻

I⁻

—

S²⁻

—

SO₃²⁻

SO₄²⁻

—

NO₃⁻

—

NO₂⁻

PO₄³⁻

—

CO₃²⁻

—

CH₃COO⁻

—

CN⁻

—

SiO₃²⁻

Категория:

Основания

Wikimedia Foundation. 2010.

Игры ⚽ Поможем написать курсовую

Полезное

Смотреть что такое "Основание (химия)" в других словарях:

Основание однородное — – естественное основание, сложенное горной породой одного вида. [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Рубрика термина: Горные породы Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы,… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Основание — – поверхность, на которую наклеивают стеновое покрытие, например стена или потолок. [ГОСТ Р 52805 2007] Рубрика термина: Обои Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги, Автотехника … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
ХИМИЯ АНАЛИТИЧЕСКАЯ — наука о методах определения химического состава веществ. Химический анализ буквально пронизывает всю нашу жизнь. Его методами проводят скрупулезную проверку лекарственных препаратов. В сельском хозяйстве с его помощью определяют кислотность почв… … Энциклопедия Кольера
Основание Харькова — Харько, Харьков (Харитон) мифический персонаж казак Харько, Харьков Имя при рождении: вероятно, Харитон … Википедия
Неорганическая химия — Неорганическая химия раздел химии, связанный с изучением строения, реакционной способности и свойств всех химических элементов и их неорганических соединений. Это область охватывает все химические соединения, за исключением органических… … Википедия
Россия. Русская наука: Химия — Изучение химии в России формально ведет свое начало с учреждения в 1725 г. в СПб. Академии наук. В 1727 г. в качестве натуралиста и химика был приглашен сын тюбингенского аптекаря Иоганн Георг Гмелин, проведший почти все время своего пребывания в … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Органическая химия — В Викисловаре есть статья «органическая химия» Органическая химия раздел химии, изучающий со … Википедия
Аналитическая химия — Содержание … Википедия
Российский научный центр «Прикладная химия» — (ФГУП РНЦ «Прикладная химия») … Википедия
ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ — ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ, «наука, объясняющая на основании положений и опытов физическую причину того, что происходит через хим. операции в сложных телах». Это определение, к рое ей дал первый физико химик М. В. Ломоносов в курсе, прочитанном … Большая медицинская энциклопедия

Словари и энциклопедии на Академике

Основание (химия)

Содержание

Получение

Классификация

Номенклатура

Химические свойства

См. также

Литература

Полезное

Смотреть что такое "Основание (химия)" в других словарях:

Поделиться ссылкой на выделенное

Словари и энциклопедии на Академике

Википедия

Основание (химия)

Содержание

Получение

Классификация

Номенклатура

Химические свойства

См. также

Литература

Полезное

Смотреть что такое "Основание (химия)" в других словарях:

Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка: