§8.4 Основания. Свойства и классификация оснований. Щелочи.
Если вещество содержит гидрокси-группы (ОН), которые могут отщепляться (подобно отдельному "атому") в реакциях с другими веществами, то такое вещество является основанием. Существует много оснований, которые состоят из атома какого-либо металла и присоединенных к нему гидрокси-групп. Например:
NaOH – гидроксид натрия,
KOH – гидроксид калия,
Ca(OH)2 – гидроксид кальция,
Fe(OH)3 – гидроксид железа (III),
Ba(OH)2 – гидроксид бария.
Гидрокси-группы одновалентны, поэтому формулу основания легко составить по валентности металла. К химическому символу металла надо приписать столько гидрокси-групп, какова валентность металла. Большинство оснований – ионные соединения.
Основаниями называются вещества, в которых атомы металла связаны с гидрокси-группами.
Существует также основание, в котором гидрокси-группа присоединена не к металлу, а к иону NH4+ (катиону аммония). Это основание называется гидроксидом аммония и имеет формулу NH4OH. Гидроксид аммония образуется в рекции присоединения воды к аммиаку, когда аммиак растворяют в воде:
NH3 + H2O = NH4OH (гидроксид аммония).
Основания бывают растворимыми и нерастворимыми. Растворимые основания называются щелочами. Растворы щелочей скользкие на ощупь ("мыльные") и довольно едкие. Они разъедают кожу, ткани, бумагу, очень опасны (как и кислоты) при попадании в глаза. Поэтому при работе со щелочами и кислотами необходимо пользоваться защитными очками.
Если раствор щелочи все-таки попал в лицо, необходимо промыть глаза большим количеством воды, а затем разбавленным раствором слабой кислоты (например, уксусной). Этот медицинской основан на уже известной нам реакции нейтрализации.
NaOH + уксусная кислота (разб.) = соль + вода
Лишь небольшую часть всех оснований называют щелочами. Это, например, KOH – гидроксид калия (едкое кали), NaOH – гидроксид натрия (едкий натр), LiOH – гидроксид лития, Ca(OH)2 – гидроксид кальция (его раствор называется известковой водой), Ba(OH)2 – гидроксид бария. Большинство других оснований в воде нерастворимы и щелочами их не называют.
Щелочами называются растворимые в воде сильные основания.
Рассмотрим еще раз типичные реакции нейтрализации между щелочью и кислотой при структурных формул:
Такая схема наглядно показывает различие между кислотами и основаниями: кислоты склонны отщеплять атомы водорода, а основания – гидрокси-группы. В реакцию нейтрализации с кислотами вступают любые основания, а не обязательно только щелочи.
Разные основания имеют разную отщеплять гидрокси-группы, поэтому их, подобно кислотам, подразделяют на сильные и слабые основания (таблица 8-5). Сильные основания в водных растворах склонны легко отдавать свои гидрокси-группы, а слабые – нет.
Таблица 8-5. Классификация оснований по силе.
Сильные основания
Слабые основания
NaOH гидроксид натрия (едкий натр)
KOH гидроксид калия (едкое кали)
LiOH гидроксид лития
Ba(OH)2 гидроксид бария
Ca(OH)2 гидроксид кальция (гашеная известь)
Mg(OH)2 гидроксид магния
Fe(OH)2 гидроксид железа (II)
Zn(OH)2 гидроксид цинка
NH4OH гидроксид аммония
Fe(OH)3 гидроксид железа (III)
и т.д. (большинство гидроксидов металлов)
** Не следует путать силу основания и его растворимость. Например, гидроксид кальция – сильное основание, хотя его растворимость в воде не велика. В данном случае сильным основанием (щелочью) мы называем ту часть гидроксида кальция, которая растворена в воде.
Сила основания важна в реакциях со слабыми кислотами. Слабое основание и слабая кислота реагируют лишь в незначительной степени. Напротив, сильное основание легче реагирует с любой кислотой независимо от её силы.
2 NH4OH
+
H2S
=
(NH4)2S
+
2 H2O
слабое основание
слабая кислота
реакция протекает лишь в незначительной степени (мало продуктов реакции)
2 NaOH
+
H2S
=
Na2S
+
2 H2O
сильное основание
слабая кислота
продуктов реакции больше
Действие щелочей на индикаторыПолучение и свойства гидроксида медиЕще одно важное химическое свойство оснований разлагаться при нагревании на воду и основной оксид.
Cu(OH)2 = CuO + H2O (при нагревании)
2 Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3 H2O (при нагревании)
Растворы щелочей окрашивают индикаторы: лакмус – в синий цвет, фенолфталеин – в малиновый цвет. Индикатор метиловый оранжевый (или метилоранж) в растворах щелочей имеет желтый цвет. Подробнее об индикаторах можно прочитать в следующем параграфе.
Объяснение:
детей простить меня за то, что я посвятил эту книжку взрослому. Скажу в оправдание: этот взрослый — мой самый лучший друг. И еще: он понимает все на свете, даже детские книжки. И, наконец, он живет во Франции, а там сейчас голодно и холодно. И он очень нуждается в утешении. Если же все это меня не оправдывает, я посвящу эту книжку тому мальчику, каким был когда-то мой взрослый друг. Ведь все взрослые сначала были детьми, только мало кто из них об этом помнит. Итак, я исправляю посвящение:
Леону Верту,
когда он был маленьким
I
Когда мне было шесть лет, в книге под названием «Правдивые истории», где рассказывалось про девственные леса, я увидел однажды удивительную картинку. На картинке огромная змея — удав — глотала хищного зверя. Вот как это было нарисовано:
Маленький принц 1
В книге говорилось: «Удав заглатывает свою жертву целиком, не жуя. После этого он уже не может шевельнуться и спит полгода подряд, пока не переварит пищу».
Я много раздумывал о полной приключений жизни джунглей и тоже нарисовал цветным карандашом свою первую картинку. Это был мой рисунок №1. Вот что я нарисовал:
Маленький принц 2
Я показал мое творение взрослым и спросил, не страшно ли им.
— Разве шляпа страшная? — возразили мне.
А это была совсем не шляпа. Это был удав, который проглотил слона. Тогда я нарисовал удава изнутри, чтобы взрослым было понятнее. Им ведь всегда нужно все объяснять. Это мой рисунок №2:
Маленький принц 3
Взрослые посоветовали мне не рисовать змей ни снаружи, ни изнутри, а побольше интересоваться географией, историей, арифметикой и правописанием. Вот как случилось, что шести лет я отказался от блестящей карьеры художника. Потерпев неудачу с рисунками №1 и №2, я утратил веру в себя. Взрослые никогда ничего не понимают сами, а для детей очень утомительно без конца им все объяснять и растолковывать.
Итак, мне пришлось выбирать другую профессию, и я выучился на летчика. Облетел я чуть ли не весь свет. И география, по правде сказать, мне очень пригодилась. Я умел с первого взгляда отличить Китай от Аризоны. Это очень полезно, если ночью собьешься с пути.
На своем веку я много встречал разных серьезных людей. Я долго жил среди взрослых. Я видел их совсем близко. И от этого, признаться, не стал думать о них лучше.
Когда я встречал взрослого, который казался мне разумней и понятливей других, я показывал ему свой рисунок №1 — я его сохранил и всегда носил с собою. Я хотел знать, вправду ли этот человек что-то понимает. Но все они отвечали мне: «Это шляпа». И я уже не говорил с ними ни об удавах, ни о джунглях, ни о звездах. Я применялся к их понятиям. Я говорил с ними об игре в бридж и гольф, о политике и о галстуках. И взрослые были очень довольны, что познакомились с таким здравомыслящим человеком.
II
Так я жил в одиночестве, и не с кем было мне поговорить по душам. И вот шесть лет тому назад пришлось мне сделать вынужденную посадку в Сахаре. Что-то сломалось в моторе моего самолета. Со мной не было ни механика, ни пассажиров, и я решил, что попробую сам все починить, хоть это и очень трудно. Я должен был исправить мотор или погибнуть. Воды у меня едва хватило бы на неделю.
Итак, в первый вечер я уснул на песке в пустыне, где на тысячи миль вокруг не было никакого жилья. Человек, потерпевший кораблекрушение и затерянный на плоту посреди океана, — и тот был бы не так одинок. Вообразите же мое удивление, когда на рассвете меня разбудил чей-то тоненький голосок. Он сказал:
нарисуй мне барашка!
— А?..
— Нарисуй мне барашка…
Я вскочил, точно надо мною грянул гром. Протер глаза. Стал осматриваться. И увидел забавного маленького человечка, который серьезно меня разглядывал. Вот самый лучший его портрет, какой мне после удалось нарисовать. Но на моем рисунке он, конечно, далеко не так хорош, как был на самом деле. Это не моя вина. Когда мне было шесть лет, взрослые убедили меня, что художник из меня не выйдет, и я ничего не научился рисовать, кроме удавов — снаружи и изнутри.
