Краткая характеристика гидроксидов

Гидроксиды — сложные вещества, образованные атомами грех химических элементов, два из которых кислород и водород.

Гидроксиды подразделяют на три группы.

1. Гидроксиды, способные взаимодействовать и с кислотами, и с щелочами, потому что могут частично диссоциировать и как кислоты, и как основания, называются амфотерными гидроксидами.

Амфотерные гидроксиды проявляют свойства как кислот (реагируют с щелочами), так и оснований (взаимодействуют с кислотами), в чем и состоит их амфотерность.

Они нерастворимы в воде и являются слабыми электролитами. Наиболее важными амфотерными гидроксидами являются: Zn (OH)₂ (как основание) H₂Zn0₂ (как кислота, цинкаты);

РЬ (ОН)₂ =5=": Н₂РЬР₂ (плюмбиты); А1(ОН)₃ НАЮ₂

• (метаалюминаты); Сг (ОН)₃ ** НСЮ₂ (метахромиты); [Sn (OH)₄| H₂Sn0₃ (станнаты); [Pb (OH)₄ :s=t Н₂РЬР₃
• (плюмбаты) и др. (см. приложение 2).

В строительстве их применяют при водоочистке (гидроксид алюминия), так как они — хорошие адсорбенты.

2. Кислоты — сложная группа веществ.

Кислоты — вещества, состоящие из атомов водорода и кислотного остатка, диссоциирующие на катионы водорода и анионы кислотного остатка.

Упрощенно электролитическую диссоциацию кислот можно изобразить схемой:

По способности кислот к диссоциации их подразделяют на слабые, сильные и кислоты средней силы*.

К слабым кислотам относят угольную, кремниевые, борную, азотистую, хлорноватистую, хлористую и некоторые другие кислоты.

К сильным кислотам относят азотную, соляную, хлорную, серную, селеновую, хлорноватую и др.

Кислотами средней силы являются ортофосфорная, пирофосфорная, ортомышьяковая, сернистая и др. Они всегда многоосновны; по первой ступени диссоциации являются сильными кислотами, а по другим ступеням — слабыми.

Важной характеристикой кислоты является основность.

Кислоты классифицируют по основности, т. е. по числу атомов водорода в молекуле кислоты, способных замещаться на атомы металла.

Известны одно-, двухи полиосновные кислоты. Наибольшая основность неорганических кислот — 6, например ортотеллуровая кислота Н₆Те0₆ (см. приложение 1).

По характеру взаимодействия кислот с металлами выделяют неокислительные и окислительные кислоты.

Неокислительными называют кислоты, которые при взаимодействии с металлами образуют молекулярный водород и соль (например, соляная, разбавленная серная, все органические кислоты и др.).

Окислительными называют кислоты, которые при взаимодействии с металлами образуют соль, воду и продукты восстановления кислородсодержащего аниона.

Наиболее важными окислительными кислотами являются азотная кислота любых концентраций и концентрированные растворы серной и селеновой кислот. Любые кислоты, как окислительные, так и неокислительные, окисляют металлы, но продукты восстановления кислот различны.

Следует знать формулы, названия кислот и их солей: соляной НС1 (соли — хлориды); бром водородной НВг (бромиды);

См.: Тупикин Е. И. Химия. — М.: Дрофа, 2009.

иодоводородной HI (иодиды); сероводородной H₂S (сульфиды); азотной HN0₃ (нитраты); азотистой HN0₂ (нитриты); сернистой H₂SO, (сульфиты); серной H₂S0₄ (сульфаты); фосфорной Н₃Р0₄ (фосфаты); мышьяковой H₃As0₄ (арсенаты); угольной Н₂С0₃ (карбонаты); хлорной НСЮ₄ (перхлораты); метаиодной НЮ₄ (метапериодаты); ортоиодной Н₅Ю₆ (ортопериодаты); ортотеллуровой Н₆Те0₆ (ортотеллураты); хромовой Н₂Сг0₄ (хроматы); двухромовой Н₂Сг₂0₇ (дихроматы) и др.*.

Химические свойства кислот многообразны. Сильные кислоты (серная, соляная, азотная и др.) очень агрессивны. Они едки и разрушают волокна и образующие их ткани. Едкое воздействие они оказывают на ткани организма человека и животных. Особенно опасной в этом отношении является серная кислота, поэтому при работе с кислотами необходимо соблюдать правила техники безопасности.

Кислоты играют большую роль в строительстве. Кремниевые кислоты обеспечивают прочность цементного камня; серная и соляная кислоты применяются при травлении металлов и др.

3. Основания — это типичные гидроксиды, которые состоят из металла и гидроксогрупп и способны диссоциировать на катионы металла и гидроксид-ионы ОН^-.

Основания характеризуются кислотностью — числом групп ОН, связанных с одним атомом металла.

По кислотности основания подразделяют на одно- (КОН), двух- (Са (ОН)₂) и трехкислотные (Мп (ОН)₃). Например, КОН — однокислотное основание, Са (ОН)₂ — двухкислотное.

По степени электролитической диссоциации основания подразделяют на шелочи и слабые электролиты.

Щелочи — это основания, диссоциирующие в водных растворах на 100%. Щелочами являются гидроксиды лития, натрия, калия, рубидия, франция, кальция, стронция, бария и радия.

Гидроксид аммония и нерастворимые основания являются слабыми электролитами.

Основания, особенно щелочи, — химически активны. Щелочи — едки, т. е. разъедают одежду, вызывают разрушение тканей тела человека и животных. Это требует соблюдения осторожности при работе с ними.

В формулах кислот подчеркнуты кислотные остатки, соответствующие средним солям.

Основания широко применяются в строительстве. Гидроксиды кальция и магния являются основой известковых и магнезиальных вяжущих, гидроксид кальция играет большую роль в поровой жидкости бетонов и др.