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.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
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.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
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.
Шесть выводов
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
Учебный источник и иллюстрации
Основа: предоставленный учебник «Химия, 8 класс», § 20. Материал переработан для объяснения; источник: 8 класс. Химия — § 20. Основания.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