Основания в химии: свойства, формулы, задачи для 8 класса

Что такое основания в химии

Основания представляют собой класс сложных неорганических веществ. Состав оснований включает атом металла и одну или несколько гидроксогрупп (OH⁻). Согласно теории электролитической диссоциации, основания являются электролитами. В водных растворах они диссоциируют на катионы металла и анионы OH⁻. Растворимые в воде основания имеют специальное название — щелочи.

История изучения оснований

Первые систематические исследования оснований провел французский химик Г. Ф. Руэль в XVII веке. Ученый установил, что соли образуются при реакции кислот с определенными веществами. Эти вещества Руэль назвал основаниями, подчеркивая их роль как основы для получения солей.

Единую теорию кислот и оснований создал шведский ученый С. Аррениус в конце XIX века. Его теория базировалась на процессе диссоциации с образованием протонов и гидроксид-ионов. Однако теория Аррениуса не учитывала влияние растворителя и была неприменима к неводным средам. Дальнейшее развитие темы связано с работами Э. Франклина (сольвентная теория), Й. Бренстеда, Т. Лоури, Г. Льюиса и М. И. Усановича в XX веке.

Общая формула и классификация оснований

Общая формула оснований записывается как Me(OH)ₙ, где:

• Me — символ металла.
• n — индекс, равный степени окисления металла.

Количество гидроксогрупп всегда соответствует валентности металла, так как группа OH имеет валентность I. Примеры конкретных формул: NaOH, Са(ОН)₂, Al(ОН)₃.

Номенклатура оснований

Существуют традиционные и научные названия.

• Традиционные названия: едкий натр (NaOH), едкое кали (KOH), гашеная известь (Са(ОН)₂).
• Научные названия формируются по правилу: слово «гидроксид» + название металла + валентность в римских цифрах (если она переменная). Например: гидроксид лития (LiOH), гидроксид железа(II) (Fe(OH)₂), гидроксид железа(III) (Fe(OH)₃).

Классификация оснований проводится по нескольким признакам:

1. По растворимости в воде: растворимые (щелочи) и нерастворимые.
2. По силе как электролита: сильные (NaOH, KOH) и слабые (Cu(OH)₂, Fe(OH)₃).
3. По количеству гидроксогрупп: однокислотные (NaOH) и многокислотные (Ca(OH)₂, Al(OH)₃).

Физические свойства оснований

При обычных условиях все основания — это твердые вещества. Они нелетучи и не имеют запаха. Большинство оснований белого цвета, но есть исключения:

Основание	Цвет
Гидроксид меди(I)	Желтый
Гидроксид железа(III)	Красно-коричневый
Гидроксид никеля(II)	Светло-зеленый
Гидроксид меди(II)	Синий

Щелочи (растворимые основания) — это белые кристаллические вещества, мылкие на ощупь. Они едкие и вызывают химические ожоги кожи.

Химические свойства оснований

Химические свойства обусловлены наличием в растворе гидроксид-ионов OH⁻. Щелочи изменяют цвет индикаторов:

• Лакмус становится синим.
• Фенолфталеин становится малиновым.
• Метиловый оранжевый становится желтым.

Основания вступают в различные химические реакции. Некоторые из них разлагаются при нагревании.

Типичные реакции оснований

1. Реакция нейтрализации с кислотами (образование соли и воды): Cu(OH)₂ + 2HCl → CuCl₂ + 2H₂O
2. Термическое разложение (для нерастворимых оснований): 2Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ + 3H₂O
3. Реакция с кислотными оксидами: 2NaOH + SO₃ → Na₂SO₄ + H₂O
4. Взаимодействие с солями (идет, если образуется осадок или газ): Ba(OH)₂ + K₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2KOH
5. Реакция с простыми веществами (например, с кремнием): 2NaOH + Si + H₂O → Na₂SiO₃ + 2H₂↑
6. Реакция с амфотерными оксидами: 2NaOH + Al₂O₃ + 3H₂O → 2Na[Al(OH)₄]

Способы получения оснований

Основания получают различными методами в лаборатории и промышленности:

• Взаимодействие активных металлов (Na, K, Ca) с водой.
• Взаимодействие основных оксидов с водой.
• Обменные реакции между растворимой солью и щелочью (для получения нерастворимых оснований).

Практикум: задачи по теме «Основания»

Закрепим теорию на практике, решив несколько задач.

Задача 1. Напишите формулы оснований: гидроксид натрия, гидроксид меди(II), гидроксид алюминия(III).

Задача 2. Составьте уравнение реакции нейтрализации между гидроксидом калия и соляной кислотой.

Задача 3. Напишите уравнение получения гидроксида калия из оксида калия.

Задача 4. Запишите уравнение термического разложения гидроксида алюминия(III).

Задача 5. Из предложенных рядов выберите ряд, содержащий только щелочи (растворимые основания): А) KOH, NaOH, Fe(OH)₃, Ba(OH)₂ Б) LiOH, KOH, Ca(OH)₂, Rb(OH) В) Cu(OH)₂, NaOH, Sr(OH)₂, Fe(OH)₃

Ответы к задачам

Ответ 1: NaOH, Cu(OH)₂, Al(OH)₃.

Ответ 2: KOH + HCl → KCl + H₂O.

Ответ 3: K₂O + H₂O → 2KOH.

Ответ 4: 2Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O.

Ответ 5: Правильный ответ — Б. Ряд LiOH, KOH, Ca(OH)₂, Rb(OH) содержит только растворимые основания (щелочи). Гидроксиды железа и меди из других вариантов в воде нерастворимы.

Дополнительные материалы по химии Больше конспектов, разборов тем, таблиц и задач по химии для 8-9 классов, а также полезные материалы для подготовки к урокам вы найдете на нашем образовательном портале https://edu-life.tech.