Нерастворимые основания и амфотерные гидроксиды

Большинство оснований в воде не растворяется. Их свойства беднее, чем у щелочей: нерастворимые основания не меняют окраску индикаторов и не реагируют с солями. Но у них есть свои особенности, а у амфотерных гидроксидов — и вовсе двойственная природа.

Нерастворимые основания

Нерастворимые основания — это гидроксиды магния, меди(II), железа(II) и многих других металлов. Многие из них ярко окрашены: гидроксид меди(II) \(\ce{Cu(OH)2}\) голубой, гидроксид железа(II) \(\ce{Fe(OH)2}\) серо-зелёный, гидроксид магния \(\ce{Mg(OH)2}\) белый. Главное их свойство — реакция с кислотами: осадок растворяется, и получается раствор соли. Голубой гидроксид меди(II) в серной кислоте даёт голубой раствор сульфата меди(II):

\[ \ce{Cu(OH)2 + H2SO4 -> CuSO4 + 2H2O}, \qquad \ce{Mg(OH)2 + 2HCl -> MgCl2 + 2H2O} \]

Получение нерастворимых оснований

Нерастворимое основание нельзя получить из оксида и воды, ведь оксиды этих металлов с водой не реагируют. Получение нерастворимых оснований ведут иначе: к раствору соли металла добавляют раствор щёлочи, и основание выпадает в осадок.

\[ \ce{CuSO4 + 2NaOH -> Cu(OH)2 v + Na2SO4}, \qquad \ce{MgCl2 + 2NaOH -> Mg(OH)2 v + 2NaCl} \]

Серо-зелёный осадок гидроксида железа(II) на воздухе постепенно буреет: кислород окисляет его в бурый гидроксид железа(III):

\[ \ce{4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O -> 4Fe(OH)3} \]

Разложение нерастворимых оснований

При нагревании нерастворимые основания теряют воду и превращаются в оксиды. Это разложение нерастворимых оснований: голубой гидроксид меди(II) чернеет, превращаясь в оксид меди(II). Щёлочи натрия и калия при нагревании не разлагаются, а плавятся.

\[ \ce{Cu(OH)2 ->[t^\circ] CuO + H2O}, \qquad \ce{2Fe(OH)3 ->[t^\circ] Fe2O3 + 3H2O}, \qquad \ce{Mg(OH)2 ->[t^\circ] MgO + H2O} \]

Амфотерные гидроксиды

Амфотерные гидроксиды — гидроксиды цинка \(\ce{Zn(OH)2}\), алюминия \(\ce{Al(OH)3}\), бериллия, хрома(III), а на ОГЭ и железа(III). Это нерастворимые вещества, которые получают так же, как нерастворимые основания, — действием щёлочи на соль, но щёлочь приливают понемногу, без избытка. С кислотами амфотерные гидроксиды реагируют, как основания:

\[ \ce{ZnCl2 + 2NaOH -> Zn(OH)2 v + 2NaCl}, \qquad \ce{Al(OH)3 + 3HCl -> AlCl3 + 3H2O} \]

Реакция амфотерного гидроксида со щёлочью

В отличие от оснований, амфотерные гидроксиды реагируют и со щелочами. Реакция амфотерного гидроксида со щёлочью в растворе даёт растворимые комплексные соли, а при сплавлении — цинкаты и алюминаты:

\[ \ce{Zn(OH)2 + 2NaOH -> Na2[Zn(OH)4]}, \qquad \ce{Al(OH)3 + NaOH -> Na[Al(OH)4]} \]

\[ \ce{Al(OH)3 + NaOH ->[t^\circ] NaAlO2 + 2H2O}, \qquad \ce{Zn(OH)2 + 2NaOH ->[t^\circ] Na2ZnO2 + 2H2O} \]

Отсюда удобный признак. Если к раствору соли алюминия или цинка приливать щёлочь, сначала выпадает белый осадок, а в избытке щёлочи он растворяется. Осадок гидроксида магния в избытке щёлочи не растворяется, и так соли магния отличают от солей алюминия. Гидроксид железа(III) со щелочами реагирует только при сплавлении.