ფუძეები, ამფოტერული ჰიდროქსიდები

ფუძე არის რთული ნივთიერებები, რომლებიც შედგება ლითონის ატომებისა და ერთი ან მეტი ჰიდროქსილის ჯგუფისგან (-OH). ზოგადი ფორმულა არის Me +y (OH) y, სადაც y არის ჰიდროქსო ჯგუფების რაოდენობა, რომელიც ტოლია ლითონის Me-ს ჟანგვის მდგომარეობისა. ცხრილში მოცემულია ბაზების კლასიფიკაცია.

ტუტეების, ტუტე და მიწის ტუტე ლითონების ჰიდროქსიდების თვისებები

1. ტუტეების წყალხსნარები შეხებით საპნიანია და ინდიკატორებს ფერს ცვლის: ლაკმუსი - ლურჯი, ფენოლფთალეინი - ჟოლოსფერი.

2. წყალხსნარები იშლება:

3. ურთიერთქმედება მჟავებთან, შედის გაცვლის რეაქციაში:

პოლიაციდურ ფუძეებს შეუძლიათ საშუალო და ძირითადი მარილების მიცემა:

4. რეაგირება მჟავე ოქსიდებთან, წარმოიქმნება საშუალო და მჟავე მარილები, რაც დამოკიდებულია ამ ოქსიდის შესაბამისი მჟავის ფუძეზე:

5. ურთიერთქმედება ამფოტერულ ოქსიდებთან და ჰიდროქსიდებთან:

ა) შერწყმა:

ბ) ხსნარებში:

6. წყალში ხსნად მარილებთან ურთიერთქმედება, თუ წარმოიქმნება ნალექი ან აირი:

უხსნადი ფუძეები (Cr(OH) 2, Mn(OH) 2 და სხვ.) ურთიერთქმედებენ მჟავებთან და იშლება გაცხელებისას:

ამფოტერული ჰიდროქსიდები

ამფოტერული ნაერთები არის ნაერთები, რომლებიც, პირობებიდან გამომდინარე, შეიძლება იყვნენ წყალბადის კათიონების დონორებიც და გამოავლინონ მჟავე თვისებები და მათი მიმღებები, ანუ ძირითადი თვისებები.

ამფოტერული ნაერთების ქიმიური თვისებები

1. ძლიერ მჟავებთან ურთიერთქმედებისას ისინი ავლენენ ძირითად თვისებებს:

Zn(OH) 2 + 2HCl = ZnCl 2 + 2H 2 O

2. ურთიერთქმედება ტუტეებთან - ძლიერ ფუძეებთან, ავლენენ მჟავე თვისებებს:

Zn(OH) 2 + 2NaOH = Na 2 ( რთული მარილი)

Al(OH) 3 + NaOH = Na ( რთული მარილი)

რთული ნაერთები არის ის, რომლებშიც მინიმუმ ერთი კოვალენტური ბმა იქმნება დონორ-მიმღები მექანიზმით.

ფუძეების მომზადების ზოგადი მეთოდი ეფუძნება გაცვლის რეაქციებს, რომელთა დახმარებით შესაძლებელია როგორც უხსნადი, ისე ხსნადი ფუძეების მიღება.

CuSO 4 + 2KOH = Cu(OH) 2 ↓ + K 2 SO 4

K 2 CO 3 + Ba(OH) 2 = 2 KOH + BaCO 3 ↓

როდესაც ამ მეთოდით მიიღება ხსნადი ფუძეები, იშლება უხსნადი მარილი.

ამფოტერული თვისებების მქონე წყალში უხსნადი ფუძეების მომზადებისას თავიდან უნდა იქნას აცილებული ჭარბი ტუტე, რადგან შეიძლება მოხდეს ამფოტერული ფუძის დაშლა, მაგალითად:

AlCl 3 + 4KOH = K[Al(OH) 4] + 3KCl

ასეთ შემთხვევებში ამონიუმის ჰიდროქსიდი გამოიყენება ჰიდროქსიდების მისაღებად, რომლებშიც ამფოტერული ჰიდროქსიდები არ იხსნება:

AlCl 3 + 3NH 3 + ZH 2 O = Al(OH) 3 ↓ + 3NH 4 Cl

ვერცხლის და ვერცხლისწყლის ჰიდროქსიდები ისე ადვილად იშლება, რომ გაცვლითი რეაქციით მათი მოპოვების მცდელობისას, ჰიდროქსიდების ნაცვლად, ოქსიდები ილექება:

2AgNO 3 + 2KOH = Ag 2 O↓ + H 2 O + 2KNO 3

მრეწველობაში ტუტეები ჩვეულებრივ მიიღება ქლორიდების წყალხსნარების ელექტროლიზით.

2NaCl + 2H 2 O → ϟ → 2NaOH + H 2 + Cl 2

ტუტეების მიღება ასევე შესაძლებელია ტუტე და მიწის ტუტე ლითონების ან მათი ოქსიდების წყალთან ურთიერთქმედებით.

2Li + 2H 2 O = 2LiOH + H 2

SrO + H 2 O = Sr(OH) 2

მჟავები

მჟავები რთული ნივთიერებებია, რომელთა მოლეკულები შედგება წყალბადის ატომებისგან, რომლებიც შეიძლება შეიცვალოს ლითონის ატომებით და მჟავე ნარჩენებით. ნორმალურ პირობებში მჟავები შეიძლება იყოს მყარი (ფოსფორის H 3 PO 4; სილიციუმი H 2 SiO 3) და თხევადი (სუფთა სახით გოგირდმჟავა H 2 SO 4 იქნება თხევადი).

აირები, როგორიცაა წყალბადის ქლორიდი HCl, წყალბადის ბრომიდი HBr, წყალბადის სულფიდი H 2 S ქმნიან შესაბამის მჟავებს წყალხსნარებში. წყალბადის იონების რაოდენობა, რომლებიც წარმოიქმნება თითოეული მჟავის მოლეკულის მიერ დისოციაციის დროს, განსაზღვრავს მჟავის ნარჩენის (ანიონის) მუხტს და მჟავას ფუძეულობას.

Მიხედვით მჟავებისა და ფუძეების პროტოლიზური თეორია,დანიელი ქიმიკოსის ბრონსტედისა და ინგლისელი ქიმიკოსის ლოურის მიერ ერთდროულად შემოთავაზებული მჟავა არის ნივთიერება. გაყოფაამ რეაქციით პროტონები,ა საფუძველი- ნივთიერება, რომელსაც შეუძლია პროტონების მიღება.

მჟავა → ფუძე + H +

ასეთი იდეებიდან გამომდინარე, გასაგებია ამიაკის ძირითადი თვისებები,რომელიც, აზოტის ატომში მარტოხელა ელექტრონული წყვილის არსებობის გამო, ეფექტურად იღებს პროტონს მჟავებთან ურთიერთობისას, წარმოქმნის ამონიუმის იონს დონორ-მიმღები ბმის მეშვეობით.

HNO 3 + NH 3 ⇆ NH 4 + + NO 3 —

მჟავა ბაზის მჟავა ფუძე

მჟავებისა და ფუძეების უფრო ზოგადი განმარტებაშემოთავაზებული ამერიკელი ქიმიკოსის გ.ლუისის მიერ. მან თქვა, რომ მჟავა-ტუტოვანი ურთიერთქმედება მთლიანად არის არ მოხდეს აუცილებლად პროტონების გადაცემისას.მჟავებისა და ფუძეების ლუისის განსაზღვრისას ქიმიურ რეაქციებში მთავარ როლს ასრულებს ელექტრონული წყვილები

კათიონები, ანიონები ან ნეიტრალური მოლეკულები, რომლებსაც შეუძლიათ ელექტრონის ერთი ან მეტი წყვილის მიღება, ეწოდება ლუისის მჟავები.

მაგალითად, ალუმინის ფტორი AlF 3 არის მჟავა, რადგან მას შეუძლია მიიღოს ელექტრონული წყვილი ამიაკთან ურთიერთობისას.

AlF 3 + :NH 3 ⇆ :

კათიონებს, ანიონებს ან ნეიტრალურ მოლეკულებს, რომლებსაც შეუძლიათ ელექტრონული წყვილის შემოწირულობა, ეწოდება ლუისის ფუძეები (ამიაკი არის ბაზა).

ლუისის განმარტება მოიცავს ყველა მჟავა-ტუტოვან პროცესს, რომელიც განიხილებოდა ადრე შემოთავაზებული თეორიებით. ცხრილი ადარებს ამჟამად გამოყენებული მჟავებისა და ფუძეების განმარტებებს.

მჟავების ნომენკლატურა

ვინაიდან მჟავების განსხვავებული განმარტებები არსებობს, მათი კლასიფიკაცია და ნომენკლატურა საკმაოდ თვითნებურია.

წყალბადის ატომების რაოდენობის მიხედვით, რომლებსაც შეუძლიათ წყალხსნარში აღმოფხვრა, მჟავები იყოფა მონობაზური(მაგ. HF, HNO 2), ორბაზისური(H 2 CO 3, H 2 SO 4) და ტომობრივი(H 3 PO 4).

მჟავის შემადგენლობის მიხედვით ისინი იყოფა ჟანგბადის გარეშე(HCl, H 2 S) და ჟანგბადის შემცველი(HClO 4, HNO 3).

ჩვეულებრივ ჟანგბადის შემცველი მჟავების სახელებიმომდინარეობს არალითონის სახელიდან დაბოლოებების დამატებით -კაი, -ვაია,თუ არალითონის ჟანგვის მდგომარეობა ჯგუფის რიცხვის ტოლია. ჟანგვის მდგომარეობის შემცირებით, სუფიქსები იცვლება (ლითონის დაჟანგვის მდგომარეობის შემცირების თანმიმდევრობით): -გაუმჭვირვალე, ჟანგიანი, -გაუმჭვირვალე:

თუ გავითვალისწინებთ წყალბად-არამეტალური ბმის პოლარობას გარკვეული პერიოდის განმავლობაში, ჩვენ შეგვიძლია ადვილად დავაკავშიროთ ამ ბმის პოლარობა ელემენტის პოზიციასთან პერიოდულ ცხრილში. ლითონის ატომებიდან, რომლებიც ადვილად კარგავენ ვალენტურ ელექტრონებს, წყალბადის ატომები იღებენ ამ ელექტრონებს, ქმნიან მდგრად ორ ელექტრონულ გარსს, როგორც ჰელიუმის ატომის გარსი და იძლევიან ლითონის იონურ ჰიდრიდებს.

პერიოდული სისტემის III-IV ჯგუფების ელემენტების წყალბადის ნაერთებში ბორი, ალუმინი, ნახშირბადი და სილიციუმი ქმნიან კოვალენტურ, სუსტად პოლარულ კავშირებს წყალბადის ატომებთან, რომლებიც არ არიან მიდრეკილნი დისოციაციისკენ. პერიოდული სისტემის V-VII ჯგუფების ელემენტებისთვის, გარკვეული პერიოდის განმავლობაში, არამეტალო-წყალბადის ბმის პოლარობა იზრდება ატომის მუხტთან ერთად, მაგრამ მუხტების განაწილება მიღებულ დიპოლში განსხვავებულია, ვიდრე ელემენტების წყალბადის ნაერთებში. ელექტრონების გაცემის ტენდენცია. არამეტალის ატომები, რომლებიც საჭიროებენ რამდენიმე ელექტრონს ელექტრონული გარსის დასასრულებლად, იზიდავენ (პოლარიზებენ) შემაკავშირებელ ელექტრონების წყვილს, რაც უფრო ძლიერია, მით მეტია ბირთვული მუხტი. მაშასადამე, სერიაში CH 4 - NH 3 - H 2 O - HF ან SiH 4 - PH 3 - H 2 S - HCl, ბმები წყალბადის ატომებთან, კოვალენტური ყოფნისას, ხდება უფრო პოლარული ბუნებით, ხოლო წყალბადის ატომი ელემენტი-წყალბადის ბმის დიპოლი უფრო ელექტროპოზიტიური ხდება. თუ პოლარული მოლეკულები აღმოჩნდებიან პოლარულ გამხსნელში, შეიძლება მოხდეს ელექტროლიტური დისოციაციის პროცესი.

განვიხილოთ ჟანგბადის შემცველი მჟავების ქცევა წყალხსნარებში. ამ მჟავებს აქვთ H-O-E ბმა და, ბუნებრივია, H-O ბმის პოლარობაზე გავლენას ახდენს O-E ბმა. ამიტომ ეს მჟავები, როგორც წესი, უფრო ადვილად იშლება ვიდრე წყალი.

H 2 SO 3 + H 2 O ⇆ H 3 O + + HSO 3

HNO 3 + H 2 O ⇆ H 3 O + + NO 3

მოდით შევხედოთ რამდენიმე მაგალითს ჟანგბადის შემცველი მჟავების თვისებები,წარმოიქმნება ელემენტებით, რომლებსაც შეუძლიათ სხვადასხვა ხარისხის დაჟანგვის გამოვლენა. ცნობილია, რომ ჰიპოქლორის მჟავა HClO ძალიან სუსტიქლორის მჟავა HClO 2 ასევე სუსტი,მაგრამ უფრო ძლიერია ვიდრე ჰიპოქლორი, ჰიპოქლორმჟავა HClO 3 ძლიერი.პერქლორინის მჟავა HClO 4 ერთ-ერთია უძლიერესიარაორგანული მჟავები.

მჟავე დისოციაციისთვის (H იონის ელიმინაციასთან ერთად) აუცილებელია O-H ბმის გაწყვეტა. როგორ ავხსნათ ამ ბმის სიძლიერის შემცირება HClO - HClO 2 - HClO 3 - HClO 4 სერიაში? ამ სერიაში იზრდება ჟანგბადის ატომების რაოდენობა, რომლებიც დაკავშირებულია ქლორის ცენტრალურ ატომთან. ყოველ ჯერზე, როდესაც იქმნება ახალი ჟანგბად-ქლორის ბმა, ელექტრონის სიმკვრივე ამოღებულია ქლორის ატომიდან და, შესაბამისად, O-Cl ერთჯერადი ბმიდან. შედეგად, ელექტრონის სიმკვრივე ნაწილობრივ ტოვებს O-H ბმას, რომელიც შედეგად სუსტდება.

ეს ნიმუში - მჟავე თვისებების გაძლიერება ცენტრალური ატომის დაჟანგვის ხარისხის გაზრდით - დამახასიათებელია არა მხოლოდ ქლორისთვის, არამედ სხვა ელემენტებისთვისაც.მაგალითად, აზოტის მჟავა HNO 3, რომელშიც აზოტის დაჟანგვის მდგომარეობაა +5, უფრო ძლიერია ვიდრე აზოტის მჟავა HNO 2 (აზოტის ჟანგვის მდგომარეობაა +3); გოგირდის მჟავა H 2 SO 4 (S +6) უფრო ძლიერია ვიდრე გოგირდის მჟავა H 2 SO 3 (S +4).

მჟავების მიღება

1. უჟანგბადო მჟავების მიღება შესაძლებელია არამეტალების წყალბადის პირდაპირი შერწყმით.

H 2 + Cl 2 → 2HCl,

H 2 + S ⇆ H 2 S

2. ზოგიერთი ჟანგბადის შემცველი მჟავების მიღება შესაძლებელია მჟავა ოქსიდების წყალთან ურთიერთქმედება.

3. შესაძლებელია როგორც უჟანგბადო, ასევე ჟანგბადის შემცველი მჟავების მიღება მეტაბოლური რეაქციებითმარილებსა და სხვა მჟავებს შორის.

BaBr 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2НВr

CuSO 4 + H 2 S = H 2 SO 4 + CuS↓

FeS + H 2 SO 4 (pa zb) = H 2 S + FeSO 4

NaCl (T) + H 2 SO 4 (კონკ) = HCl + NaHSO 4

AgNO 3 + HCl = AgCl↓ + HNO 3

CaCO 3 + 2HBr = CaBr 2 + CO 2 + H 2 O

4. ზოგიერთი მჟავის მიღება შესაძლებელია გამოყენებით რედოქსული რეაქციები.

H 2 O 2 + SO 2 = H 2 SO 4

3P + 5HNO 3 + 2H 2 O = ZN 3 PO 4 + 5NO 2

მჟავე გემო, გავლენა ინდიკატორებზე, ელექტროგამტარობა, ურთიერთქმედება ლითონებთან, ძირითად და ამფოტერულ ოქსიდებთან, ფუძეებთან და მარილებთან, ეთერების წარმოქმნა ალკოჰოლებთან - ეს თვისებები საერთოა არაორგანული და ორგანული მჟავებისთვის.

შეიძლება დაიყოს ორ ტიპის რეაქციად:

1) საერთოაამისთვის მჟავებირეაქციები დაკავშირებულია წყალხსნარებში ჰიდრონიუმის იონის H 3 O + წარმოქმნასთან;

2) კონკრეტული(ანუ დამახასიათებელი) რეაქციები სპეციფიკური მჟავები.

წყალბადის იონი შეიძლება შევიდეს რედოქსირეაქცია, წყალბადამდე დაყვანა, ასევე ნაერთ რეაქციაშიუარყოფითად დამუხტული ან ნეიტრალური ნაწილაკებით, რომლებსაც აქვთ ელექტრონების მარტოხელა წყვილი, ე.ი მჟავა-ტუტოვანი რეაქციები.

მჟავების ზოგადი თვისებები მოიცავს მჟავების რეაქციებს მეტალებთან ძაბვის სერიაში წყალბადამდე, მაგალითად:

Zn + 2Н + = Zn 2+ + Н 2

მჟავა-ტუტოვანი რეაქციები მოიცავს რეაქციებს ძირითად ოქსიდებთან და ფუძეებთან, აგრეთვე შუალედურ, ძირითად და ზოგჯერ მჟავე მარილებთან.

2 CO 3 + 4HBr = 2CuBr 2 + CO 2 + 3H 2 O

Mg(HCO 3) 2 + 2HCl = MgCl 2 + 2CO 2 + 2H 2 O

2KHSO 3 + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2SO 2 + 2H 2 O

გაითვალისწინეთ, რომ პოლიბაზური მჟავები ნაწილდება ეტაპობრივად და ყოველ მომდევნო საფეხურზე დისოციაცია უფრო რთულია, ამიტომ მჟავას ჭარბი რაოდენობით მჟავე მარილები ყველაზე ხშირად წარმოიქმნება, ვიდრე საშუალო.

Ca 3 (PO 4) 2 + 4H 3 PO 4 = 3Ca (H 2 PO 4) 2

Na 2 S + H 3 PO 4 = Na 2 HPO 4 + H 2 S

NaOH + H 3 PO 4 = NaH 2 PO 4 + H 2 O

KOH + H 2 S = KHS + H 2 O

ერთი შეხედვით, მჟავა მარილების წარმოქმნა შეიძლება გასაკვირი ჩანდეს მონობაზურიჰიდროფლორინის მჟავა. თუმცა, ეს ფაქტი შეიძლება აიხსნას. ყველა სხვა ჰიდროჰალიუმის მჟავისგან განსხვავებით, ხსნარებში ჰიდროფლორინის მჟავა ნაწილობრივ პოლიმერიზებულია (წყალბადის ბმების წარმოქმნის გამო) და მასში შეიძლება იყოს სხვადასხვა ნაწილაკები (HF) X, კერძოდ, H 2 F 2, H 3 F 3 და ა.შ.

მჟავა-ტუტოვანი წონასწორობის განსაკუთრებული შემთხვევა - მჟავების და ფუძეების რეაქციები ინდიკატორებით, რომლებიც ცვლის მათ ფერს ხსნარის მჟავიანობის მიხედვით. მჟავებისა და ფუძეების გამოსავლენად ხარისხობრივ ანალიზში გამოიყენება ინდიკატორებიხსნარებში.

ყველაზე ხშირად გამოყენებული ინდიკატორებია ლაკმუსი(V ნეიტრალურიგარემო იასამნისფერი,ვ მაწონი - წითელი,ვ ტუტე - ლურჯი), მეთილის ნარინჯისფერი(V მაწონიგარემო წითელი,ვ ნეიტრალური - ფორთოხალი,ვ ტუტე - ყვითელი), ფენოლფთალეინი(V უაღრესად ტუტეგარემო ჟოლოს წითელი,ვ ნეიტრალური და მჟავე - უფერო).

სპეციფიკური თვისებებისხვადასხვა მჟავები შეიძლება იყოს ორი ტიპის: პირველი, რეაქციები, რომლებიც იწვევს წარმოქმნას უხსნადი მარილები,და მეორეც, რედოქს ტრანსფორმაციები.თუ H + იონის არსებობასთან დაკავშირებული რეაქციები საერთოა ყველა მჟავისთვის (მჟავების გამოვლენის თვისებრივი რეაქციები), ცალკეული მჟავებისთვის ხარისხობრივ რეაქციებად გამოიყენება სპეციფიკური რეაქციები:

Ag + + Cl - = AgCl (თეთრი ნალექი)

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 (თეთრი ნალექი)

3Ag + + PO 4 3 - = Ag 3 PO 4 (ყვითელი ნალექი)

მჟავების ზოგიერთი სპეციფიკური რეაქცია გამოწვეულია მათი რედოქს თვისებებით.

წყალხსნარში ანოქსიუმის მჟავები შეიძლება მხოლოდ დაჟანგული იყოს.

2KMnO 4 + 16HCl = 5Сl 2 + 2КСl + 2МnСl 2 + 8Н 2 O

H 2 S + Br 2 = S + 2НВг

ჟანგბადის შემცველი მჟავების დაჟანგვა შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ მათში ცენტრალური ატომი არის დაბალ ან შუალედურ ჟანგვის მდგომარეობაში, მაგალითად, გოგირდის მჟავაში:

H 2 SO 3 + Cl 2 + H 2 O = H 2 SO 4 + 2 HCl

ბევრი ჟანგბადის შემცველი მჟავა, რომლებშიც ცენტრალურ ატომს აქვს მაქსიმალური დაჟანგვის მდგომარეობა (S +6, N +5, Cr +6), ავლენს ძლიერი ჟანგვის აგენტების თვისებებს. კონცენტრირებული H 2 SO 4 არის ძლიერი ჟანგვის აგენტი.

Cu + 2H 2 SO 4 (კონს.) = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

Pb + 4HNO 3 = Pb(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

C + 2H 2 SO 4 (კონს.) = CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O

უნდა გვახსოვდეს, რომ:

• მჟავა ხსნარები რეაგირებენ ლითონებთან, რომლებიც წყალბადის მარცხნივ არიან ელექტროქიმიური ძაბვის სერიაში, ექვემდებარება მთელ რიგ პირობებს, რომელთაგან ყველაზე მნიშვნელოვანია რეაქციის შედეგად ხსნადი მარილის წარმოქმნა. HNO 3 და H 2 SO 4 (კონს.) ურთიერთქმედება მეტალებთან განსხვავებულად მიმდინარეობს.

კონცენტრირებული გოგირდის მჟავა სიცივეში პასსივირებს ალუმინს, რკინას და ქრომს.

• წყალში მჟავები იშლება წყალბადის კატიონებად და მჟავების ნარჩენების ანიონებად, მაგალითად:

• არაორგანული და ორგანული მჟავები რეაგირებენ ძირითად და ამფოტერულ ოქსიდებთან, იმ პირობით, რომ წარმოიქმნება ხსნადი მარილი:

• ორივე მჟავა რეაგირებს ფუძეებთან. პოლიბაზის მჟავებს შეუძლიათ შექმნან როგორც შუალედური, ასევე მჟავა მარილები (ეს არის ნეიტრალიზაციის რეაქციები):

• მჟავებსა და მარილებს შორის რეაქცია ხდება მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ წარმოიქმნება ნალექი ან აირი:

H 3 PO 4-ის ურთიერთქმედება კირქვასთან შეწყდება Ca 3 (PO 4) 2-ის ბოლო უხსნადი ნალექის წარმოქმნის გამო.

აზოტის HNO 3 და კონცენტრირებული გოგირდის H 2 SO 4 (კონცენტრირებული) მჟავების თვისებების თავისებურება განპირობებულია იმით, რომ როდესაც ისინი ურთიერთქმედებენ მარტივ ნივთიერებებთან (ლითონებთან და არალითონებთან), ჟანგვის აგენტები არ იქნება H + კათიონები. , მაგრამ ნიტრატი და სულფატის იონები. ლოგიკურია იმის მოლოდინი, რომ ასეთი რეაქციების შედეგად არ წარმოიქმნება წყალბადი H2, არამედ მიიღება სხვა ნივთიერებები: აუცილებლად მარილი და წყალი, ისევე როგორც ნიტრატის ან სულფატის იონების შემცირების ერთ-ერთი პროდუქტი, კონცენტრაციიდან გამომდინარე. მჟავების, ლითონის პოზიცია ძაბვის სერიაში და რეაქციის პირობებში (ტემპერატურა, ლითონის დაფქვის ხარისხი და ა.შ.).

HNO 3 და H 2 SO 4-ის ქიმიური ქცევის ეს თავისებურებები ნათლად ასახავს ქიმიური სტრუქტურის თეორიის თეზისს ნივთიერებების მოლეკულებში ატომების ურთიერთგავლენის შესახებ.

არასტაბილურობისა და სტაბილურობის (სტაბილურობის) ცნებები ხშირად ერთმანეთში აირია. აქროლადი მჟავები არის მჟავები, რომელთა მოლეკულები ადვილად გადადიან აირისებრ მდგომარეობაში, ანუ აორთქლდებიან. მაგალითად, მარილმჟავა არის აქროლადი, მაგრამ სტაბილური მჟავა. შეუძლებელია ვიმსჯელოთ არასტაბილური მჟავების არასტაბილურობაზე. მაგალითად, არასტაბილური, უხსნადი სილიციუმის მჟავა იშლება წყალში და SiO 2-ად. მარილწყალბადის, აზოტის, გოგირდის, ფოსფორის და რიგი სხვა მჟავების წყალხსნარები უფეროა. ქრომის მჟავას H 2 CrO 4 წყალხსნარი ყვითელი ფერისაა, ხოლო მანგანუმის მჟავა HMnO 4 ჟოლოსფერია.

ტესტის ჩაბარების საცნობარო მასალა:

მენდელეევის ცხრილი

ხსნადობის ცხრილი

სტატიის წაკითხვის შემდეგ თქვენ შეძლებთ ნივთიერებების გამოყოფას მარილებად, მჟავებად და ფუძეებად. სტატიაში აღწერილია რა არის ხსნარის pH და რა ზოგადი თვისებები აქვთ მჟავებსა და ფუძეებს.

ლითონებისა და არამეტალების მსგავსად, მჟავები და ფუძეები არის ნივთიერებების დაყოფა მსგავსი თვისებების საფუძველზე. მჟავებისა და ფუძეების პირველი თეორია შვედ მეცნიერს არენიუსს ეკუთვნოდა. არენიუსის მიხედვით, მჟავა არის ნივთიერებების კლასი, რომლებიც წყალთან ურთიერთქმედებისას იშლება (დაშლა) და წარმოქმნის წყალბადის კატიონს H +. არენიუსის ფუძეები წყალხსნარში ქმნიან OH - ანიონებს. შემდეგი თეორია შემოგვთავაზეს მეცნიერებმა ბრონსტედმა და ლოურმა 1923 წელს. ბრონსტედ-ლოურის თეორია მჟავებს განსაზღვრავს, როგორც ნივთიერებებს, რომლებსაც შეუძლიათ პროტონის დონაცია რეაქციაში (წყალბადის კათიონს რეაქციებში პროტონი ეწოდება). ფუძეები, შესაბამისად, არის ნივთიერებები, რომლებსაც შეუძლიათ მიიღონ პროტონი რეაქციაში. ამჟამად აქტუალური თეორიაა ლუისის თეორია. ლუისის თეორია მჟავებს განსაზღვრავს, როგორც მოლეკულებს ან იონებს, რომლებსაც შეუძლიათ მიიღონ ელექტრონული წყვილი, რითაც წარმოქმნიან ლუისის დანამატებს (ადუქტი არის ნაერთი, რომელიც წარმოიქმნება ორი რეაქტანტის შერწყმით, ქვეპროდუქტების წარმოქმნის გარეშე).

არაორგანულ ქიმიაში, როგორც წესი, მჟავა ნიშნავს ბრონსტედ-ლოურის მჟავას, ანუ ნივთიერებებს, რომლებსაც შეუძლიათ პროტონის დონაცია. თუ ისინი გულისხმობენ ლუისის მჟავის განმარტებას, მაშინ ტექსტში ასეთ მჟავას ეწოდება ლუისის მჟავა. ეს წესები ვრცელდება მჟავებსა და ფუძეებზე.

დისოციაცია

დისოციაცია არის ნივთიერების იონებად დაშლის პროცესი ხსნარებში ან დნობაში. მაგალითად, მარილმჟავას დისოციაცია არის HCl-ის დაშლა H + და Cl --ად.

მჟავების და ფუძეების თვისებები

ფუძეებს შეხებისას საპნის შეგრძნება აქვს, მჟავებს კი ზოგადად მჟავე გემო აქვს.

როდესაც ფუძე რეაგირებს ბევრ კატიონთან, წარმოიქმნება ნალექი. როდესაც მჟავა რეაგირებს ანიონებთან, ჩვეულებრივ გამოიყოფა აირი.

ხშირად გამოყენებული მჟავები:
H 2 O, H 3 O +, CH 3 CO 2 H, H 2 SO 4, HSO 4 -, HCl, CH 3 OH, NH 3

ხშირად გამოყენებული ბაზები:
OH −, H 2 O , CH 3 CO 2 − , HSO 4 − , SO 4 2 − , Cl −

ძლიერი და სუსტი მჟავები და ფუძეები

ძლიერი მჟავები

ასეთი მჟავები, რომლებიც მთლიანად იშლება წყალში, წარმოქმნიან წყალბადის კატიონებს H + და ანიონებს. ძლიერი მჟავის მაგალითია მარილმჟავა HCl:

HCl (ხსნარი) + H 2 O (l) → H 3 O + (ხსნარი) + Cl - (ხსნარი)

ძლიერი მჟავების მაგალითები: HCl, HBr, HF, HNO 3, H 2 SO 4, HClO 4

ძლიერი მჟავების სია

• HCl - მარილმჟავა
• HBr - წყალბადის ბრომიდი
• HI - წყალბადის იოდიდი
• HNO 3 - აზოტის მჟავა
• HClO 4 - პერქლორინის მჟავა
• H 2 SO 4 - გოგირდის მჟავა

სუსტი მჟავები

წყალში მხოლოდ ნაწილობრივ იხსნება, მაგალითად, HF:

HF (ხსნარი) + H2O (ლ) → H3O + (ხსნარი) + F - (ხსნარი) - ასეთ რეაქციაში მჟავის 90%-ზე მეტი არ იშლება:
= < 0,01M для вещества 0,1М

ძლიერი და სუსტი მჟავები შეიძლება განვასხვავოთ ხსნარების გამტარობის გაზომვით: გამტარობა დამოკიდებულია იონების რაოდენობაზე, რაც უფრო ძლიერია მჟავა, მით უფრო დისოცირებულია, შესაბამისად, რაც უფრო ძლიერია მჟავა, მით უფრო მაღალია გამტარობა.

სუსტი მჟავების სია

• HF წყალბადის ფტორი
• H 3 PO 4 ფოსფორი
• H 2 SO 3 გოგირდოვანი
• H 2 S წყალბადის სულფიდი
• H 2 CO 3 ქვანახშირი
• H 2 SiO 3 სილიციუმი

ძლიერი საფუძველი

ძლიერი ფუძეები მთლიანად იშლება წყალში:

NaOH (ხსნარი) + H 2 O ↔ NH 4

ძლიერ ფუძეებს მიეკუთვნება პირველი (ტუტეები, ტუტე ლითონები) და მეორე (ტუტე დედამიწის ლითონები) ჯგუფის ლითონის ჰიდროქსიდები.

ძლიერი ბაზების სია

• NaOH ნატრიუმის ჰიდროქსიდი (კაუსტიკური სოდა)
• KOH კალიუმის ჰიდროქსიდი (კაუსტიკური კალიუმი)
• LiOH ლითიუმის ჰიდროქსიდი
• Ba(OH) 2 ბარიუმის ჰიდროქსიდი
• Ca(OH) 2 კალციუმის ჰიდროქსიდი (ჩამქრალი ცაცხვი)

სუსტი საფუძველი

შექცევად რეაქციაში წყლის თანდასწრებით, იგი წარმოქმნის OH - იონებს:

NH 3 (ხსნარი) + H 2 O ↔ NH + 4 (ხსნარი) + OH - (ხსნარი)

ყველაზე სუსტი ბაზები ანიონებია:

F - (ხსნარი) + H 2 O ↔ HF (ხსნარი) + OH - (ხსნარი)

სუსტი ბაზების სია

• Mg(OH) 2 მაგნიუმის ჰიდროქსიდი
• Fe(OH) 2 რკინის(II) ჰიდროქსიდი
• Zn(OH) 2 თუთიის ჰიდროქსიდი
• NH 4 OH ამონიუმის ჰიდროქსიდი
• Fe(OH) 3 რკინის (III) ჰიდროქსიდი

მჟავების და ფუძეების რეაქციები

ძლიერი მჟავა და ძლიერი ბაზა

ამ რეაქციას ნეიტრალიზაციას უწოდებენ: როდესაც რეაგენტების რაოდენობა საკმარისია მჟავისა და ფუძის სრულად დასაშორებლად, მიღებული ხსნარი ნეიტრალური იქნება.

მაგალითი:
H 3 O + + OH - ↔ 2H 2 O

სუსტი ფუძე და სუსტი მჟავა

რეაქციის ზოგადი ტიპი:
სუსტი ფუძე (ხსნარი) + H 2 O ↔ სუსტი მჟავა (ხსნარი) + OH - (ხსნარი)

ძლიერი ფუძე და სუსტი მჟავა

ფუძე მთლიანად იშლება, მჟავა ნაწილობრივ იშლება, მიღებულ ხსნარს აქვს ფუძის სუსტი თვისებები:

HX (ხსნარი) + OH - (ხსნარი) ↔ H 2 O + X - (ხსნარი)

ძლიერი მჟავა და სუსტი ბაზა

მჟავა მთლიანად იშლება, ფუძე მთლიანად არ იშლება:

წყლის დისოციაცია

დისოციაცია არის ნივთიერების დაშლა მის შემადგენელ მოლეკულებად. მჟავის ან ფუძის თვისებები დამოკიდებულია წყალში არსებულ წონასწორობაზე:

H 2 O + H 2 O ↔ H 3 O + (ხსნარი) + OH - (ხსნარი)
K c = / 2
წყლის წონასწორობის მუდმივა t=25°-ზე: K c = 1,83⋅10 -6, ასევე მოქმედებს შემდეგი ტოლობა: = 10 -14, რომელსაც წყლის დისოციაციის მუდმივი ეწოდება. სუფთა წყლისთვის = = 10 -7, შესაბამისად -lg = 7.0.

ამ მნიშვნელობას (-lg) ეწოდება pH - წყალბადის პოტენციალი. თუ pH< 7, то вещество имеет кислотные свойства, если pH >7, მაშინ ნივთიერებას აქვს ძირითადი თვისებები.

pH-ის განსაზღვრის მეთოდები

ინსტრუმენტული მეთოდი

სპეციალური მოწყობილობა, pH მეტრი, არის მოწყობილობა, რომელიც ხსნარში პროტონების კონცენტრაციას ელექტრო სიგნალად გარდაქმნის.

ინდიკატორები

ნივთიერება, რომელიც იცვლის ფერს pH-ის გარკვეულ დიაპაზონში, ხსნარის მჟავიანობის მიხედვით, შეგიძლიათ მიაღწიოთ საკმაოდ ზუსტ შედეგს.

Მარილი

მარილი არის იონური ნაერთი, რომელიც წარმოიქმნება H+-ის გარდა სხვა კათიონისგან და O2-ის გარდა სხვა ანიონისგან. სუსტ წყალხსნარში მარილები მთლიანად იშლება.

მარილის ხსნარის მჟავა-ტუტოვანი თვისებების დასადგენად, აუცილებელია განვსაზღვროთ რომელი იონებია ხსნარში და გავითვალისწინოთ მათი თვისებები: ძლიერი მჟავებისა და ფუძეებისგან წარმოქმნილი ნეიტრალური იონები არ ახდენენ გავლენას pH-ზე: ისინი არ გამოყოფენ არც H + და არც OH- იონებს წყალში. მაგალითად, Cl -, NO - 3, SO 2- 4, Li +, Na +, K +.

სუსტი მჟავებისგან წარმოქმნილი ანიონები ავლენენ ტუტე თვისებებს (F -, CH 3 COO -, CO 2- 3 კათიონები ტუტე თვისებებით არ არსებობს).

ყველა კატიონს, გარდა პირველი და მეორე ჯგუფის ლითონებისა, აქვს მჟავე თვისებები.

ბუფერული ხსნარი

ხსნარები, რომლებიც ინარჩუნებენ pH დონეს მცირე რაოდენობით ძლიერი მჟავის ან ძლიერი ფუძის დამატებისას, ძირითადად შედგება:

• სუსტი მჟავის, მისი შესაბამისი მარილისა და სუსტი ფუძის ნარევი
• სუსტი ფუძე, შესაბამისი მარილი და ძლიერი მჟავა

გარკვეული მჟავიანობის ბუფერული ხსნარის მოსამზადებლად აუცილებელია სუსტი მჟავის ან ფუძის შერევა შესაბამის მარილთან, იმის გათვალისწინებით:

• pH დიაპაზონი, რომელშიც ბუფერული ხსნარი ეფექტური იქნება
• ხსნარის მოცულობა - ძლიერი მჟავის ან ძლიერი ფუძის რაოდენობა, რომელიც შეიძლება დაემატოს ხსნარის pH-ზე გავლენის გარეშე
• არ უნდა იყოს არასასურველი რეაქციები, რამაც შეიძლება შეცვალოს ხსნარის შემადგენლობა

ტესტი:

3. ჰიდროქსიდები

მრავალელემენტურ ნაერთებს შორის მნიშვნელოვანი ჯგუფია ჰიდროქსიდები. ზოგიერთი მათგანი ავლენს ფუძეების (ძირითადი ჰიდროქსიდების) თვისებებს - NaOH, Ba(OH ) 2 და ა.შ. სხვები ავლენენ მჟავების (მჟავა ჰიდროქსიდების) თვისებებს - HNO3, H3PO4 და სხვა. ასევე არსებობს ამფოტერული ჰიდროქსიდები, რომლებსაც პირობებიდან გამომდინარე, შეუძლიათ გამოავლინონ როგორც ფუძეების, ასევე მჟავების თვისებები - Zn (OH) 2, Al (OH) 3 და ა.შ.

3.1. ბაზის კლასიფიკაცია, მომზადება და თვისებები

ელექტროლიტური დისოციაციის თეორიის თვალსაზრისით, ფუძეები (ძირითადი ჰიდროქსიდები) არის ნივთიერებები, რომლებიც ხსნარებში იშლება OH ჰიდროქსიდის იონების წარმოქმნით. - .

თანამედროვე ნომენკლატურის მიხედვით, მათ ჩვეულებრივ უწოდებენ ელემენტების ჰიდროქსიდებს, რაც, საჭიროების შემთხვევაში, მიუთითებს ელემენტის ვალენტობაზე (რომაული ციფრებით ფრჩხილებში): KOH - კალიუმის ჰიდროქსიდი, ნატრიუმის ჰიდროქსიდი. NaOH , კალციუმის ჰიდროქსიდი Ca(OH ) 2, ქრომის ჰიდროქსიდი ( II)-Cr(OH ) 2, ქრომის ჰიდროქსიდი ( III) - Cr (OH) 3.

ლითონის ჰიდროქსიდები ჩვეულებრივ იყოფა ორ ჯგუფად: წყალში ხსნადი(წარმოქმნილი ტუტე და ტუტე მიწის ლითონებით - Li, Na, K, Cs, Rb, Fr, Ca, Sr, Ba და ამიტომ უწოდებენ ტუტეებს) და წყალში უხსნადი. მათ შორის მთავარი განსხვავებაა OH იონების კონცენტრაცია - ტუტე ხსნარებში საკმაოდ მაღალია, მაგრამ უხსნად ფუძეებისთვის იგი განისაზღვრება ნივთიერების ხსნადობით და ჩვეულებრივ ძალიან მცირეა. თუმცა, OH იონის მცირე წონასწორული კონცენტრაციები - უხსნადი ფუძეების ხსნარებშიც კი განისაზღვრება ამ კლასის ნაერთების თვისებები.

ჰიდროქსილის ჯგუფების რაოდენობის მიხედვით (მჟავიანობა) , რომელსაც შეუძლია შეიცვალოს მჟავე ნარჩენებით, გამოირჩევა:

მონომჟავის ფუძეები - KOH, NaOH;

დიაციდური ფუძეები - Fe (OH) 2, Ba (OH) 2;

ტრიაციდური ფუძეები - Al (OH) 3, Fe (OH) 3.

საფუძვლის მიღება

1. ფუძეების მომზადების ზოგადი მეთოდია გაცვლითი რეაქცია, რომლის დახმარებით შესაძლებელია როგორც უხსნადი, ისე ხსნადი ფუძეების მიღება:

CuSO 4 + 2KOH = Cu(OH) 2 ↓ + K 2 SO 4,

K 2 SO 4 + Ba(OH) 2 = 2KOH + BaCO 3↓ .

როდესაც ამ მეთოდით მიიღება ხსნადი ფუძეები, იშლება უხსნადი მარილი.

წყალში უხსნადი ამფოტერული თვისებების მქონე ფუძეების მომზადებისას თავიდან უნდა იქნას აცილებული ჭარბი ტუტე, ვინაიდან შეიძლება მოხდეს ამფოტერული ფუძის დაშლა, მაგ.

AlCl 3 + 3KOH = Al(OH) 3 + 3KCl,

Al(OH) 3 + KOH = K.

ასეთ შემთხვევებში ამონიუმის ჰიდროქსიდი გამოიყენება ჰიდროქსიდების მისაღებად, რომლებშიც ამფოტერული ოქსიდები არ იხსნება:

AlCl 3 + 3NH 4 OH = Al(OH) 3 ↓ + 3NH 4 Cl.

ვერცხლის და ვერცხლისწყლის ჰიდროქსიდები ისე ადვილად იშლება, რომ გაცვლითი რეაქციით მათი მოპოვების მცდელობისას, ჰიდროქსიდების ნაცვლად, ოქსიდები ილექება:

2AgNO 3 + 2KOH = Ag 2 O ↓ + H 2 O + 2KNO 3.

2. ტუტეები ტექნოლოგიაში ჩვეულებრივ მიიღება ქლორიდების წყალხსნარების ელექტროლიზით:

2NaCl + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 + Cl 2.

(სულ ელექტროლიზის რეაქცია)

ტუტეების მიღება ასევე შესაძლებელია ტუტე და მიწის ტუტე ლითონების ან მათი ოქსიდების წყალთან ურთიერთქმედებით:

2 Li + 2 H 2 O = 2 LiOH + H 2,

SrO + H 2 O = Sr (OH) 2.

ფუძეების ქიმიური თვისებები

1. ყველა წყალში უხსნადი ფუძე გაცხელებისას იშლება ოქსიდების წარმოქმნით:

2 Fe (OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3 H 2 O,

Ca (OH) 2 = CaO + H 2 O.

2. ფუძეების ყველაზე დამახასიათებელი რეაქციაა მათი ურთიერთქმედება მჟავებთან – ნეიტრალიზაციის რეაქცია. მასში შედის როგორც ტუტე, ასევე უხსნადი ფუძეები:

NaOH + HNO 3 = NaNO 3 + H 2 O,

Cu(OH) 2 + H 2 SO 4 = CuSO 4 + 2H 2 O.

3. ტუტეები ურთიერთქმედებენ მჟავე და ამფოტერულ ოქსიდებთან:

2KOH + CO 2 = K 2 CO 3 + H 2 O,

2NaOH + Al 2 O 3 = 2NaAlO 2 + H 2 O.

4. ფუძეებს შეუძლიათ რეაგირება მჟავე მარილებთან:

2NaHSO 3 + 2KOH = Na 2 SO 3 + K 2 SO 3 + 2H 2 O,

Ca(HCO 3) 2 + Ba(OH) 2 = BaCO 3↓ + CaCO 3 + 2H 2 O.

Cu(OH) 2 + 2NaHSO 4 = CuSO 4 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O.

5. განსაკუთრებით აუცილებელია ხაზგასმით აღვნიშნოთ ტუტე ხსნარების უნარი ზოგიერთ არამეტალთან (ჰალოგენებთან, გოგირდთან, თეთრ ფოსფორთან, სილიციუმთან) რეაგირების უნარზე:

2 NaOH + Cl 2 = NaCl + NaOCl + H 2 O (ცივში),

6 KOH + 3 Cl 2 = 5 KCl + KClO 3 + 3 H 2 O (როდესაც გაცხელდება),

6KOH + 3S = K 2 SO 3 + 2K 2 S + 3H 2 O,

3KOH + 4P + 3H 2 O = PH 3 + 3KH 2 PO 2,

2NaOH + Si + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2.

6. გარდა ამისა, ტუტეების კონცენტრირებულ ხსნარებს, გაცხელებისას, შეუძლიათ აგრეთვე დაშალონ ზოგიერთი ლითონი (მათ, რომელთა ნაერთებს აქვთ ამფოტერული თვისებები):

2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3H 2,

Zn + 2KOH + 2H 2 O = K 2 + H 2.

ტუტე ხსნარებს აქვთ pH> 7 (ტუტე გარემო), ინდიკატორების ფერის შეცვლა (ლაკმუსი - ლურჯი, ფენოლფთალეინი - მეწამული).

მ.ვ. ანდრიუხოვა, ლ.ნ. ბოროდინა

მიზეზები – რთული ნივთიერებები, რომლებიც შედგება ლითონის კატიონისგან Me + (ან ლითონის მსგავსი კატიონისგან, მაგალითად, ამონიუმის იონის NH 4 +) და ჰიდროქსიდის ანიონისგან OH -.

წყალში ხსნადობის მიხედვით ფუძეები იყოფა ხსნადი (ტუტე) და უხსნადი ფუძეები . Არსებობს ასევე არასტაბილური საფუძველი, რომლებიც სპონტანურად იშლება.

საფუძვლის მიღება

1. ძირითადი ოქსიდების ურთიერთქმედება წყალთან. ამ შემთხვევაში მხოლოდ ის ოქსიდები, რომლებიც შეესაბამება ხსნად ფუძეს (ტუტეს).იმათ. ამ გზით შეგიძლიათ მიიღოთ მხოლოდ ტუტეები:

ძირითადი ოქსიდი + წყალი = ბაზა

Მაგალითად , ნატრიუმის ოქსიდიყალიბდება წყალში ნატრიუმის ჰიდროქსიდი(ნატრიუმის ჰიდროქსიდი):

Na 2 O + H 2 O → 2NaOH

ამავე დროს დაახლოებით სპილენძის (II) ოქსიდითან წყალი არ რეაგირებს:

CuO + H 2 O ≠

2. ლითონების ურთიერთქმედება წყალთან. სადაც რეაგირება წყალთანნორმალურ პირობებშიმხოლოდ ტუტე ლითონები(ლითიუმი, ნატრიუმი, კალიუმი, რუბიდიუმი, ცეზიუმი)კალციუმი, სტრონციუმი და ბარიუმი.ამ შემთხვევაში, რედოქს რეაქცია ხდება, წყალბადი არის ჟანგვის აგენტი, ხოლო ლითონი არის შემცირების აგენტი.

ლითონი + წყალი = ტუტე + წყალბადი

Მაგალითად, კალიუმირეაგირებს წყალი ძალიან ქარიშხალი:

2K 0 + 2H 2 + O → 2K + OH + H 2 0

3. ზოგიერთი ტუტე ლითონის მარილის ხსნარების ელექტროლიზი. როგორც წესი, ტუტეების მისაღებად ელექტროლიზი ტარდება ტუტე ან მიწის ტუტე ლითონებით და უჟანგბადო მჟავებით წარმოქმნილი მარილების ხსნარები (გარდა ჰიდროფთორმჟავისა) - ქლორიდები, ბრომიდები, სულფიდები და ა.შ. ეს საკითხი უფრო დეტალურად არის განხილული სტატიაში. .

Მაგალითად , ნატრიუმის ქლორიდის ელექტროლიზი:

2NaCl + 2H 2 O → 2NaOH + H 2 + Cl 2

4. ფუძეები წარმოიქმნება სხვა ტუტეების მარილებთან ურთიერთქმედებით. ამ შემთხვევაში, მხოლოდ ხსნადი ნივთიერებები ურთიერთქმედებენ და პროდუქტებში უნდა წარმოიქმნას უხსნადი მარილი ან უხსნადი ბაზა:

ან

ტუტე + მარილი 1 = მარილი 2 ↓ + ტუტე

Მაგალითად: კალიუმის კარბონატი ხსნარში რეაგირებს კალციუმის ჰიდროქსიდთან:

K 2 CO 3 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 ↓ + 2KOH

Მაგალითად: სპილენძის (II) ქლორიდი ხსნარში რეაგირებს ნატრიუმის ჰიდროქსიდთან. ამ შემთხვევაში ის ამოვარდება ლურჯი სპილენძის (II) ჰიდროქსიდის ნალექი:

CuCl 2 + 2NaOH → Cu(OH) 2 ↓ + 2NaCl

უხსნადი ფუძეების ქიმიური თვისებები

1. უხსნადი ფუძეები რეაგირებენ ძლიერ მჟავებთან და მათ ოქსიდებთან (და ზოგიერთი საშუალო მჟავა). Ამ შემთხვევაში, მარილი და წყალი.

უხსნადი ფუძე + მჟავა = მარილი + წყალი

უხსნადი ფუძე + მჟავა ოქსიდი = მარილი + წყალი

Მაგალითად ,სპილენძის (II) ჰიდროქსიდი რეაგირებს ძლიერ მარილმჟავასთან:

Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O

ამ შემთხვევაში, სპილენძის (II) ჰიდროქსიდი არ ურთიერთქმედებს მჟავას ოქსიდთან სუსტინახშირბადის მჟავა - ნახშირორჟანგი:

Cu(OH) 2 + CO 2 ≠

2. უხსნადი ფუძეები იშლება ოქსიდად და წყალად გაცხელებისას.

Მაგალითად, რკინის (III) ჰიდროქსიდი იშლება რკინის (III) ოქსიდში და წყალში გაცხელებისას:

2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O

3. უხსნადი ფუძეები არ რეაგირებენამფოტერული ოქსიდებითა და ჰიდროქსიდებით.

უხსნადი ფუძე + ამფოტერული ოქსიდი ≠

უხსნადი ფუძე + ამფოტერული ჰიდროქსიდი ≠

4. ზოგიერთ უხსნად ფუძეს შეუძლია იმოქმედოს როგორცშემცირების აგენტები. შემცირების აგენტები არის ლითონებით წარმოქმნილი ბაზები მინიმალურიან შუალედური დაჟანგვის მდგომარეობა, რომელსაც შეუძლია გაზარდოს მათი დაჟანგვის მდგომარეობა (რკინის (II) ჰიდროქსიდი, ქრომის (II) ჰიდროქსიდი და ა.შ.).

Მაგალითად , რკინის (II) ჰიდროქსიდი შეიძლება დაჟანგდეს ატმოსფერული ჟანგბადით წყლის თანდასწრებით რკინის (III) ჰიდროქსიდამდე:

4Fe +2 (OH) 2 + O 2 0 + 2H 2 O → 4Fe +3 (O -2 H) 3

ტუტეების ქიმიური თვისებები

1. ტუტე რეაგირებს ნებისმიერთან მჟავები - ძლიერიც და სუსტიც . ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება საშუალო მარილი და წყალი. ამ რეაქციებს ე.წ ნეიტრალიზაციის რეაქციები. შესაძლებელია განათლებაც მჟავე მარილი, თუ მჟავა პოლიბაზურია, რეაგენტების გარკვეული თანაფარდობით, ან ში ჭარბი მჟავა. IN ჭარბი ტუტესაშუალო მარილი და წყალი იქმნება:

ტუტე (ჭარბი) + მჟავა = საშუალო მარილი + წყალი

ტუტე + პოლიბაზური მჟავა (ჭარბი) = მჟავა მარილი + წყალი

Მაგალითად , ნატრიუმის ჰიდროქსიდს, ფოსფორის მჟავასთან ურთიერთქმედებისას, შეუძლია შექმნას 3 სახის მარილი: დიჰიდროგენის ფოსფატები, ფოსფატებიან ჰიდროფოსფატები.

ამ შემთხვევაში, დიჰიდროფოსფატები წარმოიქმნება მჟავას ჭარბად, ან როდესაც რეაგენტების მოლური თანაფარდობა (ნივთიერების რაოდენობათა თანაფარდობა) არის 1:1.

NaOH + H 3 PO 4 → NaH 2 PO 4 + H 2 O

როდესაც ტუტესა და მჟავას მოლური თანაფარდობაა 2:1, წარმოიქმნება ჰიდროფოსფატები:

2NaOH + H3PO4 → Na2HPO4 + 2H2O

ტუტეს სიჭარბით, ან ტუტესა და მჟავას მოლური თანაფარდობით 3:1, წარმოიქმნება ტუტე ლითონის ფოსფატი.

3NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + 3H2O

2. ტუტეები რეაგირებენამფოტერული ოქსიდები და ჰიდროქსიდები. სადაც დნობაში წარმოიქმნება ჩვეულებრივი მარილები , ა ხსნარში - რთული მარილები .

ტუტე (დნობა) + ამფოტერული ოქსიდი = საშუალო მარილი + წყალი

ტუტე (დნობა) + ამფოტერული ჰიდროქსიდი = საშუალო მარილი + წყალი

ტუტე (ხსნარი) + ამფოტერული ოქსიდი = რთული მარილი

ტუტე (ხსნარი) + ამფოტერული ჰიდროქსიდი = რთული მარილი

Მაგალითად , როდესაც ალუმინის ჰიდროქსიდი რეაგირებს ნატრიუმის ჰიდროქსიდთან დნობისას წარმოიქმნება ნატრიუმის ალუმინატი. უფრო მჟავე ჰიდროქსიდი ქმნის მჟავას ნარჩენს:

NaOH + Al(OH) 3 = NaAlO 2 + 2H 2 O

ა ხსნარში წარმოიქმნება რთული მარილი:

NaOH + Al(OH) 3 = Na

გთხოვთ გაითვალისწინოთ, როგორ შედგება მარილის რთული ფორმულა:ჯერ ვირჩევთ ცენტრალურ ატომს (toროგორც წესი, ეს არის ამფოტერული ჰიდროქსიდი ლითონი).შემდეგ მას ვუმატებთ ლიგანდები- ჩვენს შემთხვევაში ეს არის ჰიდროქსიდის იონები. ლიგანდების რაოდენობა ჩვეულებრივ 2-ჯერ აღემატება ცენტრალური ატომის ჟანგვის მდგომარეობას. მაგრამ ალუმინის კომპლექსი გამონაკლისია მისი ლიგანდების რაოდენობა ყველაზე ხშირად 4-ია. მიღებულ ფრაგმენტს ვამაგრებთ კვადრატულ ფრჩხილებში - ეს არის რთული იონი. ჩვენ განვსაზღვრავთ მის მუხტს და ვამატებთ კატიონების ან ანიონების საჭირო რაოდენობას გარედან.

3. ტუტეები ურთიერთქმედებენ მჟავე ოქსიდებთან. ამავე დროს შესაძლებელია განათლებაც მაწონიან საშუალო მარილიტუტე და მჟავა ოქსიდის მოლური თანაფარდობის მიხედვით. ტუტეების ჭარბი რაოდენობით წარმოიქმნება საშუალო მარილი, ხოლო მჟავე ოქსიდის ჭარბი რაოდენობით წარმოიქმნება მჟავა მარილი:

ტუტე (ჭარბი) + მჟავა ოქსიდი = საშუალო მარილი + წყალი

ან:

ტუტე + მჟავა ოქსიდი (ჭარბი) = მჟავა მარილი

Მაგალითად , ურთიერთობისას ჭარბი ნატრიუმის ჰიდროქსიდინახშირორჟანგით წარმოიქმნება ნატრიუმის კარბონატი და წყალი:

2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O

ხოლო ურთიერთობისას ჭარბი ნახშირორჟანგინატრიუმის ჰიდროქსიდით წარმოიქმნება მხოლოდ ნატრიუმის ბიკარბონატი:

2NaOH + CO 2 = NaHCO 3

4. ტუტეები ურთიერთქმედებენ მარილებთან. ტუტეები რეაგირებენ მხოლოდ ხსნადი მარილებითხსნარში, იმ პირობით, რომ საკვებში წარმოიქმნება გაზი ან ნალექი . ასეთი რეაქციები მიმდინარეობს მექანიზმის მიხედვით იონური გაცვლა.

ტუტე + ხსნადი მარილი = მარილი + შესაბამისი ჰიდროქსიდი

ტუტეები ურთიერთქმედებენ ლითონის მარილების ხსნარებთან, რომლებიც შეესაბამება უხსნად ან არასტაბილურ ჰიდროქსიდებს.

Მაგალითადნატრიუმის ჰიდროქსიდი რეაგირებს სპილენძის სულფატთან ხსნარში:

Cu 2+ SO 4 2- + 2Na + OH - = Cu 2+ (OH) 2 - ↓ + Na 2 + SO 4 2-

ასევე ტუტეები რეაგირებენ ამონიუმის მარილების ხსნარებთან.

Მაგალითად , კალიუმის ჰიდროქსიდი რეაგირებს ამონიუმის ნიტრატის ხსნართან:

NH 4 + NO 3 - + K + OH - = K + NO 3 - + NH 3 + H 2 O

! როდესაც ამფოტერული ლითონების მარილები ურთიერთქმედებენ ჭარბ ტუტესთან, წარმოიქმნება რთული მარილი!

მოდით, უფრო დეტალურად განვიხილოთ ეს საკითხი. თუ მეტალით წარმოქმნილი მარილი, რომელსაც იგი შეესაბამება ამფოტერული ჰიდროქსიდი , ურთიერთქმედებს მცირე რაოდენობით ტუტესთან, შემდეგ ხდება ჩვეულებრივი გაცვლის რეაქცია და წარმოიქმნება ნალექიამ ლითონის ჰიდროქსიდი .

Მაგალითად , ჭარბი თუთიის სულფატი ხსნარში რეაგირებს კალიუმის ჰიდროქსიდთან:

ZnSO 4 + 2KOH = Zn(OH) 2 ↓ + K 2 SO 4

თუმცა, ამ რეაქციაში ეს არ არის ბაზა, რომელიც იქმნება, არამედ მფოტერული ჰიდროქსიდი. და, როგორც ზემოთ უკვე აღვნიშნეთ, ამფოტერული ჰიდროქსიდები იხსნება ჭარბ ტუტეებში და ქმნის კომპლექსურ მარილებს . თ ამრიგად, თუთიის სულფატის რეაქციაში ჭარბი ტუტე ხსნარიწარმოიქმნება რთული მარილი, არ წარმოიქმნება ნალექი:

ZnSO 4 + 4KOH = K 2 + K 2 SO 4

ამრიგად, ჩვენ ვიღებთ 2 სქემას ლითონის მარილების ურთიერთქმედებისთვის, რომლებიც შეესაბამება ამფოტერულ ჰიდროქსიდებს, ტუტეებთან:

ლითონის ამფოტერული მარილი (ჭარბი) + ტუტე = ამფოტერული ჰიდროქსიდი↓ + მარილი

ამფ.ლითონის მარილი + ტუტე (ჭარბი) = რთული მარილი + მარილი

5. ტუტეები ურთიერთქმედებენ მჟავე მარილებთან.ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება საშუალო ან ნაკლებად მჟავე მარილები.

მჟავე მარილი + ტუტე = საშუალო მარილი + წყალი

Მაგალითად , კალიუმის ჰიდროსულფიტი რეაგირებს კალიუმის ჰიდროქსიდთან და წარმოქმნის კალიუმის სულფიტს და წყალს:

KHSO 3 + KOH = K 2 SO 3 + H 2 O

ძალიან მოსახერხებელია მჟავე მარილების თვისებების დადგენა მჟავე მარილის გონებრივად დაშლით 2 ნივთიერებად - მჟავად და მარილად. მაგალითად, ჩვენ ვყოფთ ნატრიუმის ბიკარბონატს NaHCO 3-ს უოლიუმის მჟავად H 2 CO 3 და ნატრიუმის კარბონატში Na 2 CO 3. ბიკარბონატის თვისებები დიდწილად განისაზღვრება ნახშირმჟავას და ნატრიუმის კარბონატის თვისებებით.

6. ტუტეები ურთიერთქმედებენ ხსნარში მყოფ ლითონებთან და დნება. ამ შემთხვევაში, ხსნარში წარმოიქმნება ჟანგვა-აღდგენითი რეაქცია რთული მარილიდა წყალბადისდნობისას - საშუალო მარილიდა წყალბადის.

Შენიშვნა! მხოლოდ ის ლითონები, რომელთა ოქსიდი ლითონის მინიმალური დადებითი დაჟანგვის მდგომარეობით ამფოტერულია, რეაგირებს ტუტეებთან ხსნარში!

Მაგალითად , რკინისარ რეაგირებს ტუტე ხსნართან, რკინის (II) ოქსიდი არის ძირითადი. ა ალუმინისიხსნება ტუტე ხსნარში, ალუმინის ოქსიდი ამფოტერიულია:

2Al + 2NaOH + 6H 2 + O = 2Na + 3H 2 0

7. ტუტეები ურთიერთქმედებენ არალითონებთან. ამ შემთხვევაში, რედოქსის რეაქციები ხდება. ჩვეულებრივ, არამეტალები ტუტეებში არაპროპორციულია. ისინი არ რეაგირებენტუტეებით ჟანგბადი, წყალბადი, აზოტი, ნახშირბადი და ინერტული აირები (ჰელიუმი, ნეონი, არგონი და ა.შ.):

NaOH +O 2 ≠

NaOH +N 2 ≠

NaOH +C ≠

გოგირდი, ქლორი, ბრომი, იოდი, ფოსფორიდა სხვა არალითონები არაპროპორციულიტუტეებში (ანუ თვითონ იჟანგება და თავისთავად აღდგება).

მაგალითად, ქლორიურთიერთობისას ცივი ლულაგადადის ჟანგვის მდგომარეობებში -1 და +1:

2NaOH +Cl 2 0 = NaCl - + NaOCl + + H 2 O

ქლორიურთიერთობისას ცხელი ლულაგადადის ჟანგვის მდგომარეობებში -1 და +5:

6NaOH +Cl 2 0 = 5NaCl - + NaCl +5 O 3 + 3H 2 O

სილიკონიიჟანგება ტუტეებით დაჟანგვის მდგომარეობამდე +4.

Მაგალითადხსნარში:

2NaOH + Si 0 + H 2 + O = NaCl - + Na 2 Si +4 O 3 + 2H 2 0

ფტორი აჟანგებს ტუტეებს:

2F 2 0 + 4NaO -2 H = O 2 0 + 4NaF - + 2H 2 O

ამ რეაქციების შესახებ მეტი შეგიძლიათ წაიკითხოთ სტატიაში.

8. ტუტე არ იშლება გაცხელებისას.

გამონაკლისი არის ლითიუმის ჰიდროქსიდი:

2LiOH = Li 2 O + H 2 O

სანამ ფუძეებისა და ამფოტერული ჰიდროქსიდების ქიმიურ თვისებებზე განვიხილავთ, ნათლად განვსაზღვროთ რა არის ისინი?

1) ფუძეები ან ძირითადი ჰიდროქსიდები მოიცავს ლითონის ჰიდროქსიდებს ჟანგვის მდგომარეობაში +1 ან +2, ე.ი. რომელთა ფორმულები იწერება როგორც MeOH ან Me(OH) 2. თუმცა არის გამონაკლისებიც. ამრიგად, ჰიდროქსიდები Zn(OH) 2, Be(OH) 2, Pb(OH) 2, Sn(OH) 2 არ არის ფუძეები.

2) ამფოტერულ ჰიდროქსიდებს მიეკუთვნება ლითონის ჰიდროქსიდები ჟანგვის მდგომარეობაში +3, +4, ასევე, გამონაკლისის სახით, ჰიდროქსიდები Zn(OH) 2, Be(OH) 2, Pb(OH) 2, Sn(OH) 2. ლითონის ჰიდროქსიდები ჟანგვის მდგომარეობაში +4 არ არის ნაპოვნი ერთიანი სახელმწიფო გამოცდის ამოცანებში, ამიტომ ისინი არ განიხილება.

ფუძეების ქიმიური თვისებები

ყველა საფუძველი იყოფა:

შეგახსენებთ, რომ ბერილიუმი და მაგნიუმი არ არის დედამიწის ტუტე ლითონები.

გარდა იმისა, რომ ტუტე წყალში ხსნადია, ასევე ძალიან კარგად იშლება წყალხსნარებში, ხოლო უხსნად ფუძეებს აქვთ დისოციაციის დაბალი ხარისხი.

ეს განსხვავება ხსნადობასა და ტუტეებსა და უხსნად ჰიდროქსიდებს შორის დისოციაციის უნარში, თავის მხრივ, იწვევს მათ ქიმიურ თვისებებში შესამჩნევ განსხვავებებს. ასე რომ, კერძოდ, ტუტეები უფრო ქიმიურად აქტიური ნაერთებია და ხშირად შეუძლიათ შევიდნენ ისეთ რეაქციებში, როგორიც უხსნადი ფუძეები არ არიან.

ფუძეების ურთიერთქმედება მჟავებთან

ტუტეები რეაგირებს აბსოლუტურად ყველა მჟავასთან, თუნდაც ძალიან სუსტ და უხსნად. Მაგალითად:

უხსნადი ფუძეები რეაგირებს თითქმის ყველა ხსნად მჟავასთან, მაგრამ არ რეაგირებს უხსნად სილიციუმის მჟავასთან:

უნდა აღინიშნოს, რომ როგორც ძლიერ, ისე სუსტ ფუძეებს Me(OH) 2-ის ფორმის ზოგადი ფორმულით შეუძლიათ ძირითადი მარილების შექმნა, როდესაც მჟავას ნაკლებობაა, მაგალითად:

ურთიერთქმედება მჟავა ოქსიდებთან

ტუტეები რეაგირებენ ყველა მჟავე ოქსიდთან, წარმოქმნიან მარილებს და ხშირად წყალს:

უხსნად ფუძეებს შეუძლიათ რეაგირება მოახდინონ სტაბილურ მჟავებთან შესაბამისი ყველა უმაღლესი მჟავის ოქსიდთან, მაგალითად, P 2 O 5, SO 3, N 2 O 5, საშუალო მარილების წარმოქმნით:

Me(OH) 2 ტიპის უხსნადი ფუძეები წყლის თანდასწრებით რეაგირებენ ნახშირორჟანგთან ექსკლუზიურად ძირითადი მარილების წარმოქმნით. Მაგალითად:

Cu(OH) 2 + CO 2 = (CuOH) 2 CO 3 + H 2 O

განსაკუთრებული ინერტულობის გამო სილიციუმის დიოქსიდთან რეაგირებს მხოლოდ უძლიერესი ფუძეები, ტუტეები. ამ შემთხვევაში ნორმალური მარილები იქმნება. რეაქცია არ ხდება უხსნად ფუძეებთან. Მაგალითად:

ფუძეების ურთიერთქმედება ამფოტერულ ოქსიდებთან და ჰიდროქსიდებთან

ყველა ტუტე რეაგირებს ამფოტერულ ოქსიდებთან და ჰიდროქსიდებთან. თუ რეაქცია ხორციელდება ამფოტერული ოქსიდის ან ჰიდროქსიდის მყარ ტუტესთან შერწყმით, ეს რეაქცია იწვევს წყალბადისაგან თავისუფალი მარილების წარმოქმნას:

თუ გამოიყენება ტუტეების წყალხსნარი, მაშინ წარმოიქმნება ჰიდროქსოკომპლექსური მარილები:

ალუმინის შემთხვევაში, კონცენტრირებული ტუტე ჭარბი მოქმედებით, Na მარილის ნაცვლად წარმოიქმნება Na 3 მარილი:

ფუძეების ურთიერთქმედება მარილებთან

ნებისმიერი ფუძე რეაგირებს ნებისმიერ მარილთან მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ორი პირობა დაკმაყოფილებულია ერთდროულად:

1) საწყისი ნაერთების ხსნადობა;

2) ნალექის ან გაზის არსებობა რეაქციის პროდუქტებს შორის

Მაგალითად:

სუბსტრატების თერმული სტაბილურობა

ყველა ტუტე, გარდა Ca(OH) 2-ისა, მდგრადია სითბოს მიმართ და დნება დაშლის გარეშე.

ყველა უხსნადი ფუძე, ისევე როგორც ოდნავ ხსნადი Ca(OH) 2, იშლება გაცხელებისას. კალციუმის ჰიდროქსიდის ყველაზე მაღალი დაშლის ტემპერატურაა დაახლოებით 1000 o C:

უხსნად ჰიდროქსიდებს აქვთ გაცილებით დაბალი დაშლის ტემპერატურა. მაგალითად, სპილენძის (II) ჰიდროქსიდი იშლება უკვე 70 o C-ზე ზემოთ ტემპერატურაზე:

ამფოტერული ჰიდროქსიდების ქიმიური თვისებები

ამფოტერული ჰიდროქსიდების ურთიერთქმედება მჟავებთან

ამფოტერული ჰიდროქსიდები რეაგირებენ ძლიერ მჟავებთან:

ამფოტერული ლითონის ჰიდროქსიდები ჟანგვის მდგომარეობაში +3, ე.ი. ტიპის Me(OH) 3, არ რეაგირებს მჟავებთან, როგორიცაა H 2 S, H 2 SO 3 და H 2 CO 3 იმის გამო, რომ მარილები, რომლებიც შეიძლება წარმოიქმნას ასეთი რეაქციების შედეგად, ექვემდებარება შეუქცევად ჰიდროლიზს. ორიგინალური ამფოტერული ჰიდროქსიდი და შესაბამისი მჟავა:

ამფოტერული ჰიდროქსიდების ურთიერთქმედება მჟავა ოქსიდებთან

ამფოტერული ჰიდროქსიდები რეაგირებენ უფრო მაღალ ოქსიდებთან, რომლებიც შეესაბამება სტაბილურ მჟავებს (SO 3, P 2 O 5, N 2 O 5):

ამფოტერული ლითონის ჰიდროქსიდები ჟანგვის მდგომარეობაში +3, ე.ი. ტიპის Me(OH) 3, არ რეაგირებს მჟავე ოქსიდებთან SO 2 და CO 2.

ამფოტერული ჰიდროქსიდების ურთიერთქმედება ფუძეებთან

ფუძეებს შორის ამფოტერული ჰიდროქსიდები რეაგირებენ მხოლოდ ტუტეებთან. ამ შემთხვევაში, თუ გამოიყენება ტუტე წყალხსნარი, წარმოიქმნება ჰიდროქსოკომპლექსური მარილები:

და როდესაც ამფოტერული ჰიდროქსიდები ერწყმის მყარ ტუტეებს, მიიღება მათი უწყლო ანალოგები:

ამფოტერული ჰიდროქსიდების ურთიერთქმედება ძირითად ოქსიდებთან

ამფოტერული ჰიდროქსიდები რეაგირებენ ტუტე და მიწის ტუტე ლითონების ოქსიდებთან შერწყმისას:

ამფოტერული ჰიდროქსიდების თერმული დაშლა

ყველა ამფოტერული ჰიდროქსიდი წყალში უხსნადია და, ისევე როგორც ნებისმიერი უხსნადი ჰიდროქსიდი, იშლება შესაბამის ოქსიდსა და წყალში გაცხელებისას.