Взаимодействие с кислотными оксидами.
Основания реагируют с кислотными оксидами.
Особенно эта реакция характерна для щелочей и гидроксидов кальция, магния, бария. В таких реакциях возможно также получение кислых солей, как и при взаимодействии с кислотами: - гидрокарбонат кальция, - гидросульфит натрия. Кислые соли также могут далее реагировать с основами с получением нормальных солей: 4.3 Амфотерные гидроксиды, взаимодействие с гидроксидами щелочных металлов. Существуют гидроксиды, способные вступать во взаимодействие и образовывать соли не только с кислотами, но и с основаниями.
К таким гидроксидам принадлежит гидроксид цинка. При взаимо¬действии его, например, с соляной кислотой получается хлорид цинка Zn(ОН)2 + 2НСl = ZnС12 + 2Н2О а при взаимодействии с гидроксидом натрия – цинкат натрия; Zn(ОН)2 + 2NаОН = Nа2ZпО2 + 2Н2О Такие же свойства проявляет и гидроксид алюминия: В результате реакции получится гексагидроксоалюминат калия К3[Аl(ОН)]6. в расплаве эта реакция будет проходить с немного другими продуктами: В результате получатся соли – метаалюминаты, в нашем случае это будет метаалюминат калия.
Гидроксиды, обладающие этим свойством, называются амфотерными гидроксидам, или амфотерными электролитами. К таким гидроксидам кроме гидроксида цинка относятся гидроксиды алюминия, хрома и некоторые другие. Явление амфотерности объясняется тем, что в молекулах амфотерных электролитов прочность связи между металлом и кислородом незначительно отличается от прочности связи между кислородом и водородом. Диссоциация таких молекул возможна, следовательно, по местам разрыва обеих этих связей.
Если обозначить амфо¬терный электролит формулой RОН, то его диссоциацию можно выразить схемой: Таким образом, в растворе амфотерного электролита существует сложное равновесие, в котором участвуют продукты диссоциации как по типу кислоты, так и по типу основания. Явление амфотерности наблюдается также среди многих органических веществ. Важную роль оно играет в биохимии, например, белки имеют амфотерные свойства. 4.4 Термическое разложение нерастворимых в воде оснований.
Многие нерастворимые в воде основания разлагаются при нагревании. Продуктами разложения будут оксиды соответствующих металлов и вода. Температура нагревания зависит от металла, который входит в состав основания и колеблется от 200°С и выше. Запишем реакции разложения для гидроксидов цинка, меди, алюминия: Продукты приведенных реакций вода и оксиды металлов: , и . 4.5 Взаимодействие с солями металлов. Эта реакция характерна для щелочей.
Гидроксиды калия. натрия. Лития взаимодействуют с солями металлов, в результате в осадок выпадают нерастворимые гидроксиды данных металлов: С помощью этих реакций получают нерастворимые в воде гидроксиды многих металлов, которые затем используют в химическом синтезе, медицине и т. д. Глава 5. Использование оснований в химии и промышленности. Основания широко используются как в лаборатории химии, так и в химической промышленности, находят они свое применение и в быту. Рассмотрим применение наиболее широко используемых оснований.
В химической лаборатории и в промышленности гидроксид натрия один из наиболее ходовых реактивов. Гидроксид натрия, . Используется для получения различных натриевых солей: сульфата, нитрата, нитрита, хромата, силикатов, или растворимого стекла, Флорида, солей органических кислот. Применяется при изготовлении целлюлозы из древесины при сульфатной варке, искусственных волокон, мыла и моющих средств, смачивателей и эмульгаторов, красителей, оксида алюминия из бокситов, фенолов.
Входит в состав электролитов для воронения стали, оксидирования металлов, особенно алюминия, для проведения электролитических процессов в технологии олова и цинка. Гидроксид калия, . Служит исходным веществом для получения многих солей калия, жидких мыл и некоторых красителей. Используется как электролит, вместе с гидроксидом лития, в никель – кадмиевых аккумуляторах, в виде спиртового раствора для производства ксантогенатов – полупродуктов в производстве флотоагентов.
Гидроксид аммония, . Его производство в мире составляет около 10 – 12 млн. тонн. Используют его как удобрение, при производстве животных кормов для повишения их пищевой ценности и как консервант, при производстве соды, красителей, в электролитическом производстве соединений марганца, в лабораторной практике. Гидроксид кальция, . Гидроксид кальция (гашеная известь) применяется в производстве строительных материалов, из него изготовляют известковый строительный раствор.
Из него изготовляют хлорную известь ( смесь ) и другие соединения кальция, известковые удобрения, защитные средства для растений. При помощи гидроксида кальция смягчают воду, дубят кожи, нейтрализуют сточные воды, выделяют соли органических кислот из растительных соков. Гидроксид лития, . Применяется для наполнения щелочных аккумуляторов, что увеличивает их строк действия, используется для изготовления эмалей и стекол. Гидроксид магния, . Применяют в строительной промышленности, как компонент огнеупорных конструкционных материалов, для изготовления керамической химической посуды.
Используется в медицине как мягкое нейтрализующее средство (при повышенной кислотности желудочного сока). Области применения других, менее распространенных гидроксидов указаны в таблице 3 Таблица 3. Области применения гидроксидов металлов. № Название гидроксида Химическая формула Применение 1. Гидроксид меди Используется в качестве пигмента для стекла, эмалей и глазурей, протравы при крашении тканей, как фунгицид.
Стабилизатор нейлона, для приготовления реактива Швейцера. 2. Гидроксид цинка Наполнитель резин, компонент красок, в ветеринарии как компонент мазей. 3. Гидроксид кобальта Используют для получения катализаторов, пигментов, . 4. Гидроксид кадмия Применяют для получения соединений кадмия, как аналитический реагент, для изготовления активной массы в кадмиевых источниках тока. 5. Гидроксид алюминия Применяют для получения соединений алюминия, как антипирен в лакокрасочных материалов и пластмасс, компонент зубных паст, обволакивающее и адсорбирующее средство в медицине. 6. Гидроксид бериллия Используют для получения огнеупорной керамики. тиглей, компонент стекол, хорошо пропускающих УФ-лучи. 7. Гидроксид олова Для травления тканей, особенно шелка. 8. Гидроксид свинца Для травления тканей, для изготовления стекла, наполнитель аккумуляторов. 9. Гидроксид висмута Применяют при изготовлении эмалей и керамики, хрусталя и спец. стекол, для изготовления ультразвуковых материалов 10. Гидроксид хрома Используют в аналитической хими. 11. Гидроксид марганца Используют для получения соединений марганца. 12. Гидроксид железа Основа для изготовления металлического железа, красящих пигментов