PROFILPELAJAR.COM

У Вікіпедії є статті про інші значення цього терміна: Основа (значення).

Осно́ви — це складні речовини, утворені металічним елементом та гідроксидними групами (OH).

Основи за теорією Арреніуса

Згідно з теорією Арреніуса, основами називали електроліти, які у водному розчині дисоціюють з утворенням катіонів металу (або неметалічних катіонів, як NH₄⁺) і аніонів лише одного типу — гідроксиду ОН^–.

Наприклад:

NaOH = Na⁺ + OH^-
NH₄OH = NH₄⁺ + OH^-
Ba(OH)₂ = Ba²⁺ + 2OH^-

Основи Арреніуса можна розглядати як гідроксиди основних оксидів, тобто як продукти приєднання води до основних оксидів:

Na₂O + H₂O = 2NaOH
CaO + H₂O = Ca(OH)₂
BaO + H₂O = Ba(OH)₂

Основи Арреніуса, як і основні оксиди, при взаємодії з кислотами і ангідридами, а також з амфотерними оксидами утворюють солі, а між собою не взаємодіють.

Наприклад:

Cu(OH)₂ + 2HCl = CuCl₂ + 2H₂O
Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃ + H₂О
2NaOH + ZnO = Na₂ZnO₂ + H₂O

Основні гідроксиди, або основи, зображають такою загальною формулою: Ме(ОН)_x, де Ме — атом металу, або металоподібної групи (як NH₄), а x — число гідроксидних груп, що дорівнює валентності металу (1,2 або 3). Наприклад: NaOH, Ba(OH)₂, Fe(OH)₃.

Номенклатура

Основи називають звичайно гідроксидами відповідних металів. Якщо метал має сталу валентність і утворює тільки один гідроксид, то його називають просто гідроксидом цього металу. Так, NaOH — гідроксид натрію, Ba(OH)₂ — гідроксид барію. Якщо ж метал має змінну валентність і утворює кілька гідроксидів, то щоб розрізнити їх, у назвах перед словом гідроксид ставлять префікси з грецьких числівників, які показують кількість гідроксильних груп, що припадає на один атом металу. Наприклад: CuOH — моногідроксид міді, Cu(OH)₂ — дигідроксид міді, Fe(OH)₂ — дигідроксид заліза, Fe(OH)₃ — тригідроксид заліза і т. д. Крім того, деякі групи основ і навіть окремі основи мають спеціальні назви. Так, розчинні у воді основи називають лугами. Гідроксид натрію NaOH називається їдким натром, гідроксид калію KOH — їдким калі, гідроксид кальцію Ca(OH)₂ — гашеним вапном.

Властивості

Основи Арреніуса є твердими речовинами. Деякі з них, зокрема NaOH і KOH, у термічному відношенні досить стійкі: їх можна нагрівати до температури плавлення і навіть кипіння, і вони не розкладаються. Проте більшість основ нестійкі і при нагріванні легко розкладаються з утворенням оксидів і виділенням води.

Наприклад:

Ca(OH)₂ = CaO + H₂O
2Fe(OH)₃ = Fe₂O₃ + 3H₂O

Більшість основ Арреніуса нерозчинні у воді. Добре розчинними є тільки основи лужних і лужноземельних металів, тобто луги. Серед лугів практично найбільш вживаними є NaOH, KOH, Ca(OH)₂ і Ba(OH)₂. Водні розчини їдких лугів мають їдкий мильний смак. Вони легко руйнують рослинні і тваринні тканини. Через це їх називають ще їдкими лугами. Розчини їдких лугів мають здатність змінювати забарвлення індикаторів. Так, у лужному середовищі фіолетовий колір лакмусу змінюється на синій, помаранчевий колір метилоранжу — на ясно-жовтий, а безбарвний розчин фенолфталеїну стає фіолетовим. Лужні властивості розчинів основ обумовлюються наявністю в розчині гідроксильних іонів.

Хімічні властивості основ Арреніуса визначаються їх відношенням до кислот, ангідридів, амфотерних оксидів і солей. Найбільш характерною властивістю основ є їх здатність вступати в хімічні реакції з кислотами. Причому з кислотами взаємодіють як розчинні, так і нерозчинні основи.

Реакції взаємодії основ з кислотами називають реакціями нейтралізації. Суть реакцій нейтралізації полягає в тому, що кислотний водень кислоти і гідроксид основи утворюють воду, а катіони металу основи і кислотні залишки утворюють сіль:

Ba(OH)₂ + 2HCl = BaCl₂ + 2H₂O
Ca(OH)₂ + H₂SO4 = CaSO₄ + 2H₂O

Основи вступають у хімічні реакції також з ангідридами і амфотерними оксидами:

2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O
2KOH + SO₂ = K₂SO₃ + H₂O
2KOH + PbO = K₂PbO₂ + H₂O

Розчини їдких лугів взаємодіють і з розчинами солей, утворюючи нерозчинні основи:

CuCl₂ + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + 2NaCl
Fe₂(SO₄)₃ + 6NaOH = 2Fe(OH)₃ ↓ + 3Na₂SO

Отримання

Основи Арреніуса можна добути різними способами.

Безпосереднім сполученням основних оксидів з водою.

Цим способом можна користуватися в тих випадках, коли основний оксид безпосередньо взаємодіє з водою. Наприклад:

- Na₂O + H₂O = 2NaOH
- CaO + H₂O = Ca(OH)₂
Взаємодією їдких лугів, з розчинами солей. Цим способом користуються в лабораторіях, коли відповідний оксид з водою безпосередньо не взаємодіє, а гідроксид нерозчинний.

Наприклад:

- CuSO₄ + 2KOH = Cu(OH)₂ ↓ + K₂SO₄
- FeCl₃ + 3NaOH = Fe(OH)₃ ↓ + 3NaCl
Взаємодією найактивніших металів (K, Na, Ca, Ba) з водою.

Наприклад:

- 2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂ ↑
- Ca + 2H₂O = Ca(OH)₂ + H₂ ↑
Для технічного одержання NaOH і KOH широко використовують спосіб електролізу водних розчинів NaCl і KCl.

Основа згідно з кислотно-основною теорією Бренстеда-Лоурі

Див. також Кислотно-основна теорія Бренстеда-Лоурі

Основа (основа Бренстеда) — це молекула або іон, які здатні приєднувати протони. Щоб могти приєднувати протон, основа повинна мати атом з вільною парою електронів (парою електронів, яка не входить до хімічного зв'язку). Тому основні властивості часто проявляють органічні сполуки, до яких входять Нітроген, Оксиген, Сульфур, Фосфор. І Найсильнішими основами вважають аніони.

Основа Льюїса

Див. також Кислотно-основна теорія Льюїса

Основою Льюїса називають будь-яку частинку (молекулу, атом, іон), яка може віддавати пару неподілених електронів.

Основи як каталізатори

Основи можуть використовуватися як нерозчинні гетерогенні каталізатори для хімічних реакцій. Наприклад, каталізаторами є оксид магнію, оксид кальцію, оксид барію, фторид натрію на оксиді алюмінію та деякі цеоліти. Багато перехідних металів входять до складу каталізаторів, і багато з них входять до складу основ. Каталізатори на базі основ використовуються для гідрогенізації, при міграції подвійних зв'язків, відновленні Меервейна-Пондорфа-Верлея, реакції Майкла та багатьох інших реакціях.

Див. також

Джерела

Ф. А. Деркач «Хімія» Л. 1968
Ю. О. Ластухін, С. А. Воронов. Органічна хімія. Підручник для вищих навчальних закладів. Видання четверте. — Львів: Центр Європи, 2009. — 868 с. (сторінка 164) ISBN 966-7022-19-6
Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет — Донецьк: «Вебер», 2008. — 758 с. ISBN 978-966-335-206-0