Классификация и физические свойства оснований

В чистом виде все основания являются мылкими на ощупь, твердыми веществами немолекулярной структуры, и их состав обычно выражается с помощью формульных единиц, которые показывают, сколько гидроксильных ионов ОН^¯ приходится в кристаллической решетке вещества на один ион металла. Следовательно, состав оснований можно записать общей формулой Meⁿ⁺(OH^¯)_n, где n – число ионов ОН^¯ и в то же время величина степени окисления металла.

Основания, для которых n = 1, называются однокислотными (Na⁺¹OH, K⁺¹OH, Li⁺¹OH), а основания, для которых n > 1, называются многокислотными (Ca²⁺(OH)₂, Cu²⁺(OH)₂, Fe³⁺(OH)₃).

К основаниям относится также гидрат аммиака NH₃∙H₂O, образующийся при растворении NH₃ в воде (в учебной литературе часто встречается его устаревшее название и формула: гидроксид аммония NH₄OH).

По отношению к воде основания делятся на 2 группы: растворимые и нерастворимые. Растворимые основания называются иначе щелочами. Они образованы, в основном, щелочными и щелочноземельными металлами (NaOH, KOH, Ca(OH)₂, Ba(OH)₂). Щелочью является и гидрат аммиака NH₃ ∙ H₂O.

Основания являются электролитами, и в процессе растворения распадаются на образующие их ионы.

В связи с этим, c точки зрения теории электролитической диссоциации, можно дать и такое определение оснований.

Основания – это электролиты, которые при диссоциации в качестве отрицательно заряженных ионов образуют только гидроксильные ионы ОН^¯.

Как электролиты, основания делятся на 2 группы: сильные и слабые.

Сильными электролитами являются все щелочи (кроме NH₃∙H₂O).

В водном растворе они существуют в виде ионов Meⁿ⁺ и ОН^¯. Уравнение электролитической диссоциации для них записывается следующим образом:

KOH → K⁺ + ОН^¯

Ba(OH)₂ → Ba²⁺ + 2ОН^¯

Нерастворимые основания являются слабыми электролитами и в водном растворе диссоциируют незначительно и обратимо:

Fe(OH)₂ FeOH⁺ + OH^¯

FeOH⁺ Fe²⁺ + OH^¯

Многокислотные основания при этом диссоциируют ступенчато, причем на каждой последующей стадии диссоциация протекает намного хуже, чем на предыдущей.

Для гидрата аммиака уравнение электролитической диссоциации выглядит следующим образом:

NH₃∙H₂O NH₄⁺ + ОH^¯

В растворах щелочей концентрация гидроксильных ионов достаточно высока, и поэтому эти растворы изменяют окраску кислотно-основных индикаторов. Так, индикатор лакмус в растворах щелочей окрашивается в синий цвет, фенолфталеин – в малиновый, а метиловый оранжевый – в желтый.

Растворы щелочей при попадании на кожу вызывают химические ожоги, разъедают текстильные ткани.

Различают еще амфотерные основания (образованные теми же ионами металлов, что и амфотерные оксиды: Al(OH)₃, Be(OH)₂, Zn(OH)₂ и т.д.), которые при диссоциации образуют одновременно и катионы Н⁺, и анионы ОН^¯.

В этих соединениях прочность химических связей О–Н и Ме–О примерно одинакова, поэтому они могут диссоциировать как с образованием ионов Н⁺ (по типу кислоты):

H₂ZnO₂ H⁺ + HZnO₂⁻,

так и с образованием гидроксильных ионов ОН¯(по типу основания):

Zn(OH)₂ OH⁻ + ZnOH⁺.

Амфотерные гидроксиды нерастворимы в Н₂О и являются слабыми электролитами.