Хімія. 8 клас. Лашевська

§ 24. Основи: поширеність, склад, назви, фізичні властивості

...І, як у лузі, очищу з тебе домішки...

Біблія. Старий Завіт. Книга пророка Ісайї

Після вивчення параграфа ви зможете:

  • називати основи за сучасною науковою українською хімічною номенклатурою;
  • наводити приклади розчинних і нерозчинних основ, розрізняти їх;
  • складати формули цих сполук;
  • характеризувати фізичні властивості основ та заходи безпеки під час роботи з ними;
  • висловлювати судження про вплив лугів на навколишнє середовище і здоров’я людини.

Основи навколо нас, їхній склад. Грецький філософ Діоген Синопський удень блукав з ліхтарем. На запитання, кого він шукає, відповів: «Людину». Щоб знайти основи, нам теж стане в пригоді ліхтарик, щоправда, електричний. Адже до складу його елементів живлення (батарейок) входять луги - гідроксиди Натрію, Калію, Літію (рис. 24.1). Їхні хімічні формули NaOH, KOH, LiOH відповідно. Такі батарейки мають напис alkaline. Це слово арабського походження й буквально означає «одержуваний із золи рослин».

Рис. 24.1. 1. Літій гідроксид. 2. Натрій гідроксид. 3. Калій гідроксид. 4. Елементи живлення містять гідроксиди Натрію, Калію, Літію

Цікаво і пізнавально

Заміна в лужному акумуляторі калій гідроксиду на літій гідроксид зумовлює збільшення його терміну служби вдвічі.

Тож озирніться навколо - побачите основи. Уже згадуваний натрій гідроксид - складник побутових та професійних засобів для прочищення засмічених каналізаційних труб, видалення бруду з робочої поверхні газових й електричних плит, духовок і мікрохвильових печей (рис. 24.2). Малі дози цієї речовини містяться в лікарських та косметичних засобах.

Рис. 24.2. Натрій гідроксид NaOH - складник засобів побутової хімії

Цікаво і пізнавально

Натрон - солоно-лужне озеро на півночі Танзанії в регіоні Аруша, поруч із кордоном з Кенією. Залежно від рівня води її pH може становити від 9 до 10,5. Високі лужність і температура озера Натрон створюють такі умови, що тут можуть жити лише кілька видів тварин. А малі фламінго в такий спосіб захищаються від хижаків.

Магній гідроксид Mg(OH)2 - компонент антацидних (проти печії) лікарських препаратів (рис 24.3).

Рис. 24.3. Магній гідроксид входить до складу антацидних препаратів

Для виготовлення будівельних розчинів здавна використовують гашене вапно - кальцій гідроксид Са(ОН)2. Наприклад, до складу класичної венеціанської штукатурки входить гашене вапно, а також мікрочастинки природного мармуру. Поверхня матеріалу після повного висихання стає міцною і при цьому залишається паропроникною (рис. 24.4).

Рис. 24.4. Оздоблення стін ванної кімнати венеціанською штукатуркою дає змогу створити унікальне й оригінальне приміщення

Ви, звичайно, знаєте, що під впливом вологи та кисню залізо ржавіє. Одним з продуктів цього процесу є речовина бурого кольору - ферум(ІІІ) гідроксид Fe(OH)3 (рис. 24.5). Він є представником амфотерних гідроксидів, про властивості яких ви незабаром дізнаєтеся.

Рис. 24.5. І залізо ржа з’їдає. Українське народне прислів’я

Ферум утворює й інший гідроксид - нерозчинну основу, формула якої Fe(OH)2.

• Проаналізуйте хімічну формулу ферум(ІІІ) гідроксиду й за аналогією спробуйте назвати основу, формула якої Fe(OH)2.

Відомі й інші основи, наприклад барій гідроксид Ва(ОН)2. Його прозорий насичений водний розчин - баритову воду - використовують для виявлення оксидів Сульфуру(VІ) і Карбону(ІV).

Зауважимо, що основи - йонні сполуки. Вочевидь, ви помітили, що до складу всіх основ входить група атомів ОН, її називають гідроксильною групою. Зверніть увагу, гідроксильна група одновалентна. Гідроксид-йон має заряд -1: ОН-.

Аналіз хімічних формул основ підведе нас до висновку: основи - складні речовини, утворені катіонами металічних елементів та аніонами гідроксильних груп.

З огляду на те, що гідроксильна група одновалентна, число гідроксильних груп у структурній одиниці основи дорівнює валентності (або ступеню окиснення) металічного елемента в ній.

Як назвати основу за сучасною науковою українською хімічною номенклатурою? Зважаючи на те, що вам уже неодноразово траплялися назви основ, проаналізувавши їх, зможете легко засвоїти алгоритм їхнього складання. Адже він дуже подібний до алгоритму складання назв оксидів:

1) записуємо назву металічного елемента (у називному відмінку однини);

2) для металічного елемента зі змінною валентністю зазначаємо її в дужках після його назви (не робимо пробілу між назвою хімічного елемента і записом у дужках);

3) записуємо слово гідроксид.

Фізичні властивості основ. Класифікація основ. Ви одержали чимало інформації щодо основ, тож треба їх класифікувати. Критерієм класифікації основ є їхні властивості, зокрема розчинність у воді (рис. 24.6).

Рис. 24.6. Класифікація основ. На схемі зображено прозорий безбарвний розчин натрій гідроксиду й драглисті осади ферум(ІІ) гідроксиду, ферум(ІІІ) гідроксиду, купрум(ІІ) гідроксиду, нікель(ІІ) гідроксиду

Щоб дізнатися, не виконуючи дослідів, чи розчиняється та чи інша основа у воді, потрібно скористатися довідковою таблицею «Розчинність основ, кислот, амфотерних гідроксидів і солей у воді»1 (рис. 24.7).

1 Цю таблицю розміщено у додатках.

Рис. 24.7. Як з таблиці «Розчинність основ, кислот, амфотерних гідроксидів і солей у воді» дізнатися, чи розчиняється основа у воді

Визначимо, наприклад, чи розчинним є плюмбум(ІІ) гідроксид. Для цього знайдемо поміж формул катіонів йон Рb2+, а поміж формул аніонів - йон ОН-. На перетині відповідних стовпчика й рядка у клітинці є позначка Н. Це означає, що плюмбум(ІІ) гідроксид - нерозчинна основа. У клітинці, яка відповідає натрій гідроксиду, є позначка Р. Отже, натрій гідроксид розчиняється у воді. Кальцій гідроксид належить до лугів, хоча є малорозчинною (позначено літерою М) речовиною.

• Використовуючи таблицю «Розчинність основ, кислот, амфотерних гідроксидів і солей у воді», визначте, чи правильно автори підручника навели на рис. 25.1 приклади нерозчинних основ.

Заходи безпеки під час роботи з лугами має знати кожна людина - адже ці речовини входять до складу багатьох побутових хімікатів, містяться в елементах живлення. Луги - їдкі речовини, вони руйнують шкіру, тканини, папір тощо. На уроках з основ здоров’я ви вивчали, що потрапляння лугів на шкіру та слизові оболонки спричиняє важкі хімічні опіки. Пригадайте правила поводження з їдкими речовинами та правила надання першої допомоги в разі хімічних опіків та неухильно їх дотримуйтесь!

ПРО ГОЛОВНЕ

• Основи - йонні сполуки.

• Гідроксильна група ОН одновалентна. Гідроксид-йон має заряд -1: ОН-.

• Основи - складні речовини, утворені катіонами металічних елементів та аніонами гідроксильних груп.

• Число гідроксильних груп у формулі основи дорівнює валентності металічного елемента в ній.

• Луги - йонні кристалічні речовини білого кольору, милкі на дотик, розчинні у воді, їдкі.

• Нерозчинні основи - йонні речовини різних кольорів.

Перевірте себе

1. Які речовини називають основами? 2. Яка формула гідроксильної групи? 3. Який заряд гідроксид-йона? 4. Де в повсякденному житті трапляються основи? 5. За якою ознакою класифікують основи? 6. Як назвати основу за сучасною українською хімічною номенклатурою?

Застосуйте свої знання й уміння

  • 1. Назвіть основи: Са(ОН)2, LiOH, Ni(OH)2.
  • 2. Проаналізуйте хімічні формули, виберіть з їхнього переліку формули основ. Назвіть ці основи: Mg(OH)2, МgО, Sr(OH)2, Cu2(OH)2CO3, NaOH, CaF2, Mn(OH)2, Cr(OH)2, RbOH, KOH. Класифікуйте їх.
  • 3. Наведіть по два приклади розчинних і нерозчинних основ.
  • 4. Складіть і запишіть хімічні формули купрум(І) гідроксиду, станум(ІІ) гідроксиду, лантан(ІІІ) гідроксиду.
  • 5. Схарактеризуйте фізичні властивості основ та заходи безпеки під час роботи з ними.
  • 6. Поміркуйте й поясніть, чому під час роботи з гашеним вапном необхідно використовувати не лише захисні окуляри, рукавиці, спецодяг, а ще й респіратор або ватно-марлеву пов’язку.
  • 7.* Чому на засобі для видалення жиру з кухонного начиння виробники помістили такі знаки:

Розшифруйте їх.

  • 8. Обчисліть масові частки хімічних елементів у основах, формули яких наведено на рисунку 24.6.
  • 9. Обчисліть масу (г) кальцій гідроксиду кількістю речовини 0,8 моль.
  • 10. У стандартному пакетику антацидного засобу «Маалокс» міститься магній гідроксид масою 0,6 г. Обчисліть кількість речовини (моль) магній гідроксиду в пакетику.
  • 11. У пакетику засобу для прочищення засмічених зливних труб міститься натрій гідроксид кількістю речовини 1,75 моль. Обчисліть масу (г) цієї порції натрій гідроксиду.

Творча майстерня

1. Складіть сенкан на тему «Основи».

2. Створіть віртуальну колекцію об’єктів повсякденного вжитку, до складу яких входять основи.

Дізнайтеся більше:

https://www.youtube.com/watch?v=zuD1222sWvU