Сильные и слабые основания кратко

Обновлено: 30.06.2024

Основания являются классом неорганических веществ, применяемым в жизни с давних времен за счет ощущения мылкости. Главное отличие этого класса неорганических веществ от остальных - наличие гидроксогруппы, которая придает особые физические и химические свойства.

Основания бывают растворимыми (щелочи) и нерастворимыми. Растворимые основания мылкие на ощупь. Все основания вступают в реакцию нейтрализации - взаимодействие с кислотой. С развитием химии и изучением физических и химических свойств основания расширили круг своего применения: бытовые моющие средства, промышленные чистящие средства, очистка нефти, строительство, краски, удобрения, батарейки. Также стало широко использоваться одно из химических свойств оснований - взаимодействие с кислотами, которое называется реакцией нейтрализацией. Однако основания таят в себе опасность: с растворами щелочей надо работать аккуратно и осторожно, чтобы не получить химических ожогов.

Определение, номенклатура и классификация оснований

Основания – сложные вещества, в состав которых входят атомы металлов, соединенные с одним или несколькими гидроксогруппами (-ОН).

Гидроксид-ион(гидроксогруппа) – сложный ион, состоящий из кислорода и водорода и имеющий суммарный заряд 1- : О -2 Н +1 . Валентность гидроксогруппы равна 1.

Общая формула оснований : М(ОН)_n, где М – металл, n- число групп ОН - и в то же время численное значение заряда иона (степени окисления) металла.

Наличие кислорода;Кислородсодержащие;\(KOH, Sr(OH)_<2>\) ;Бескислородные;\(NH_\) как аммиачная вода Кислотность (число групп \(ОН^\) в составе или число присоединяемых \(Н^\));Однокислотные;\(NaOH, TlOH, NH_\) ;Двухкислотные;\(Ca(OH)_<2>, Mg(OH)_<2>\) ;Трёхкислотные;\(La(OH)_, TI(OH)_\) Растворимость в воде;Растворимые (щелочи);\(NaOH, KOH, Ca(OH)_<2>^\), \(Ba(OH)_<2>\) ;Нерастворимые;\(Cr(OH)_<2>, Mn(OH)_<2>\) Степень электролитической диссоциации;Сильные (α→1);\(Щелочи^ LiOH-CsOH\), \(Ca(OH)_<2>-Ra(OH)_<2>\) , \(TlOH\) ;Слабые (α→0);Нерастворимые основания Летучесть;Летучие;\(NH_∙H_<2>O\) ;Нелетучие;Щелочи, нерастворимые основания Стабильность;Стабильные;\(NaOH, Ba(OH)_<2>\) ;Нестабильные;\(NH_∙H_<2>O→ NH_↑+H_<2>O\)

Ca(OH)₂ – в таблице растворимости малорастворим (м), но его относят к растворимым основаниям. К малорастворимым веществам относятся вещества, которые растворяются ограниченно – менее 1 г в 100 г воды. Это означает следующее: если в стакан, содержащий 100 г воды, поместить 10 г кристаллического гидроксида кальция, то 1 г вещества растворится, а остальные 9 г – нет. Прозрачная жидкость над осадком будет представлять собой раствор щелочи – гидроксида кальция Ca(OH)₂.

Щелочи – растворимые основания. Их образуют элементы-металлы главной подгруппы первой группы (А-группы) периодической системы, а также элементы главной подгруппы второй группы (A-группы): кальций, барий и стронций. Свойства растворимых и нерастворимых оснований существенно различаются.

Получение оснований

Основания получают разными способами. Выбор способа получения зависит от того, к какой группе данное соединение относится, является щёлочью или нерастворимым основанием.

Взаимодействием щелочных и щелочноземельных металлов с водой . Протекает реакция замещения, в ходе которой кроме щёлочи образуется водород. Активные металлы энергично взаимодействуют с водой при обычных условиях.

М + Н₂О = Растворимое основание (Щелочь) + Н₂↑
Где М – щелочные и щелочноземельные металлы.

Взаимодействием оксидов щелочных и щелочноземельных металлов с водой . При этом протекает реакция соединения. Именно так получают гидроксид кальция в промышленных условиях.

В промышленности гидроксид натрия и калия получают путём электролиза : пропускают постоянный электрический ток через раствор хлорида натрия или калия.

Действием щелочей на растворимые соли металлов.

Раствор щелочи + раствор соли = нерастворимое основание + соль

Свойства основания

Все неорганические основания – твердые вещества (кроме гидроксида аммония NH₄OH), которые характеризуются разной растворимостью в воде.

Гидроксиды щелочных металлов при обычных условиях представляют собой твердые белые кристаллические вещества, гигроскопичные, мылкие на ощупь, очень хорошо растворимы в воде (их растворение идет с выделением тепла), легкоплавки.

Гидроксиды щелочноземельных металлов (Ca(OH)₂, Ba(OH)₂, Sr(OH)₂) – белые порошкообразные вещества, гораздо менее растворимые в воде по сравнению с гидроксидами щелочных металлов.

Нерастворимые в воде основания обычно образуются в виде гелеобразных (студенистых) осадков, разлагающихся при хранении.

Нерастворимые в воде основания могут иметь различную окраску, например: гидроксид железа (III) – бурого цвета, гидроксид алюминия - белого цвета, гидроксид меди (II) – голубого цвета.

После прочтения статьи Вы сможете разделять вещества на соли, кислоты и основания. В статье описано, что такое pH раствора, какими общими свойствами обладают кислоты и основания.

Простым языком, кислота - это всё что с H, а основание - c OH. НО! Не всегда. Что бы отличать кислоту от основания необходимо. запомнить их! Сожалею. Что бы хоть как то облегчить жизнь, три наших друга, Аррениус и Бренстед с Лоури, придумали две теории, которые зовутся их именем.

Как металлы и неметаллы, кислоты и основания - это разделение веществ по схожим свойствам. Первая теория кислот и оснований принадлежала швецкому учёному Аррениусу. Кислота по Аррениусу - это класс веществ, которые в реакции с водой диссоциируют (распадаются), образовывая катион водорода H + . Основания Аррениуса в водном растворе образуют анионы OH - . Следующая теория в 1923 году была предложена учёными Бренстедом и Лоури. Теория Бренстеда-Лоури определяет кислотами вещества, способные в реакции отдавать протон (протоном в реакциях называют катион водорода). Основания, соответственно, - это вещества, способные принять протон в реакции. Актуальная на данный момент теория - теория Льюиса. Теория Льюиса определяет кислоты как молекулы или ионы, способные принимать электронные пары, тем самым формируя аддукты Льюиса (аддукт - это соединение, образующееся соединением двух реагентов без образования побочных продуктов).

В неорганической химии, как правило, под кислотой имеют ввиду кислоту Бренстеда-Лоури, то есть вещества, способные отдать протон. Если имеют ввиду определение кислоты по Льюису, то в тексте такую кислоту называют кислотой Льюиса. Данные правила справедливы для кислот и оснований.

Диссоциация

Диссоциация – это процесс распада вещества на ионы в растворах или расплавах. Например, диссоциация соляной кислоты - это распад HCl на H + и Cl - .

Свойства кислот и оснований

Кислоты, содержащие водород, в водном растворе выделяют катионы водорода. Основания, содержащие гидроксид-ион, в водном растворе выделяют анион OH - .

Основания, как правило, мыльные на ощупь, кислоты, в большинстве своём, имеют кислый вкус.

При реакции основания со многими катионами формируется осадок. При реакции кислоты с анионами, как правило, выделяется газ.

Сильные и слабые кислоты и основания

Сильные кислоты

Такие кислоты, которые полностью диссоциируют в воде, производя катионы водорода H + и анионы. Пример сильной кислоты - соляная кислота HCl:

Примеры сильных кислот: HCl, HBr, HF, HNO₃, H₂SO₄, HClO₄

Список сильных кислот

HCl - соляная кислота
HBr - бромоводород
HI - йодоводород
HNO₃ - азотная кислота
HClO₄ - хлорная кислота
H₂SO₄ - серная кислота

Слабые кислоты

Растворяются в воде только частично, например, HF:

HF_(р-р) + H2O_(ж) → H3O + _(р-р) + F - _(р-р) - в такой реакции более 90% кислоты не диссоциирует:
[H₃O + ]=[F - ] Сильные основания

Сильные основания полностью диссоциируют в воде:

К сильным основаниям относятся гидроксиды металлов первой (алкалины, щелочные металы) и второй (алкалинотеррены, щёлочноземельные металлы) группы.

Список сильных оснований

NaOH гидроксид натрия (едкий натр)
KOH гидроксид калия (едкое кали)
LiOH гидроксид лития
Ba(OH)₂ гидроксид бария
Ca(OH)₂ гидроксид кальция (гашеная известь)

Слабые основания

В обратимой реакции в присутствии воды образует ионы OH - :

Большинство слабых оснований - это анионы:

Список слабых оснований

Mg(OH)₂ гидроксид магния
Fe(OH)₂ гидроксид железа (II)
Zn(OH)₂ гидроксид цинка
NH₄OH гидроксид аммония
Fe(OH)₃ гидроксид железа (III)

Реакции кислот и оснований

Сильная кислота и сильное основание

Такая реакция называется нейтрализацией: при количестве реагентов достаточном для полной диссоциации кислоты и основания, результирующий раствор будет нейтральным.

Слабое основание и слабая кислота

Сильное основание и слабая кислота

Основание полностью диссоциирует, кислота диссоциирует частично, результирующий раствор имеет слабые свойства основания:

Сильная кислота и слабое основание

Кислота полностью диссоциирует, основание диссоциирует не полностью:

Диссоциация воды

Диссоциация - это распад вещества на составляющие молекулы. Свойства кислоты или основания зависят от равновесия, которое присутствует в воде:

H₂O + H₂O ↔ H₃O + _(р-р) + OH - _(р-р)
K_c = [H₃O + ][OH - ]/[H₂O] 2
Константа равновесия воды при t=25°: K_c = 1.83⋅10 -6 , также имеет место следующее равенство: [H₃O + ][OH - ] = 10 -14 , что называется константой диссоциации воды. Для чистой воды [H₃O + ] = [OH - ] = 10 -7 , откуда -lg[H₃O] = 7.0.

Данная величина (-lg[h₃O]) называется pH - потенциал водорода. Если pH 7, то вещество имеет основные свойства.

Способы определения pH

Инструментальный метод

Специальный прибор pH-метр - устройство, трансформирующее концентрацию протонов в растворе в электрический сигнал.

Индикаторы

Вещество, которое изменяет цвет в некотором интервале значений pH в зависимости от кислотности раствора, используя несколько индикаторов можно добиться достаточно точного результата.

Соль - это ионное соединение образованное катионом отличным от H + и анионом отличным от O 2- . В слабом водном растворе соли полностью диссоциируют.

Что бы определить кислотно-щелочные свойства раствора соли, необходимо определить, какие ионы присутствуют в растворе и рассмотреть их свойства: нейтральные ионы, образованные из сильных кислот и оснований не влияют на pH: не отдают ионы ни H + , ни OH - в воде. Например, Cl - , NO - ₃, SO 2- ₄, Li + , Na + , K + .

Анионы, образованные из слабых кислот, проявляют щелочные свойства (F - , CH₃COO - , CO 2- ₃), катионов с щелочными свойствами не существует.

Все катионы кроме металлов первой и второй группы имеют кислотные свойства.

Буфферный раствор

Растворы, которые сохраняют уровень pH при добавлении небольшого количества сильной кислоты или сильного основания, в основном состоят из:

Смесь слабой кислоты, соответствующей соли и слабого основания
Слабое основание, соответствующая соль и сильная кислота

Для подготовки буфферного раствора определённой кислотности необходимо смешать слабую кислоту или основание с соответствующей солью, при этом необходимо учесть:

Разница между сильными и слабыми основаниями - Разница Между

Содержание:

Главное отличие - сильные против слабых основ

Основание - это любое соединение, которое может нейтрализовать кислоту. Следовательно, основание должно иметь гидроксильную группу (-ОН), которая может высвобождаться в виде гидроксильного иона. Поскольку кислоты способны высвобождать протоны (ионы H +), эти протоны могут быть нейтрализованы гидроксильными ионами, высвобождаемыми основанием. Основания можно разделить на два основных типа: сильные основания и слабые основания. Сильные основания очень реактивны и едкие. Но слабые основания не так уж реактивны. Существует ряд сильных оснований и слабых оснований, которые очень полезны в лабораторных и промышленных применениях. Основное различие между сильной и слабой основой состоит в том, что сильные основания могут полностью диссоциировать, чтобы дать все доступные гидроксильные ионы в систему, тогда как слабые основания частично диссоциируют, чтобы дать некоторые из гидроксильных ионов, которые она имеет.

Ключевые области покрыты

1. Что такое сильная база
- определение, свойства, реакции с примерами
2. Что такое слабая база
- определение, свойства, реакции с примерами
3. В чем разница между сильными и слабыми основаниями
- Сравнение основных различий

Ключевые слова: кислоты, диссоциация, константа диссоциации, гидроксильный ион, сильные основания, слабые основания

Что такое сильная база

Сильное основание - это соединение, которое может полностью диссоциировать на катион и гидроксильный ион в водном растворе. Гидроксиды металлов группы 1 и группы 2 обычно считаются сильными основаниями, поскольку они состоят из катионов, которые очень малы по сравнению с гидроксильными ионами. Следовательно, они имеют сильную ионную связь. В водном растворе эти два иона могут быть полностью разделены, обеспечивая систему гидроксильными ионами.

Некоторые основания не полностью растворены в воде; например, гидроксид кальция. Но он также считается сильным основанием, потому что он может полностью распасться на ионы. PH раствора дает нам представление о типе присутствующего там основания. Если значение pH очень близко к 14, то этот раствор является сильно основным. Высокое значение pH означает очень низкую концентрацию H + ионов.

Рисунок 1: NaOH является сильным основанием и вызывает коррозию из-за высокой реакционной способности.

Молекулярная формула основания будет определять количество гидроксильных ионов, высвобождаемых этим основанием. Сильное основание, имеющее одну гидроксильную группу на одну молекулу, высвобождает один моль гидроксильных ионов на один моль основания. Пример: NaOH является сильной основой. Он выделяет один гидроксильный ион на одну молекулу NaOH.

Что такое слабая база

Слабое основание - это соединение, которое частично диссоциирует на гидроксильный ион, а катион создает равновесное состояние. Это называется слабым основанием, поскольку оно не может полностью диссоциировать на свой катион и гидроксильный анион. РН раствора можно использовать для приблизительной идентификации присутствия слабого основания. Значения рН выше 7 считаются слабыми основаниями.

Рисунок 2: Гидроксид аммония является слабым основанием.

Слабые основания могут создавать равновесие в водном растворе; поскольку основание частично диссоциирует на ионы, оставшиеся молекулы основания и диссоциированные ионы находятся в равновесии. При данной температуре диссоциация слабого основания дает такое же соотношение между ионами и оставшимся основанием. Эта постоянная величина называется константой равновесия, Kb. Для слабых оснований значение КБ очень низкое. Другими словами, если значение pKb очень высоко, оно имеет характеристики слабого основания. Но если значение pKb очень низкое, его можно отнести к категории сильных оснований, а не слабых оснований.

Разница между сильными и слабыми основаниями

Определение

Сильные основания: Сильное основание - это соединение, которое может полностью диссоциировать на катион и гидроксильный ион в водном растворе.

Слабые базы: Слабое основание - это соединение, которое частично диссоциирует на гидроксильный ион и катион, создавая условия равновесия.

диссоциация

Сильные основания: Сильные основания диссоциируют на ионы почти на 100%.

Слабые базы: Слабые основания частично диссоциируют на ионы.

Сильные основания: Значение pH ближе к 14 указывает на сильное основание.

Слабые базы: Значение pH ближе к 7, но выше 7 указывает на слабое основание.

Реактивность

Сильные основания: Сильные основания очень реактивны.

Слабые базы: Слабые основания менее реактивны по сравнению с сильными основаниями.

Сильные основания: Значение pKb для сильных оснований почти равно нулю или очень низкое значение.

Слабые базы: Значение pKb для слабых оснований очень высоко.

Заключение

Сильные основания и слабые основания являются основными соединениями, которые могут высвобождать гидроксильные ионы (ОН – ) в водный раствор. Хотя оба они являются базовыми, между ними есть несколько отличий. Основное различие между сильным основанием и слабым основанием состоит в том, что сильные основания могут полностью диссоциировать, чтобы дать системе все доступные гидроксильные ионы, в то время как слабые основания частично диссоциируют, давая некоторые из их гидроксильных ионов.

Номенклатура оснований

KOH — гидроксид калия
Ca(OH)₂ — гидроксид кальция
Fe(OH)₂ — гидроксид железа (II)
Fe(OH)₃ — гидроксид железа (III)

Существует также основание NH₄OH (гидроксид аммония), где гидроксогруппа связана не с металлом, а катионом аммония NH₄ + .

Классификация оснований

Основания можно классифицировать по следующим признакам:

По растворимости основания делят на растворимые — щёлочи (NaOH, KOH) и нерастворимые основания (Ca(OH)₂, Al(OH)₃).
По кислотности (количеству гидроксогрупп) основания делят на однокислотные (KOH, LiOH) и многокислотные (Mg(OH₂), Al(OH)₃).
По химическим свойствам их делят на оснóвные (Ca(OH)₂, NaOH) и амфотерные, то есть проявляющие как основные свойства, так и кислотные (Al(OH)₃, Zn(OH)₂).
По силе (по степени диссоциации) различают:
а) сильные (α = 100 %) – все растворимые основания NaOH, LiOH, Ba(OH)₂, малорастворимый Ca(OH)₂.
б) слабые (α — .

Читайте также: