ГМ-19 хімія 16.11.2020

 Виконану роботу надіслати на електронну пошту

nataliasuhina15@gmail.com 

16.11.2020

Комбіноване заняття (2 год.)

Тема 9.11. Основи.

Опрацювати: Хімія 11 клас (за посиланням «Підручники»), §26, с.158-163.

Виконати (письмово) завдання 209-213 с.162-163:

209. Допишіть схеми реакцій за участю розчинів лугів і складіть хімічні рівняння:

NaOH + SO₂ →

Ca(OH)₂ + P₂O₅ →

NaOH + Al₂O₃ →

Ca(OH)₂ + K₃PO₄ →

NaOH + Mg(NO₃)₂ →

Ca(OH)₂ + Pb(OH)₂ →

210. Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:

а) натрій гідроксид → натрій карбонат → натрій нітрат → натрій сульфат;

б) натрій гідроксид → натрій тетрагідроксоалюмінат → натрій хлорид → натрій нітрат.

211. Який об’єм води потрібно додати до 100 мл розчину з масовою часткою натрій гідроксиду 40 % і густиною 1,43 г/мл, щоб виготовити 10 %-й розчин лугу?

212. До 0,05 моль кальцій гідроксиду додали розчин, який містив 7,56 г нітратної кислоти. Обчисліть масу солі Кальцію, що утворилася внаслідок реакції.

213. При взаємодії зразка гашеного вапна масою 20 г із надлишком хлоридної кислоти виділилося 224 мл вуглекислого газу (н. у.). Обчисліть масову частку кальцій карбонату в зразку гашеного вапна. Які можливі причини наявності цієї домішки в кальцій гідроксиді?

Склад і назви основ. Серед кількох найважливіших класів неорганічних сполук є клас основ. Основи – це сполуки, до складу яких входять катіон металічного елемента (або катіон аммонію) й одна або кілька гідроксильних груп OH (залежно від валентності металу). Загальна формула основ: Me(OH)n, де n – число груп OH, що відповідає валентності металічного елемента. Me – символ металічного елемента. Назва основ. Назви основ, як і неорганічних сполук інших класів, складаються із двох слів. Першим є назва металічного елемента, а другим — слово «гідроксид»: KOH – калій гідроксид, Ba(OH)2 – барій гідроксид. Якщо елемент має кілька значень валентностей, то це значення вказується у назві гідроксиду: Fe(OH)2 – ферум(II) гідроксид, Fe(OH)3 – ферум(III) гідроксид. Тривіальна назва натрій гідроксиду — їдкий натр, а кальцій гідроксиду — гашене вапно. Іноді натрій гідроксид називають каустичною содою (із грецької kaustikos — пекучий). Ba(OH)2 – баритова вода; Ca(OH)2 – гашене вапно, вапняне молоко, вапняна вода; NH4OH – нашатирний спирт. Основи — йонні речовини; їхніми складниками є катіони Меn+ і аніони ОН–. Формули гідроксидів, які відповідають оснóвним оксидам Загальна формула оксидів Me2O MeO Me2O3 Загальна формула гідроксидів MeOH однокислотні Me(OH)2 двокислотні Me(OH)3 трикислотні Наприклад КОН, NаOH Ca(OH)2, Вa(OH)2 Fe(OH)3, Al(OH)3 Фізичні властивості основ. Усі основи — тверді речовини. Натрій гідроксид, який найчастіше використовують у лабораторній практиці, має вигляд гранул або пластівців, а кальцій гідроксид — білий порошок. Більшість основ не розчиняється у воді. Гідроксиди лужних елементів і Барію є розчинними, а сполуки Mg(OH)2 і Ca(OH)2 — малорозчинними. У 100 г води за температури 20 °С розчиняється 112,4 г калій гідроксиду, 108,7 г натрій гідроксиду і лише 0,16 г кальцій гідроксиду. Розчинні основи, а також кальцій гідроксид мають загальну назву «луги». Водний розчин кальцій гідроксиду називають вапняною водою. Луги — сильні електроліти. Розчиняючись у воді, вони дисоціюють на йони, з яких складаються: Вa(OH)2 = Вa2+ + 2OH–. Дисоціація відбувається в одну стадію, а не у дві. Розчинення гідроксидів Натрію і Калію супроводжується виділенням значної кількості теплоти. Ці сполуки добре поглинають вологу і навіть розпливаються у вологій атмосфері. Тому їх зберігають у щільно закритих посудинах і використовують для осушування газів, багатьох органічних рідин. Луги та їхні розчини роз’їдають тканини, папір, шкіру, становлять небезпеку для слизових оболонок і особливо очей, спричиняють тяжкі опіки. Працювати з ними потрібно дуже обережно. При нагріванні основи не плавляться, а розкладаються на відповідні оксиди і воду (винятки — NaOH, KOH). Температура плавлення натрій гідроксиду становить +322 °С, а калій гідроксиду +405 °С. Кальцій гідроксид зазнає розкладу за температури 580 °С. Класифікація основ   За звичайних умов луги – це тверді кристалічні речовини, милкі на дотик, роз’їдають багато матеріалів, шкіру, папір, тканину, добре розчиняються у воді. Змінюють колір індикаторів: лакмус (фіолетовий) змінюється на синій; метиловий оранжевий (оранжевий) – на жовтий; фенолфталеїн (безбарвний) забарвлюється в малиновий колір. Нерозчинні основи – тверді речовини, не милкі на дотик, не роз’їдають шкіру, не мають запаху, практично не розчиняються у воді й не змінюють кольору індикаторів. Забарвлені вони по-різному: купрум(II) гідроксид Cu(OH)2 – блакитний; Zn(OH)2, Al(OH)3 – білі, Fe(OH)2 – зеленувато-білий, Fe(OH)3 – бурий. Хімічні властивості. 1. Розчинні і нерозчинні основи мають спільну властивість – реагують з кислотами, утворюючи сіль і воду: NaOH + HCl = NaCl + H2O;   Cu(OH)2 + 2HCl = CuCl2 + 2H2O. Тип реакції – обміну, нейтралізації. Під час взаємодії багатооснóвних кислот з гідроксидами можуть утворюватися кислі солі: KOH + H2SO4 = KHSO4 + H2O; Ca(OH)2 + 2H2SO4 = Ca(HSO4)2 + 2H2O. Під час взаємодії багатокислотних гідроксидів з однооснóвними кислотами можуть утворюватися оснóвні солі: Ca(OH)2 + HCl = CaOHCl + H2O (основа в надлишку); CaOHCl + HCl = CaCl2 + H2O.
2. Луги реагують з кислотними оксидами, утворюючи середню або кислу сіль при надлишку чи нестачі лугу відповідно: 2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O; NaOH + CO2 = NaНCO3.	Для нерозчинних основ такі реакції не характерні.
3. Луги взаємодіють із розчинними солями малоактивних металічних елементів, утворюючи нову сіль і нерозчинну основу: 2KOH + FeCl2 = Fe(OH)2↓ + 2KCl. Луги можуть взаємодіяти із розчинними солями активних металічних елементів, якщо в результаті реакції утворюється нерозчинна сіль: K2SO4 + Ba(OH)2 = 2KOH + BaSO4↓. 4. Луги взаємодіють з кислими солями утворюючи середні солі: KHSO4 + KOH = K2SO4 + H2O.	Для нерозчинних основ такі реакції не характерні.
5. Майже всі основи (крім гідроксидів Натрію і Калію, лужних металів) у результаті нагрівання легко розкладаються на оксид і воду: Cu(OH)2 = CuO + H2O.

Способи добування основ

Розчинних	Нерозчинних
Meакт + H2O → MeOH + H2↑ (Meакт)xOy + H2O → Me(OH)n	(Meм.акт)хRy+МеOH=MexRy+Meм.акт (OH)n↓        сіль
Електроліз розчинів солей: 2NaCl + 2H2O = H2 + Cl2 + 2NaOH де Меакт. – активний метал, Мем.акт. – малоактивний метал.

1. Розчинні гідроксиди (луги) можна добути взаємодією активних металів та їх оксидів з водою:

2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑;
Na₂O + H₂O = 2NaOH.

2. Взаємодією розчинів солей з лугами можна також використати для добування деяких розчинних основ. Якщо на розчини солей натрію, літію та деяких інших металів подіяти гідроксидом барію або кальцію, то внаслідок реакції утвориться розчинна основа і нерозчинна сіль, яку можна легко відокремити від розчину:

Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ = 2NaOH + CaCO₃↓;
Li₂SO₄ + Ba(OH)₂ = 2LiOH + BaSO₄↓.

3. Луги можна добути електролізом водних розчинів солей.

4. Нерозчинні гідроксиди можна добути реакцією обміну між сіллю (найчастіше сіллю малоактивного металічного елемента) та лугом у розчині:

FeCl₃ + 3NaOH = 3NaCl + Fe(OH)₃↓.

Практичне застосування деяких основ

NaOH – у великій кількості використовується у нафтовій промисловості для очищення нафтопродуктів переробки нафти, в миловарній, паперовій, текстильній промисловостях, у виробництві штучного шовку та в ряді інших виробництв. Кип’ятінням деревини з NaOH добувають целюлозу. Обробка бавовняних тканин натрій гідроксидом поліпшує їх здатність до фарбування. Натрій гідроксид – важливий реактив у аналітичній хімії.

КОН – застосовують у миловарній промисловості для виготовлення рідкого мила. Внаслідок великої гігроскопічності його використовують як осушувач, для вбирання вуглекислого газу, у хірургії для припікання, як вихідний продукт для добування різних солей калію.

Ca(OH)₂ – відомий під назвою «гашене вапно», широко використовують у будівництві. Суміш гашеного вапна з піском і водою називають вапняним розчином і використовують для скріплення цегли під час мурування цегляних стін, а також як штукатурка. Вапняний розчин твердне спочатку внаслідок випаровування води, а потім – внаслідок вбирання гашеним вапном з повітря вуглекислого газу й утворення кальцій карбонату. Ca(OH)₂ використовують для добування хлорного вапна [Са(ОН)₂ + Сl₂ → CaOCl₂ + H₂O]. Як «вапняну воду» застосовують для білення, у медицині проти опіків або як протиотруту при отруєннях сульфатною чи оксалатною кислотами.

Ba(OH)₂ – насичений водний розчин відомий як «баритова вода», є важливим лабораторним реактивом для виявлення СО₂, йонів SO₄^2– та СO₃^2– та відносно дешевою розчинною основою.

NH₄OH – один з найважливіших хімічних реактивів, розбавлений розчин якого «нашатирний спирт» застосовують як слабку основу в хімічній практиці, у медицині, домашньому господарстві.

Висновки:

Основи — сполуки, які складаються з катіонів металічних елементів і аніонів ОН^–. Загальна формула основ — Ме(ОН)n.

Розрізняють розчинні у воді основи (луги) й нерозчинні основи.

Луги взаємодіють з кислотними й амфотерними оксидами, кислотами, амфотерними гідроксидами, а їх розчини — ще й із солями.

Найважливішими лугами є натрій гідроксид і кальцій гідроксид. Ці сполуки використовують у хімічній промисловості, техніці, інших сферах.

Нерозчинні у воді основи розкладаються при нагріванні.