Хімія. 8 клас. Ярошенко

§ 38. Хімічні властивості основ

Вивчення параграфа допоможе вам:

  • характеризувати хімічні властивості розчинних і нерозчинних основ;
  • називати представників різних класів неорганічних сполук;
  • розрізняти типи хімічних реакцій;
  • повторити класифікацію й номенклатуру основ;
  • зрозуміти сутність реакції нейтралізації.

Про дію розчинів основ на індикатори, взаємодію основ з кислотними оксидами та кислотами ви дізналися з попередніх параграфів. Отже, три типові реакції основ вам уже відомі. Пригадаємо їх, дотримуючись класифікації основ на розчинні (луги) і нерозчинні основи.

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЛУГІВ

1. Дія лугів на індикатори. У розчині лугів лакмус набуває синього кольору, метиловий оранжевий — жовтого, а фенолфталеїн — малинового. Універсальний індикатор у розбавленому розчині лугу має зелене забарвлення, у концентрованому — синє та синьо-фіолетове.

2. Взаємодія лугів із кислотними оксидами. Луги взаємодіють з кислотними оксидами, утворюючи сіль кислоти, якій відповідає взятий для реакції оксид, і воду.

3. Взаємодія лугів із розчинами кислот. Реакція нейтралізації.

Дослід 1. Для демонстрації цієї властивості лугів наллємо в хімічний стакан місткістю 200 мл розчин натрій гідроксиду (близько 30 мл) і додамо до нього кілька крапель розчину фенолфталеїну та помішаємо його скляною паличкою. Розчин набуває малинового кольору. Виміряємо та зафіксуємо температуру розчину (мал. 53). Невеликими порціями доливатимемо в стакан із лугом і фенолфталеїном хлоридну кислоту. Досить швидко малинове забарвлення зникне. Це є свідченням того, що в розчині лугу не залишилося. Куди він подівся?

Мал. 53. Ілюстрація досліду 1

Луг прореагував із кислотою з утворенням солі та води.

NaOH + HCl = NaCl + H2O

Назвіть утворену сіль.

Проведемо вимірювання температури вмісту стакана. Вона вища за температуру попереднього заміру внаслідок того, що відбулася реакція нейтралізації.

Реакцію обміну між основою та кислотою називають ще реакцією нейтралізації.

Підвищення температури — ознака реакції нейтралізації.

Тепер вам стає зрозумілою хімічна сутність запобіжних заходів при роботі з лугами. Нагадаємо, щоб знешкодити дію лугу, місце його потрапляння на відкриті ділянки шкіри нейтралізують оцтовою (етановою) кислотою.

4. Взаємодія лугів із розчинами солей. Ця властивість лугів вам ще невідома, тому для її вивчення проведемо хімічний експеримент.

Дослід 2. Наллємо у пробірку 2-3 мл розчину ферум(ІІІ) сульфату Fe2(SO4)3 та додамо до нього розчину натрій гідроксиду NaOH. За кімнатної температури дуже швидко (миттєво) відбувається хімічна реакція, яка супроводжується утворенням коричнево-червоного осаду (мал. 54).

Пригадайте, що в хімії будь-яке помутніння внаслідок проведеної хімічної реакції теж має назву осад.

Мал. 54. Ілюстрація досліду 2

Взаємодія лугів із розчинами солей відбувається в тому випадку, якщо принаймні один із продуктів реакції є нерозчинною (випадає в осад) або газоподібною речовиною. Нерозчинні у воді солі не взаємодіють із лугами.

5. Луги стійкі до нагрівання.

ДОБУВАННЯ ТА ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НЕРОЗЧИННИХ ОСНОВ. Є один спосіб добування нерозчинних основ — взаємодія розчинної солі відповідного металічного елемента з лугом (реакція відбувається в розчині). Наприклад, необхідно добути нерозчинну основу купрум(ІІ) сульфат Cu(OH)2. Визначимося з реагентами. Для цього за таблицею розчинності солей, кислот, основ та амфотерних гідроксидів у воді (див. додаток 3, с. 255) дізнаємося, які солі Купруму(ІІ) є розчинними у воді, тобто підходять для проведення досліду. Їх декілька, це, зокрема, хлорид, нітрат і сульфат купруму(ІІ).

Щодо лугу, то у шкільному хімічному кабінеті найуживанішими є натрій гідроксид, калій гідроксид, кальцій гідроксид та барій гідроксид.

Дослід 3. Для виконання демонстраційного досліду з добування та вивчення хімічних властивостей нерозчинних основ проведемо хімічну реакцію між розчинами купрум(ІІ) сульфату і калій гідроксиду, який будемо доливати у стакан із сіллю невеликими порціями. Після того, як з'явиться блакитний осад, припинимо доливання лугу (мал. 55).

Мал. 55. Ілюстрація досліду 3

Напишемо рівняння проведеної хімічної реакції.

Добутий осад нерозчинної основи використаємо для проведення двох наступних дослідів.

5. Розкладання нерозчинних основ під час нагрівання.

Дослід 4. Проведемо нагрівання добутого купрум(ІІ) гідроксиду, попередньо провівши його фільтрування. Будемо бачити, як блакитне забарвлення (колір купрум(ІІ) гідроксиду) змінюється на чорне (колір купрум(ІІ) оксиду) (мал. 56).

Мал. 56. Ілюстрація досліду 4

Якщо для проведення цього досліду суху пробірку на 1/4 наповнити не свіжовиготовленим купрум(ІІ) гідроксидом, а сипучим купрум(ІІ) гідроксидом, наявним у хімічному кабінеті, то на стінках верхньої частини пробірки побачимо конденсовані маленькі крапельки води. Без сумніву, це буде не та вода, що містилась у попередній пробірці разом зі свіжовиготовленою нерозчинною основою купрум(ІІ) гідроксидом, а та, що утворилася внаслідок реакції розкладу.

У тому, що одним із продуктів цієї реакції є вода, можна впевнитись, потримавши холодний предмет (наприклад, скляну пластинку) біля отвору пробірки.

ВЗАЄМОДІЯ НЕРОЗЧИННИХ ОСНОВ ІЗ КИСЛОТАМИ. Нерозчинні основи також взаємодіють із кислотами й утворюють сіль і воду.

Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O

Для кращого опанування знань про хімічні властивості основ виконайте лабораторний дослід, інструкції до якого подано в рубриці «Хімія — це життя: сторінка природодослідника». Перш ніж розпочати дослід, повторіть заходи безпеки під час роботи з лугами та неухильно дотримуйтеся їх під час проведення хімічного експерименту.

Стисло про основне

• Луги в хімічному відношенні активніші за нерозчинні основи. Вони діють на індикатори, реагують із кислотами та солями в розчинах. У розчині лугу лакмус та універсальний лакмусовий папірець стають синіми, фенолфталеїн — малиновим, метиловий оранжевий — жовтим.

• Типовими хімічними властивостями нерозчинних основ є взаємодія з кислотами та розкладання під час нагрівання на оксид і воду.

• Реакція нейтралізації — це реакція обміну, що відбувається між основою та кислотою з утворенням солі й води.

Хімія — це життя: сторінка природодослідника

Лабораторний дослід 4. Взаємодія лугів із кислотами в розчині

Для проведення дослідів вам знадобляться: розчини лугів (наприклад, натрій гідроксид, калій гідроксид, барій гідроксид), індикатори, розчини кислот (наприклад, хлоридної, нітратної чи сульфатної), пробірки, штатив для пробірок.

Повторіть запобіжні заходи під час роботи з лугами і кислотами й дотримуйтеся їх!

Завдання 1. Проведіть взаємодію лугу з кислотою, попередньо додавши до розчину лугу розчин одного з індикаторів. Розчин кислоти доливайте невеликими порціями. Стежте за зміною кольору індикатору.

Завдання 2. Поясніть результати спостережень. Напишіть рівняння проведених хімічних реакцій, назвіть утворені продукти й типи реакцій.

Завдання 3. Зробіть висновок про можливість взаємодії між лугом і кислотою та належність продукту реакції до одного з основних класів неорганічних сполук.

Сторінка ерудита

Для того щоб спаяти дві залізні частини якогось предмета, необхідно поверхню металу ретельно очистити від іржі (цей процес має ще назву «травлення»), до складу якої входить ферум(ІІІ) гідроксид. Найчастіше для цього використовують хлоридну кислоту.

Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O

Щоб під час травлення з кислотою взаємодіяла тільки іржа, а не залізо, з якого виготовлено предмет, у травильний розчин добавляють інгібітори — речовини, які діють протилежно каталізаторам. Вони уповільнюють реакції, а то й зовсім їх припиняють. Інгібітором описаної реакції є органічна речовина уротропін.

Якщо ви хоч раз користувалися пальним під назвою «сухий спирт», то мали справу із сумішшю уротропіну з невеликою кількістю парафіну. Це пальне зручне тим, що легко загоряється, легко гаситься й майже не залишає попелу.

Знаємо, розуміємо

1. У чому полягає сутність реакції нейтралізації?

2. До якого типу хімічних реакцій належить реакція нейтралізації?

3. Назвіть основні хімічні властивості нерозчинних основ.

4. Як водні розчини лугів діють на індикатори?

5. Перелічить основні хімічні властивості лугів.

6. Назвіть спільну хімічну властивість розчинних і нерозчинних основ.

7. Що спільного та відмінного між реакціями обміну та реакціями заміщення?

Застосовуємо

136. Напишіть формули й назви оксидів, що відповідають таким основам:

Ca(OH)2, NaOH, Cr(OH)3, Fe(OH)2, Pb(OH)2, Cd(OH)2.

137. Які з поданих речовин взаємодіють із лугами, а які — з кислотами: магній гідроксид, кальцій оксид, сульфур(VІ) оксид, силікатна кислота? Напишіть рівняння реакцій.

138. За поданими схемами напишіть рівняння можливих хімічних реакцій.

  • а) Fe2O3 + H2O →
  • б) CaO + H2O →
  • в) Pb(NO3)2 + KOH →
  • г) Ca(OH)2 + HNO3
  • д) Ba(OH)2 t°
  • е) Co(OH)2 t°
  • є) MnCl2 + NaOH →

139. Який об'єм вуглекислого газу (н.у.) знадобиться для реакції з розчином натрій гідроксиду масою 20 г із масовою часткою лугу 10 %, щоб добути середню сіль?