Номенклатура і будова молекули
Щоб правильно назвати підставу, потрібно до назви металевого елемента додати слово гідроксид. Наведемо конкретні приклади. Підстава алюмінію відноситься до амфотерным гидроксидам, властивості яких ми розглянемо у статті. Обов'язкова присутність у молекулах підстав гідроксильної групи, пов'язаної з катіоном металу іонним типом зв'язку, можна визначити за допомогою індикаторів, наприклад, фенолфталеїну. У водному середовищі надлишок іонів OH - визначається по зміні кольору розчину індикатора: безбарвний фенолфталеїн стає малиновим. Якщо метал виявляє кілька валентностей, він може утворювати кілька підстав. Наприклад, залізо має дві підстави, в яких валентність металу дорівнює 2 або 3. Перше з'єднання характеризується ознаками основних гідроксидів, друге - амфотерні. Тому властивості вищих гідроксидів відрізняються від сполук, в яких метал має нижчу ступінь валентності.
Фізична характеристика
Підстави – це тверді речовини, стійкі до нагрівання. По відношенню до води вони діляться на розчинні (луги) та нерозчинні. Перша група утворена активними в хімічному відношенні металами – елементами першої і другої груп. Нерозчинні у воді речовини складаються з атомів інших металів, чия активність поступається натрію, калію або кальцію. Прикладами таких сполук можуть служити підстави заліза або міді. Властивості гідроксидів будуть залежати від того, до якої групи речовин вони належать. Так, луги є термічно міцними і не розкладаються при нагріванні, тоді, як нерозчинні у воді основи під дією високої температури руйнуються, утворюючи оксид і воду. Наприклад, підстава міді розкладається наступним чином:Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O
Хімічні властивості гідроксидів
Взаємодія між собою двох найважливіших груп сполук – кислот і підстав – іменують в хімії реакцією нейтралізації. Таку назву можна пояснити тим, що хімічно агресивні кислоти гідроксиди і утворюють нейтральні продукти – солі і воду. Будучи, по суті, обмінним процесом між двома складними речовинами, нейтралізація характерна як для лугів, так і для нерозчинних у воді підстав. Наведемо рівняння реакції нейтралізації між їдким калієм і хлоридною кислотою: KOH + HCl = KCl + H 2 O Важлива властивість підстав лужних металів є їх здатність реагувати з кислотними оксидами, в результаті можна отримати сіль і воду. Наприклад, пропускаючи через гідроксид натрію вуглекислий газ, можна отримати його карбонат та воду:2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O До реакцій іонного обміну відноситься взаємодія між лугами і солями, що йде з утворенням нерозчинних гідроксидів або солей. Так, доливаючи по краплях розчин їдкого натру в розчин сірчанокислої міді, можна одержати блакитний желеподібний осад. Це підстава міді, нерозчинна у воді: CuSO 4 + 2NaOH = Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4 Хімічні властивості гідроксидів, нерозчинних у воді, відрізняються від лугів тим, що вони при невеликому нагріванні втрачають воду – дегидратируются, переходячи у форму відповідного основного оксиду.
Підстави, проявляють двоїсті властивості
Якщо елемент або складна речовина може реагувати і з кислотами, і з лугами – його називають амфотерным. До таких належать, наприклад, цинк, алюміній та їх підстави. Властивості амфотерних гідроксидів дозволяють записувати їх молекулярні формули як у вигляді підстав, виділяючи при цьому гидроксогруппу, так і у вигляді кислот. Представимо декілька рівнянь реакцій підстави алюмінію з хлоридною кислотою і гідроксидом натрію. Вони ілюструють особливі властивості гідроксидів, що належать до амфотерным з'єднанням. Друга реакція проходить з розпадом лугу: 2Al(OH) 3 + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 O Al(OH) 3 + NaOH = NaAlO 2 + 2H 2 O Продуктами процесів будуть вода і солі: хлорид алюмінію і алюмінат натрію. Всі амфотерні підстави не розчиняються у воді. Добувають їх у результаті взаємодії відповідних солей і лугів.Способи одержання і застосування
В промисловості, вимагає великих обсягів лугів, їх отримують електролізом солей, що містять катіони активних металів першої та другої групи періодичної системи. Сировиною для видобутку, наприклад, їдкого натрію, служить розчин кухонної солі. Рівняння реакції буде таким: 2NaCl + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 + Cl 2 Підстави малоактивних металів в лабораторії отримують взаємодією лугів з їх солями. Реакція відноситься до типу іонного обміну і закінчується випаданням осаду підстави. Простий спосіб одержання лугів – це реакція заміщення, що проходить між активним металом і водою. Вона супроводжується розігріванням реагуючої суміші і відноситься до экзотермическому типу.