Осно́вные гидрокси́ды — это сложные вещества, которые состоят из атомов металла или иона аммония и гидроксогруппы (—OH) и в водном растворе диссоциируют с образованием анионов ОН− и катионов. Название основания обычно состоит из двух слов: слова «гидроксид» и названия металла в родительном падеже (или слова «аммония»). Хорошо растворимые в воде основания называются щёлочами.
Получение
Взаимодействие сильноосновного оксида с водой позволяет получить сильное основание или щёлочь.
Слабоосновные и амфотерные оксиды с водой не реагируют, поэтому соответствующие им гидроксиды таким способом получить нельзя. Гидроксиды малоактивных металлов получают при добавлении щёлочи к растворам соответствующих солей. Так как растворимость слабоосновных гидроксидов в воде очень мала, гидроксид выпадает из раствора в виде студнеобразной массы.
Также основание можно получить при взаимодействии щёлочного или щёлочноземельного металла с водой.
Гидроксиды щёлочных металлов в промышленности получают электролизом водных растворов солей:
Некоторые основания можно получить реакциями обмена:
Основания металлов встречаются в природе в виде минералов, например: гидраргиллита Al(OH), брусита Mg(OH).
Классификация Основания классифицируются по ряду признаков.
По растворимости в воде. Растворимые основания (щёлочи): гидроксид лития LiOH, гидроксид натрия NaOH, гидроксид калия KOH, гидроксид бария Ba(OH)2, гидроксид стронция Sr(OH)2, гидроксид цезия CsOH, гидроксид рубидия RbOH, гидроксид таллия TlOH, гидроксид кальция Ca(OH)2 Практически нерастворимые основания: Mg(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. Исключение составляет гидроксид лития LiOH, хорошо растворимый в воде, но являющийся слабым основанием.
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) — гидроксид железа(II)
Если в соединении есть оксидные и гидроксидные анионы одновременно, то в названиях используются числовые приставки: TiO(OH) — дигидроксид-оксид титана MoO(OH) — 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 TlO•n HO, недопустимо писать формулы типа Tl(OH). Называть такие соединениями гидроксидами также не рекомендуется. Примеры названий: TlO•n HO — полигидрат оксида таллия(III) MnO•n HO — полигидрат оксида марганца(IV)
Особо следует именовать соединение NH•HO, которое раньше записывали как NHOH и которое в водных растворах проявляет свойства основания. Это и подобные соединения следует именовать как гидрат: NH•HO — гидрат аммиака NH•HO — гидрат гидразина
Химические свойства В водных растворах основания диссоциируют, что изменяет ионное равновесие:
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:
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:
Амфотерные основания могут реагировать с щёлочами с образованием гидроксокомплексов:
Основания реагируют с кислотными или амфотерными оксидами с образованием солей:
Основания вступают в обменные реакции (реагируют с растворами солей):
Слабые и нерастворимые основания при нагреве разлагаются на оксид и воду:
Некоторые основания (Cu(I), Ag, Au(I)) разлагаются уже при комнатной температуре.
Основания щёлочных металлов (кроме лития) при нагревании плавятся, расплавы являются электролитами.
См. также Кислота Соли Оксиды Гидроксиды Теории кислот и оснований
Литература