§ 24. Основания как сложные вещества

Исследуем вместе

Основание: формула и растворимость

Выбирай основание. Схема посчитает группы OH и покажет, является ли вещество щёлочью в изучаемых условиях.

Схематическая модель: размеры частиц и расстояния условны.

Металл и гидроксогруппы

Основания в изучаемом курсе — сложные вещества из металла и гидроксогрупп OH. Группа OH одновалентна, поэтому её количество в формуле равно валентности металла: NaOH, Ca(OH)₂, Fe(OH)₃.

Скобки показывают, что повторяется вся группа. В Ca(OH)₂ содержится один Ca, два O и два H. Основание отличается от оксида наличием H в гидроксогруппе: CaO и Ca(OH)₂ принадлежат к разным классам веществ.

Металл I

NaOH: одна группа OH

Металл II

Ca(OH)₂: две группы OH

Металл III

Fe(OH)₃: три группы OH

Число гидроксогрупп связано с валентностью металла. Индекс после скобок умножает и O, и H.

Как называются основания

Названия строят из слова «гидроксид» и названия металла: NaOH — гидроксид натрия, Ca(OH)₂ — гидроксид кальция. Если валентность металла переменная, её указывают: Cu(OH)₂ — гидроксид меди(II).

По названию можно восстановить формулу. Для гидроксида железа(III) берут Fe и три группы OH, получая Fe(OH)₃. Число III в названии означает валентность железа, а индекс 3 показывает необходимое количество одновалентных групп.

Формула	Название	Группы OH
NaOH	Гидроксид натрия	1
KOH	Гидроксид калия	1
Ca(OH)₂	Гидроксид кальция	2
Fe(OH)₃	Гидроксид железа(III)	3

Название основания отражает металл и его валентность. Формула согласует эту валентность с одновалентными группами OH.

Окраска фенолфталеина в щелочной среде
Фенолфталеин делает щелочную среду заметной благодаря малиновой окраске.
Andyman1125 · Wikimedia Commons · CC BY-SA 3.0. Без изменений.

Лабораторная стеклянная посуда
Лабораторная посуда помогает наблюдать вещества и их превращения в контролируемых условиях.
Diane A. Reid / National Cancer Institute · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.

Щёлочи — растворимые основания

Основания, растворимые в воде, называют щелочами. NaOH и KOH хорошо растворяются; Ca(OH)₂ растворяется ограниченно, но его раствор тоже имеет щелочную среду. Многие основания, например Cu(OH)₂ и Fe(OH)₃, практически нерастворимы.

Значит, слова «основание» и «щёлочь» не равнозначны: щёлочи составляют часть класса оснований. Растворимость определяют по справочной таблице. Цвет осадка или наличие OH в формуле сами по себе не доказывают высокую растворимость.

Основания

Вещества с металлом и группами OH

Растворимые — щёлочи

NaOH, KOH; щелочной раствор Ca(OH)₂

Практически нерастворимые

Cu(OH)₂, Fe(OH)₃

Щёлочи — растворимые представители класса оснований. Остальные основания не следует автоматически называть щелочами.

Индикаторы в щелочной среде

В щелочной среде лакмус синий, метилоранж жёлтый, фенолфталеин малиновый. Последний особенно удобен для наблюдения появления или исчезновения щелочной среды, поскольку в кислой и близкой к нейтральной среде он бесцветен.

Цвет определяется средой раствора и интервалом перехода индикатора. Поэтому исчезновение малиновой окраски ещё не сообщает точное значение pH. Щёлочи могут действовать на материалы и ткани, и наблюдения с ними проводят по лабораторной инструкции.

Индикатор	Щелочная среда	Что показывает
Лакмус	Синий	Отличие от кислой и нейтральной среды
Метилоранж	Жёлтый	Выход из кислого интервала окраски
Фенолфталеин	Малиновый	Достаточно щелочную среду

Индикаторы позволяют наблюдать щелочную среду. Окраска не заменяет точное измерение её кислотности.

Соберём главное

Шесть выводов

01Число гидроксогрупп связано с валентностью металла. Индекс после скобок умножает и O, и H.

02Название основания отражает металл и его валентность. Формула согласует эту валентность с одновалентными группами OH.

03Щёлочи — растворимые представители класса оснований. Остальные основания не следует автоматически называть щелочами.

04Индикаторы позволяют наблюдать щелочную среду. Окраска не заменяет точное измерение её кислотности.

05Основание и оксид одного металла — разные вещества. Наличие гидроксогрупп меняет состав и принадлежность к классу.

06Щелочную среду создаёт растворённая часть основания. Поэтому растворимость учитывают при обсуждении действия на индикаторы.

Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5

1. Какой состав имеют изучаемые основания?

Металл и гидроксогруппы OHВодород и кислотный остатокДва элемента, один OТолько простые вещества

2. Какова валентность группы OH?

IVIIIIII

3. Как называется Cu(OH)₂?

Хлорид меди(II)Гидроксид меди(I)Гидроксид меди(II)Оксид меди(II)

4. Какова формула гидроксида железа(III)?

FeOHFe(OH)₂Fe₃OHFe(OH)₃

5. Что называют щелочами?

Растворимые основанияВсе оксидыВсе солиВсе основания без исключения

6. Какое основание практически нерастворимо в воде?

Все три одинаково хорошо растворимыCu(OH)₂NaOHKOH

7. Как окрашен лакмус в щелочной среде?

Всегда бесцветныйОранжевыйСинийКрасный

8. Как окрашен фенолфталеин в достаточно щелочной среде?

Красный как лакмус в кислотеВсегда зелёныйВсегда бесцветныйМалиновый

9. Сколько атомов H в Ca(OH)₂?

2134

10. Почему CaO и Ca(OH)₂ относятся к разным классам?

В Ca(OH)₂ нет кислородаВ основании есть группы OH, а в оксиде их нетОни содержат разные металлыCaO является кислотой

Учебный источник и иллюстрации

Основа: предоставленный учебник «Химия, 7 класс», § 24. Материал переработан для объяснения; источник: 7 класс. Химия — § 24. Основания как сложные вещества.pdf. Научные уточнения учитывают различие молекулярного и немолекулярного строения и границы учебных моделей.

Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.

Royal Society of Chemistry: данные о химических элементах