قد يتفاعل البوتاسيوم أو الصوديوم أو الليثيوم مع الماء. في هذه الحالة، يتم العثور على المركبات المرتبطة بالهيدروكسيدات في منتجات التفاعل. يتم تحديد خصائص هذه المواد، وخصائص حدوث العمليات الكيميائية التي تشارك فيها القواعد، من خلال وجود مجموعة الهيدروكسيل في جزيئاتها. وهكذا، في تفاعلات التفكك الإلكتروليتي، تنقسم القواعد إلى أيونات فلزية وأنيونات OH. سننظر في كيفية تفاعل القواعد مع الأكاسيد والأحماض والأملاح غير المعدنية في مقالتنا.
لتسمية القاعدة بشكل صحيح، تحتاج إلى إضافة كلمة هيدروكسيد إلى اسم العنصر المعدني. دعونا نعطي أمثلة محددة. تنتمي قاعدة الألومنيوم إلى هيدروكسيدات مذبذبة، والتي سننظر في خصائصها في المقالة. يمكن تحديد الوجود الإلزامي في الجزيئات الأساسية لمجموعة الهيدروكسيل المرتبطة بكاتيون معدني بواسطة نوع الرابطة الأيونية باستخدام مؤشرات، على سبيل المثال، الفينول فثالين. في بيئة مائية، يتم تحديد فائض OH - الأيونات من خلال التغير في لون محلول المؤشر: يصبح الفينول فثالين عديم اللون قرمزيًا. إذا أظهر المعدن تكافؤات متعددة، فإنه يمكن أن يشكل قواعد متعددة. على سبيل المثال، الحديد له قاعدتان يساوي فيهما 2 أو 3. المركب الأول يتميز بخصائص الثاني - المذبذب. لذلك، تختلف خصائص الهيدروكسيدات الأعلى عن المركبات التي يكون فيها المعدن ذو درجة تكافؤ أقل.
القواعد هي مواد صلبة مقاومة للحرارة. بالنسبة للماء، فهي مقسمة إلى قابلة للذوبان (قلويات) وغير قابلة للذوبان. تتكون المجموعة الأولى من معادن نشطة كيميائيا - عناصر المجموعتين الأولى والثانية. تتكون المواد غير القابلة للذوبان في الماء من ذرات معادن أخرى يكون نشاطها أقل من نشاط الصوديوم أو البوتاسيوم أو الكالسيوم. ومن أمثلة هذه المركبات قواعد الحديد أو النحاس. تعتمد خصائص الهيدروكسيدات على مجموعة المواد التي تنتمي إليها. وبالتالي فإن القلويات مستقرة حراريا ولا تتحلل عند تسخينها، في حين أن القواعد غير القابلة للذوبان في الماء يتم تدميرها تحت تأثير درجة الحرارة المرتفعة، وتشكل الأكسيد والماء. على سبيل المثال، تتحلل قاعدة النحاس على النحو التالي:
Cu(OH) 2 = CuO + H2O
التفاعل بين مجموعتين مهمتين من المركبات - الأحماض والقواعد - يسمى في الكيمياء تفاعل التعادل. يمكن تفسير هذا الاسم من خلال حقيقة أن الهيدروكسيدات والأحماض العدوانية كيميائيًا تشكل منتجات محايدة - الأملاح والماء. كونها، في الواقع، عملية تبادل بين مادتين معقدتين، فإن التعادل هو سمة لكل من القلويات والقواعد غير القابلة للذوبان في الماء. دعونا نعطي معادلة تفاعل التعادل بين البوتاسيوم الكاوي وحمض الكلوريد:
كوه + حمض الهيدروكلوريك = بوكل + H2O
من الخصائص المهمة للقواعد المعدنية القلوية قدرتها على التفاعل مع الأكاسيد الحمضية، مما يؤدي إلى تكوين الملح والماء. على سبيل المثال، عن طريق تمرير ثاني أكسيد الكربون عبر هيدروكسيد الصوديوم، يمكنك الحصول على كربوناته وماءه:
2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O
تشمل تفاعلات التبادل الأيوني التفاعل بين القلويات والأملاح، والذي يحدث مع تكوين هيدروكسيدات أو أملاح غير قابلة للذوبان. وبالتالي، من خلال صب المحلول قطرة قطرة في محلول كبريتات النحاس، يمكنك الحصول على راسب أزرق يشبه الهلام. هذه قاعدة نحاسية غير قابلة للذوبان في الماء:
CuSO 4 + 2NaOH = Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4
تختلف الخواص الكيميائية للهيدروكسيدات غير القابلة للذوبان في الماء عن القلويات من حيث أنها تفقد الماء عند تسخينها قليلاً - فهي تجفف وتتحول إلى شكل الأكسيد الأساسي المقابل.
إذا كان العنصر أو يمكن أن يتفاعل مع كل من الأحماض والقلويات، فإنه يسمى مذبذبا. وتشمل هذه، على سبيل المثال، الزنك والألومنيوم وقواعدها. تتيح خصائص الهيدروكسيدات المذبذبة كتابة صيغها الجزيئية في شكل مجموعة هيدروكسيد وفي شكل أحماض. دعونا نقدم عدة معادلات لتفاعلات قاعدة الألومنيوم مع حمض الكلوريد وهيدروكسيد الصوديوم. وهي توضح الخصائص الخاصة للهيدروكسيدات، وهي مركبات مذبذبة. التفاعل الثاني يحدث مع تحلل القلويات:
2Al(OH) 3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O
Al(OH) 3 + NaOH = NaAlO 2 + 2H 2 O
وستكون منتجات العمليات عبارة عن ماء وأملاح: كلوريد الألومنيوم وألومينات الصوديوم. جميع القواعد المذبذبة غير قابلة للذوبان في الماء. ويتم استخلاصها نتيجة تفاعل الأملاح والقلويات المناسبة.
في الصناعات التي تتطلب كميات كبيرة من القلويات، يتم الحصول عليها عن طريق التحليل الكهربائي للأملاح التي تحتوي على كاتيونات المعادن النشطة من المجموعتين الأولى والثانية من الجدول الدوري. المادة الخام لاستخراج، على سبيل المثال، هيدروكسيد الصوديوم هي محلول ملح الطعام. معادلة التفاعل ستكون:
2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2 + Cl2
يتم الحصول على قواعد المعادن منخفضة النشاط في المختبر عن طريق تفاعل القلويات مع أملاحها. التفاعل هو نوع من التبادل الأيوني وينتهي بترسيب القاعدة. إحدى الطرق البسيطة لإنتاج القلويات هي تفاعل الاستبدال بين المعدن النشط والماء. ويصاحبه تسخين الخليط المتفاعل وهو من النوع الطارد للحرارة.
تستخدم خصائص الهيدروكسيدات في الصناعة. تلعب القلويات دورًا خاصًا هنا. يتم استخدامها كمنقيات للكيروسين والبنزين، لصنع الصابون، ومعالجة الجلود الطبيعية، وكذلك في تقنيات إنتاج الحرير الاصطناعي والورق.
نظرًا لأن أكاسيد الفلز d غير قابلة للذوبان في الماء، يتم الحصول على هيدروكسيداتها بشكل غير مباشر باستخدام تفاعلات التبادل بين أملاحها والمحاليل القلوية:
ZnCl 2 + 2NaOH = Zn(OH) 2 + 2NaCl؛
MnCl 2 + 2NaOH = Mn(OH) 2 + 2NaCl (في غياب الأكسجين)؛
FeSO 4 + 2KOH = Fe(OH) 2 + K 2 SO 4 (في غياب الأكسجين).
تعتبر هيدروكسيدات العناصر d في حالات الأكسدة المنخفضة بمثابة قواعد ضعيفة؛ وهي غير قابلة للذوبان في الماء، ولكنها تذوب جيدًا في الأحماض:
Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + H2O
Cu(OH) 2 + H2SO4 = CuSO4 + H2O
تذوب هيدروكسيدات العناصر d في حالات الأكسدة المتوسطة وهيدروكسيد الزنك ليس فقط في الأحماض، ولكن أيضًا في المحاليل القلوية الزائدة مع تكوين مجمعات هيدروكسيد (أي أنها تظهر خواص مذبذبة)، على سبيل المثال:
Zn(OH) 2 + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + 2H 2 O؛
Zn(OH) 2 + 2NaOH = Na 2؛
الكروم (OH) 3 + 3HNO 3 = الكروم (NO 3) 3 + 3H2O؛
الكروم (OH) 3 + 3KOH = K 3.
في حالات الأكسدة العالية، تشكل المعادن الانتقالية هيدروكسيدات، والتي تظهر خصائص حمضية أو خصائص مذبذبة مع غلبة الخصائص الحمضية:
مع زيادة درجة أكسدة العنصر، تضعف الخواص الأساسية للأكاسيد والهيدروكسيدات، وتزداد الخواص الحمضية.
لذلك، من اليسار إلى اليمين خلال الدورة، هناك زيادة في الخواص الحمضية لهيدروكسيدات فلز d في حالات الأكسدة الأعلى حتى المجموعة الفرعية Mn، ثم تضعف الخواص الحمضية:
Sc(OH) 3 - TiO 2 xH 2 O - V 2 O 5 xH 2 O - H 2 CrO 4 - HMnO 4
تعزيز الخصائص الحمضية
Fe(OH) 3 - Co(OH) 2 - Cu(OH) 2 - Zn(OH) 2
إضعاف بطيء للخصائص الحمضية
دعونا ننظر في التغيير في خصائص هيدروكسيدات المعادن د في مجموعات فرعية. من الأعلى إلى الأسفل في المجموعة الفرعية، تزداد الخصائص الأساسية لهيدروكسيدات العناصر D في حالات الأكسدة الأعلى، بينما تنخفض الخواص الحمضية. على سبيل المثال، بالنسبة للمجموعة السادسة من المعادن د:
H 2 CrO 4 - حاد - MoO 3 H 2 O - ضعيف - WO 3 H 2 O
يتم تقليل خصائص الحمض
اتصالات العناصر د في حالات الأكسدة المنخفضة تظهر،خاصة، تقليل الخصائص، وخاصة في بيئة قلوية.لذلك، على سبيل المثال، هيدروكسيدات Mn(+2)، Cr(+2)، Fe(+2) غير مستقرة للغاية وتتأكسد بسرعة بواسطة الأكسجين الجوي:
2Mn(OH)2 + O2 + 2H2O = 2Mn(OH)4;
4Cr(OH) 2 + O2 + 2H2O = 4Cr(OH) 3
من أجل تحويل هيدروكسيد الكوبالت (II) أو النيكل (II) إلى Co(OH) 3 أو Ni(OH) 3، من الضروري استخدام عامل مؤكسد أقوى - على سبيل المثال، بيروكسيد الهيدروجين H 2 O 2 في وسط قلوي أو البروم ر2:
2Co(OH) 2 + H2O 2 = 2Co(OH) 3;
2 Ni(OH) 2 + Br2 +2NaOH = 2 Ni(OH) 3 + 2NaBr
تتأكسد مشتقات Ti(III)، V(III)، V(II)، Cr (II) بسهولة في الهواء، ويمكن أكسدة بعض الأملاح حتى مع الماء:
2Ti 2 (SO 4) 3 + O 2 + 2H 2 O = 4TiOSO 4 + 2H 2 SO 4؛
2CrCl 2 + 2H 2 O = 2Cr(OH) Cl 2 + H 2
مركبات العناصر d في حالات الأكسدة الأعلى (من +4 إلى +7)عادة تظهر خصائص الأكسدة.ومع ذلك، فإن مركبات Ti(IV) وV(V) تكون دائمًا مستقرة وبالتالي لها خصائص مؤكسدة ضعيفة نسبيًا:
TiOSO 4 + Zn + H 2 SO 4 = Ti 2 (SO 4) 3 + ZnSO 4 + H 2 O؛
Na 3 VO 4 + Zn + H 2 SO 4 = VOSO 4 + ZnSO 4 + H 2 O
يحدث الاختزال في ظل ظروف قاسية - مع الهيدروجين الذري لحظة إطلاقه (Zn + 2H + = 2H· + Zn 2+).
ومركبات الكروم في حالات الأكسدة العالية تعتبر عوامل مؤكسدة قوية، خاصة في البيئة الحمضية:
K2Cr2O7 + 3SO2 + H2SO4 = Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O؛
2CrO 3 + C 2 H 5 OH = Cr 2 O 3 + CH 3 COH + H 2 O
تظهر مركبات Mn(VI) وMn(VII) وFe(VI) خصائص مؤكسدة أقوى:
2KMnO 4 + 6KI + 4H 2 O = 2MnO 2 + 3I 2 + 8KOH؛
4K 2 FeO 4 + 10H 2 SO 4 = 2Fe 2 (SO 4) 3 + 3O 2 +10H 2 O + 4K 2 SO 4
هكذا، تزداد خصائص الأكسدة لمركبات العناصر D في حالات الأكسدة الأعلى عبر الفترة من اليسار إلى اليمين.
تضعف القدرة التأكسدية لمركبات العناصر d في حالات الأكسدة الأعلى في المجموعة الفرعية من الأعلى إلى الأسفل. على سبيل المثال، في مجموعة الكروم الفرعية: يتفاعل ثنائي كرومات البوتاسيوم K 2 Cr 2 O 7 حتى مع عامل اختزال ضعيف مثل SO 2 . لتقليل أيونات الموليبدات أو التنغستات، يلزم وجود عامل اختزال قوي جدًا، على سبيل المثال، محلول حمض الهيدروكلوريك من كلوريد القصدير (II):
ك 2 كروم 2 يا 7 + SO 2 + ح 2 SO 4 = كروم 2 (SO 4) 3 + ك 2 SO 4 + ح 2 يا
3 (NH 4) 2 MoO 4 + H2Cl 3 + 9HCl = MoO 3 MoO 5 + H 2 SnCl 6 + 4H 2 O + 6NH 4 Cl
ويحدث التفاعل الأخير عند تسخينه، وتنخفض حالة أكسدة العنصر d قليلاً جدًا.
تظهر مركبات المعادن d في حالات الأكسدة المتوسطة ازدواجية الأكسدة والاختزال. على سبيل المثال، يمكن لمركبات الحديد (III)، اعتمادًا على طبيعة المادة الشريكة، أن تظهر خصائص العامل المختزل:
2FeCl3 + Br2 + 16KOH = 2K2FeO4 + 6KBr + 6KCl +8H2O،
والخصائص المؤكسدة:
2FeCl 3 + 2KI = 2FeCl 2 + I 2 + 2KCl.
أو = الهيدروجين + القاعدة (إذا كانت القاعدة غير قابلة للذوبان في الماء)
رد الفعل يحدث فقط إذا
المعدن في سلسلة النشاط حتى الهيدروجين.
قاعدة - مادة معقدة ترتبط فيها كل ذرة معدنية بواحدة أو أكثر من مجموعات الهيدروكسيد.
في حالات الأكسدة +1 و +2 يعرض الخصائص الأساسية ,
املأ الجدول:
معادن المجموعات الفرعية الرئيسية أنا - ثالثا مجموعات
أسئلة المقارنة
أنا مجموعة
ثانيا مجموعة
2. الخصائص الفيزيائية.
ثالثا مجموعة
تفاعل:
أ) بالماء
ب) مع الأحماض
ج) مع أكاسيد الحمض
د) مع أكاسيد مذبذبة
د) مع القلويات
5. صيغة الهيدروكسيد.
6. الخصائص الفيزيائية
تفاعل:
أ) العمل على المؤشرات
ب) مع الأحماض
ج) مع أكاسيد الحمض
د) مع المحاليل الملحية
ه) مع غير المعادن
ه) مع القلويات
ح) الموقف من التدفئة
تتغير خصائص الأكاسيد والهيدروكسيدات في هذه الفترة من الأساسية إلى المذبذبة إلى الحمضية، لأن تزداد حالة الأكسدة الإيجابية للعناصر.
نا 2 يا , ملغ +2 يا , آل 2 يا 3
مذبذب الأساسية
نا +1 يا ن ، ملغ +2 (أو ن ) 2 ، آل +3 (أو ن ) 3
القلويات مذبذب ضعيف
هيدروكسيد القاعدة
في المجموعات الفرعية الرئيسية، تزداد الخصائص الأساسية للأكاسيد والهيدروكسيدات من الأعلى إلى الأسفل .
المركبات المعدنية أنا مجموعات
أكاسيد المعادن القلوية
صيغة عامة مه 2 عن
الخصائص الفيزيائية:مواد صلبة بلورية، شديدة الذوبان في الماء.
Li 2 O، Na 2 O - عديم اللون، K 2 O، Rb 2 O - أصفر، Cs 2 O - برتقالي.
طرق الحصول على:
أكسدة المعدن تنتج أكسيد الليثيوم فقط
4 لي + يا 2 → 2 لي 2 يا
(وفي حالات أخرى، يتم الحصول على البيروكسيدات أو الأكسيد الفائق).
يتم الحصول على جميع الأكاسيد (باستثناء Li 2 O) عن طريق تسخين خليط من البيروكسيد (أو الأكسيد الفائق) مع فائض من المعدن:
نا 2 يا 2 + 2 نا → 2 نا 2 أو
كو 2 + 3 ك → 2 ك 2 أو
الخواص الكيميائية
أكاسيد أساسية نموذجية:
تتفاعل مع الماء لتكوين القلويات: Na 2 O + H 2 O →
2. تتفاعل مع الأحماض مكونة الملح والماء: Na 2 O + H Cl →
3. تتفاعل مع أكاسيد الأحماض مكونة الأملاح: Na 2 O + SO 3 →
4. تتفاعل مع الأكاسيد المذبذبة مكونة الأملاح: Na 2 O + ZnO → Na 2 ZnO 2
هيدروكسيدات المعادن القلوية
الصيغة العامة – ميوه
الخصائص الفيزيائية:مواد بلورية بيضاء، استرطابي، شديدة الذوبان في الماء (مع إطلاق الحرارة). المحاليل صابونية الملمس ولاذعة للغاية.
هيدروكسيد الصوديوم – هيدروكسيد الصوديوم
KOH - البوتاسيوم الكاوي
قواعد قوية - القلويات. تم تحسين الخصائص الرئيسية بالترتيب التالي:
ليوه → هيدروكسيد الصوديوم → كوه → RbOH → CsOH
طرق الحصول على:
1. التحليل الكهربائي لمحاليل الكلوريد:
2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2
2. التفاعلات التبادلية بين الملح والقاعدة:
ك 2 كو 3 + كا(أوه) 2 → كربونات الكالسيوم 3 + 2KOH
3. تفاعل المعادن أو أكاسيدها الأساسية (أو البيروكسيدات والأكاسيد الفائقة) مع الماء:
2 لي + 2 ح 2 أو → 2 ليوه + H2
لي 2 يا + ح 2 يا → 2 ليوه
نا 2 يا 2 + 2 ح 2 يا → 2 هيدروكسيد الصوديوم + H2O2
الخواص الكيميائية
1. تغيير لون المؤشرات:
عباد الشمس - أزرق
الفينول فثالين - إلى التوت
الميثيل البرتقالي - إلى الأصفر
2. يتفاعل مع جميع الأحماض.
هيدروكسيد الصوديوم + حمض الهيدروكلوريك → كلوريد الصوديوم + H2O
3. يتفاعل مع أكاسيد الأحماض.
2NaOH + SO 3 → Na 2 SO 4 + H 2 O
4. تتفاعل مع المحاليل الملحية في حالة تكوين غازات أو رواسب.
2 هيدروكسيد الصوديوم + CuSO 4 → Cu(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4
5. يتفاعل مع بعض اللافلزات (الكبريت، السيليكون، الفسفور)
2 NaOH + Si + H 2 O → Na 2 SiO 3 + 2H 2
6. يتفاعل مع الأكاسيد والهيدروكسيدات المذبذبة
2 NaOH + Zn O + H 2 O → Na 2 [Zn (OH) 4 ]
2 NaOH + Zn (OH) 2 → Na 2 [Zn (OH) 4 ]
7. عند تسخينها، فإنها لا تتحلل، باستثناء LiOH.
ثانيا مجموعات
أكاسيد المعادن ثانيا مجموعات
صيغة عامة ميو
الخصائص الفيزيائية:مواد صلبة بلورية بيضاء اللون، قليلة الذوبان في الماء.
طرق الحصول على:
أكسدة المعادن (ما عدا Ba الذي يشكل البيروكسيد)
2Ca + O 2 → 2CaO
2) التحلل الحراري للنترات أو الكربونات
كربونات الكالسيوم 3 → كربونات الكالسيوم + ثاني أكسيد الكربون 2
2Mg(NO3)2 → 2MgO + 4NO2 + O2
الخواص الكيميائية
BeO – أكسيد مذبذب
أكاسيد Mg، Ca، Sr، Ba - الأكاسيد الأساسية
تتفاعل مع الماء (باستثناء BeO)، وتشكل القلويات (Mg (OH) 2 - قاعدة ضعيفة):
CaO + H2O →
2. تتفاعل مع الأحماض مكونة الملح والماء: CaO + H Cl →
3. تتفاعل مع أكاسيد الأحماض مكونة الأملاح: CaO + SO 3 →
4. يتفاعل BeO مع القلويات: BeO + 2 NaOH + H 2 O → Na 2 [Be (OH) 4 ]
هيدروكسيدات المعادن ثانيا مجموعات
الصيغة العامة – أنا (أوه) 2
الخصائص الفيزيائية:المواد البلورية البيضاء أقل قابلية للذوبان في الماء من هيدروكسيدات الفلزات القلوية. Be(OH)2 – غير قابل للذوبان في الماء.
تم تحسين الخصائص الرئيسية بالترتيب التالي:
كن (يا) 2 → ملغ (هو) 2 → كاليفورنيا (هو) 2 → ريال سعودى (هو) 2 → ب أ (هو) 2
طرق الحصول على:
تفاعلات الفلزات القلوية الترابية أو أكاسيدها مع الماء:
با + 2 ح 2 يا → با (أوه) 2 + ح 2
CaO (الجير الحي) + H 2 O → Ca (OH) 2 (الجير المطفأ)
الخواص الكيميائية
Be(OH) 2 - هيدروكسيد مذبذب
Mg(OH)2 – قاعدة ضعيفة
Ca(OH) 2، Sr (OH) 2، Ba(OH) 2 - قواعد قوية - قلويات.
تغيير لون المؤشرات:
عباد الشمس - أزرق
الفينول فثالين - إلى التوت
الميثيل البرتقالي - إلى الأصفر
2. تتفاعل مع الأحماض مكونة الملح والماء:
Be(OH) 2 + H 2 SO 4 →
3. التفاعل مع أكاسيد الأحماض :
Ca(OH) 2 + SO 3 →
4. تتفاعل مع المحاليل الملحية في حالة تكوين الغاز أو الرواسب:
با(OH) 2 + K 2 SO 4 →
يتفاعل هيدروكسيد البريليوم مع القلويات:
Be(OH) 2 + 2 NaOH → Na 2 [Be(OH) 4 ]
عند تسخينها، فإنها تتحلل: Ca(OH) 2 →
مركبات المعادن من المجموعة الفرعية الرئيسية ثالثا مجموعات
وصلات الألمنيوم
أكسيد الألمونيوم
آل 2 يا 3
يا = آل – يا – آل = يا
الخصائص الفيزيائية:الألومينا، اكسيد الالمونيوم، ملون - روبي (أحمر)، ياقوت (أزرق).
مادة صلبة مقاومة للحرارة (t° pl. = 2050 درجة مئوية)؛ موجود في العديد من التعديلات الكريستالية.
طرق الحصول على:
احتراق مسحوق الألمنيوم: 4 Al + 3 O 2 → 2 Al 2 O 3
تحلل هيدروكسيد الألومنيوم: 2 Al (OH) 3 → Al 2 O 3 + 3 H 2 O
الخواص الكيميائية
آل 2 أو 3 - مذبذب أكسيد مع غلبة الخصائص الأساسية. لا يتفاعل مع الماء.
كأكسيد أساسي: Al 2 O 3 + 6 HCl → 2 AlCl 3 + 3 H 2 O
كأكسيد حمضي: Al 2 O 3 + 2 NaOH + 3 H 2 O → 2 Na [Al (OH) 4 ]
2) مخلوط بقلويات أو كربونات فلز قلوي:
Al 2 O 3 + Na 2 CO 3 → 2 NaAlO 2 (ألومينات الصوديوم) + CO 2
Al 2 O 3 + 2 NaOH → 2 NaAlO 2 + H 2 O
هيدروكسيد الألومنيوم آل ( أوه ) 3
الخصائص الفيزيائية:مادة بلورية بيضاء,
غير قابل للذوبان في الماء.
طرق الحصول على:
1) الترسيب من المحاليل الملحية مع القلويات أو هيدروكسيد الأمونيوم:
AlCl 3 + 3NaOH → Al(OH) 3 + 3NaCl
آل 2 (SO 4) 3 + 6NH 4 OH → 2Al(OH) 3 + 3(NH 4) 2 SO 4
Al 3+ + 3 OH ¯ → Al (OH) 3 (جيلاتيني أبيض)
2) تحمض ضعيف لمحاليل الألومينات:
نا + ثاني أكسيد الكربون 2 → آل(OH) 3 + NaHCO 3
الخواص الكيميائية
آل ( أوه ) 3 - أ هيدروكسيد مفوتيري :
1) يتفاعل مع الأحماض والمحاليل القلوية:
كقاعدة Al (OH) 3 + 3 HCl → AlCl 3 + 3 H 2 O
كحمض Al (OH) 3 + NaOH → Na [Al (OH) 4 ]
(رباعي هيدروكسي ألومينات الصوديوم)
عند تسخينه يتحلل: 2 Al (OH) 3 → Al 2 O 3 + 3 H 2 O
املأ الجدول: الخصائص المقارنة للأكاسيد والهيدروكسيدات
معادن المجموعات الفرعية الرئيسية أنا - ثالثا مجموعات
أسئلة المقارنة
أنا مجموعة
ثانيا مجموعة
حالة الأكسدة لي في الأكسيد.
2. الخصائص الفيزيائية.
ثالثا مجموعة
3. الخواص الكيميائية (قارن).
4. طرق إنتاج الأكاسيد.
تفاعل:
أ) بالماء
ب) مع الأحماض
ج) مع أكاسيد الحمض
د) مع أكاسيد مذبذبة
د) مع القلويات
5. صيغة الهيدروكسيد.
حالة الأكسدة لي في هيدروكسيد.
6. الخصائص الفيزيائية
7. الخواص الكيميائية (قارن).
8. طرق إنتاج الهيدروكسيدات.
تفاعل:
أ) العمل على المؤشرات
ب) مع الأحماض
ج) مع أكاسيد الحمض
د) مع المحاليل الملحية
ه) مع غير المعادن
ه) مع القلويات
ز) مع أكاسيد وهيدروكسيدات مذبذبة
ح) الموقف من التدفئة
تتكون القواعد من ذرات فلز ومجموعة هيدروكسيل (OH-)، ولهذا تسمى هيدروكسيدات.
1. المتعلق ب إلى الماءوتنقسم الأسباب إلى:
2. بالتفاعل مع الآخرينتنقسم الهيدروكسيدات كيميائياً إلى:
عدد من الاستثناءات:
انظر الخواص الكيميائية
أشياء
_________________________________
مجمع بسيط
____/______ ______________/___________
المعادن اللافلزية أكاسيد هيدروكسيدات أملاح
K، Ba S، P P 2 O 5 H 2 SO 4 Cu (NO 3) 2
نا 2 يا با (OH) 2 نا 2 CO 3
دعونا ننظر في التصنيف والخصائص الكيميائية وطرق الحصول على المواد المعقدة.
أكاسيد
الأكسيد مادة معقدة تتكون من عنصرين، أحدهما الأكسجين، وهو في حالة الأكسدة -2.
الاستثناءات هي:
1) مركبات الأكسجين والفلور - الفلوريدات: مثلاً فلوريد الأكسجين OF 2 (حالة أكسدة الأكسجين في هذا المركب +2)
2) البيروكسيدات (مركبات بعض العناصر مع الأكسجين والتي يوجد فيها رابطة بين ذرات الأكسجين)، على سبيل المثال:
بيروكسيد الهيدروجين H2O2 بيروكسيد البوتاسيوم K2O2
أمثلة على الأكاسيد: أكسيد الكالسيوم - CaO، أكسيد الباريوم - BaO. إذا قام العنصر بتكوين عدة أكاسيد، فسيتم الإشارة إلى تكافؤ العنصر في أسمائها بين قوسين، على سبيل المثال: أكسيد الكبريت (IV) - SO 2، أكسيد الكبريت (VI) - SO 3.
يمكن تقسيم جميع الأكاسيد إلى مجموعتين كبيرتين: تكوين الملح (تكوين الملح) وغير تكوين الملح.
تنقسم المواد المكونة للملح إلى ثلاث مجموعات: الأساسية والمذبذبة والحمضية.
يا أكاسيد
_________________/__________________
تشكيل الملح غير تشكيل الملح
أول أكسيد الكربون، N2O، NO
↓ ↓ ↓
حمض الأمفوتريك الأساسي
(هم (يتوافقون مع
تتوافق ، الأحماض)
أسباب)
CaO، Li 2 O ZnO، BeO، PbO P 2 O 5، Mn 2 O 7
الكروم 2 يا 3، آل 2 يا 3
تشكل اللافلزات أكاسيد حمضية، على سبيل المثال: أكسيد النيتروجين (V) - N 2 O 5، أول أكسيد الكربون (IV) - CO 2. المعادن ذات التكافؤ أقل من ثلاثة، كقاعدة عامة، تشكل أكاسيد أساسية، على سبيل المثال: أكسيد الصوديوم - Na 2 O، أكسيد المغنيسيوم - MgO؛ ومع تكافؤ أكثر من أربعة - أكاسيد حمضية، على سبيل المثال، أكسيد المنغنيز (السابع) - Mn 2 O 7، أكسيد التنغستن (VI) - WO 3.
دعونا ننظر في الخواص الكيميائية للأكاسيد الحمضية والقاعدية.
الخواص الكيميائية للأكاسيد
حمض أساسي
التفاعل مع الماء
ناتج التفاعل هو :
حمض قاعدة
(إذا كان في تكوين الأكسيد P 2 O 5 + 3H 2 O à 2H 3 PO 4
يتضمن المعدن النشط SiO 2 + H 2 O ≠
Li، Na، K، Rb، Cs، Fr، Ba، Ca)
CaO + H 2 O à Ca(OH) 2
2. التفاعل مع بعضها البعض وتكوين الأملاح CuO + SO 3 إلى CuSO 4
3. التفاعل مع هيدروكسيدات:
مع الأحماض القابلة للذوبان، مع القواعد القابلة للذوبان
ونتيجة للتفاعل يتكون الملح والماء
CuO + H 2 SO 4 àCuSO 4 + H 2 O CO 2 +Ca(OH) 2 àCaCO 3 + H 2 O
أكاسيد أقل تقلبًا
يستبدل تلك الأكثر تقلبًا
من أملاحهم:
K 2 CO 3 + SiO 2 إلى K 2 SiO 3 + CO 2
تشمل الأكاسيد المذبذبة: أكاسيد فلزية ذات تكافؤ ثلاثة، على سبيل المثال: أكسيد الألومنيوم - Al 2 O 3، وأكسيد الكروم (III) - Cr 2 O 3، وأكسيد الحديد (III) - Fe 2 O 3، بالإضافة إلى القليل منها. الاستثناءات التي يكون فيها المعدن ثنائي التكافؤ، على سبيل المثال: أكسيد البريليوم BeO، أكسيد الزنك ZnO، أكسيد الرصاص (II) - PbO. .
للأكاسيد المذبذبة طبيعة مزدوجة: فهي قادرة في نفس الوقت على التفاعلات التي تدخل فيها كأكاسيد قاعدية وأكاسيد حمضية.
دعونا نثبت الطبيعة المذبذبة لأكسيد الألومنيوم. دعونا نقدم معادلات تفاعلات التفاعل مع حمض الهيدروكلوريك والقلويات (في محلول مائي وعند تسخينها). عندما يتفاعل أكسيد الألومنيوم وحمض الهيدروكلوريك، يتكون الملح - كلوريد الألومنيوم. في هذه الحالة، يعمل أكسيد الألومنيوم كأكسيد رئيسي.
Al 2 O 3 + 6HCl à2AlCl 3 + 3H 2 O
الرئيسية
في المحلول المائي يتكون ملح معقد
رباعي هيدروكسي ألومينات الصوديوم:
Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 Oà 2Na رباعي هيدروكسوالومينات الصوديوم
مثل الحمضية
عند دمجها مع القلويات، يتم تشكيل ميتا ألومينات.
دعونا نتخيل جزيء هيدروكسيد الألومنيوم Al(OH)3 على شكل حمض، أي. في المقام الأول نكتب جميع ذرات الهيدروجين، وفي الثانية بقايا الحمض:
H 3 AlO 3 - حمض الألومنيوم
بالنسبة للمعادن ثلاثية التكافؤ، اطرح 1 H 2 O من الصيغة الحمضية، لتحصل على حمض ميتا الألومنيوم:
- ح2س
HAlO 2 - حمض ميتا الألومنيوم
انصهار
Al 2 O 3 +2 NaOHà 2NaAlO 2 + H 2 O ميتالومنيت الصوديوم
مثل الحمضية
طرق الحصول على الأكاسيد:
1. تفاعل المواد البسيطة مع الأكسجين:
4Al + 3O 2 إلى 2Al 2 O 3
2. احتراق أو تحميص المواد المعقدة:
CH 4 + 2O 2 إلى CO 2 + 2H 2 O
2ZnS + 3O 2 إلى 2SO 2 + 2ZnO
3. التحلل عند تسخين هيدروكسيدات غير قابلة للذوبان:
Cu(OH) 2 إلى CuO + H 2 O H 2 SiO 3 إلى SiO 2 + H 2 O
4. التحلل عند تسخين الأملاح المتوسطة والحمضية:
CaCO 3 إلى CaO + CO 2
2KHCO 3 àK 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O
4AgNO 3 à4Ag + 4NO 2 + O 2
هيدروكسيدات
تنقسم الهيدروكسيدات إلى ثلاث مجموعات: القواعد والأحماض وهيدروكسيدات مذبذبة (تظهر خصائص كل من القواعد والأحماض).
BASE عبارة عن مادة معقدة تتكون من ذرات فلز وواحدة أو أكثر من مجموعات الهيدروكسيل
(- هو).
على سبيل المثال: هيدروكسيد الصوديوم - NaOH، هيدروكسيد الباريوم Ba(OH) 2. عدد مجموعات الهيدروكسيل في الجزيء الأساسي يساوي تكافؤ المعدن.
الحمض هو مادة معقدة تتكون من ذرات هيدروجين يمكن استبدالها بذرات معدنية وبقايا حمضية.
على سبيل المثال: حمض الكبريتيك - H 2 SO 4، حمض الفوسفوريك - H 3 PO 4.
يتم تحديد تكافؤ بقايا الحمض بعدد ذرات الهيدروجين. في المركبات الكيميائية، يتم الاحتفاظ بتكافؤ بقايا الحمض (انظر الجدول 1).
الجدول 1 صيغ بعض الأحماض و
بقايا الحمض
| اسم حمض | معادلة | بقايا حمض | تكافؤ بقايا الحمض | اسم الملح الذي يتكون من هذا الحمض |
| فلوري | التردد العالي | F | أنا | فلوريد |
| سوليانايا | حمض الهيدروكلوريك | Cl | أنا | كلوريد |
| الهيدروبروميك | هارفارد ب | ر | أنا | البروميد |
| مائي | أهلاً | أنا | أنا | يوديد |
| نتروجين | حمض الهيدروكلوريك3 | رقم 3 | أنا | نترات |
| نيتروجينية | حمض الهيدروكلوريك2 | رقم 2 | أنا | النتريت |
| خل | CH 3 كوه | CH 3 مدير العمليات | أنا | خلات |
| الكبريتيك | H2SO4 | SO 4 | ثانيا | كبريتات |
| كبريتي | H2SO3 | SO 3 | ثانيا | كبريتيت |
| كبريتيد الهيدروجين | كبريتيد الهيدروجين | س | ثانيا | كبريتيد |
| فحم | H2CO3 | ثاني أكسيد الكربون | ثانيا | كربونات |
| فلينت | H2SiO3 | SiO3 | ثانيا | سيليكات |
| الفوسفور | H3PO4 | ص 4 | ثالثا | فوسفات |
بناءً على قابليتها للذوبان في الماء، تنقسم الهيدروكسيدات إلى مجموعتين: قابلة للذوبان (على سبيل المثال، KOH، H 2 SO 4) وغير قابلة للذوبان (H 2 SiO 3، Cu(OH) 2). تسمى القواعد التي تذوب في الماء القلويات.
