Huvudklasserna av oorganiska ämnen, förutom oxider, syror och s alter, inkluderar en grupp föreningar som kallas baser eller hydroxider. Alla av dem har en enda molekylstrukturplan: de innehåller nödvändigtvis en eller flera hydroxylgrupper anslutna till en metalljon i dess sammansättning. Bashydroxider är genetiskt besläktade med metalloxider och s alter, vilket bestämmer inte bara deras kemiska egenskaper, utan också metoder för att erhålla i laboratoriet och industrin.
Det finns flera former av klassificering av baser, som baseras både på egenskaperna hos den metall som ingår i molekylen och på ämnets förmåga att lösas upp i vatten. I vår artikel kommer vi att överväga dessa egenskaper hos hydroxider, samt bekanta oss med deras kemiska egenskaper, som användningen av baser i industrin och vardagen beror på.
Fysiska egenskaper
Alla baser som bildas av aktiva eller typiska metaller är fasta ämnen med ett brett spektrum av smältpunkter. I förhållande till vatten, dedelas in i mycket lösligt - alkali och olösligt i vatten. Till exempel löser sig basiska hydroxider innehållande grupp IA-element som katjoner lätt i vatten och är starka elektrolyter. De är tvålaktiga vid beröring, fräter på tyg, hud och kallas alkalier. När de dissocierar i lösning detekteras OH- joner, vilka bestäms med hjälp av indikatorer. Till exempel blir färglöst fenolftalein röd i ett alkaliskt medium. Både lösningar och smältor av natrium-, kalium-, barium- och kalciumhydroxider är elektrolyter; leder elektricitet och anses vara ledare av det andra slaget. Lösliga baser, som oftast används inom industrin, inkluderar cirka 11 föreningar, såsom basiska hydroxider av natrium, kalium, ammonium, etc.
Strukturen av basmolekylen
En jonbindning bildas mellan en metallkatjon och anjoner av hydroxylgrupper i en ämnesmolekyl. Det är tillräckligt starkt för vattenolösliga hydroxider, så polära vattenmolekyler kan inte förstöra kristallgittret hos en sådan förening. Alkalier är stabila ämnen och bildar praktiskt taget inte oxid och vatten vid upphettning. Således kokar de basiska hydroxidema av kalium och natrium vid temperaturer över 1000 ° C, medan de inte sönderdelas. I de grafiska formlerna för alla baser kan man tydligt se att syreatomen i hydroxylgruppen är bunden av en kovalent bindning till metallatomen och den andra till väteatomen. Molekylens struktur och typen av kemisk bindning bestämmer inte bara fysikalisk utanoch alla kemiska egenskaper hos ämnen. Låt oss uppehålla oss mer i detalj.
Kalcium och magnesium och egenskaperna hos deras föreningar
Båda elementen är typiska representanter för aktiva metaller och kan interagera med syre och vatten. Produkten från den första reaktionen är en basisk oxid. Hydroxiden bildas som ett resultat av en exoterm process som frigör en stor mängd värme. Kalcium- och magnesiumbaser är svårlösliga vita pulverformiga ämnen. Följande namn används ofta för kalciumföreningar: kalkmjölk (om det är en suspension i vatten) och kalkvatten. Eftersom Ca(OH)2 är en typisk basisk hydroxid, interagerar med sura och amfotära oxider, syror och amfotära baser, såsom aluminium- och zinkhydroxider. Till skillnad från typiska värmebeständiga alkalier, sönderfaller magnesium- och kalciumföreningar till oxid och vatten under inverkan av temperatur. Båda baserna, speciellt Ca(OH)2, används i stor utsträckning inom industri, jordbruk och hushållsbehov. Låt oss överväga deras ansökan ytterligare.
Användningsområden för kalcium- och magnesiumföreningar
Det är välkänt att konstruktion använder ett kemiskt material som kallas fluff eller släckt kalk. Det är en kalciumbas. Oftast erhålls det genom reaktion av vatten med basisk kalciumoxid. De kemiska egenskaperna hos basiska hydroxider gör att de kan användas i stor utsträckning i olika grenar av den nationella ekonomin. Till exempel för att rensa föroreningar i produktionenråsocker, för att få blekmedel, vid blekning av bomull och linnegarn. Före uppfinningen av jonbytare - katjonbytare användes kalcium- och magnesiumbaser i vattenmjukningstekniker, vilket gjorde det möjligt att bli av med kolväten som försämrar dess kvalitet. För att göra detta kokades vatten med en liten mängd soda eller släckt kalk. En vattenh altig suspension av magnesiumhydroxid kan användas som ett botemedel för patienter med gastrit för att minska surheten i magsaften.
Egenskaper hos basiska oxider och hydroxider
Det viktigaste för ämnen i denna grupp är reaktioner med sura oxider, syror, amfotära baser och s alter. Intressant nog kan olösliga baser såsom koppar-, järn- eller nickelhydroxider inte erhållas genom direkt reaktion av oxiden med vatten. I detta fall använder laboratoriet reaktionen mellan motsvarande s alt och alkali. Som ett resultat bildas baser som fälls ut. Det är till exempel så här en blå fällning av kopparhydroxid, en grön fällning av en järnbas, erhålls. Därefter förångas de till fasta pulverformiga ämnen relaterade till vattenolösliga hydroxider. En utmärkande egenskap hos dessa föreningar är att de under inverkan av höga temperaturer sönderdelas till motsvarande oxid och vatten, vilket inte kan sägas om alkalier. När allt kommer omkring är vattenlösliga baser termiskt stabila.
elektrolysförmåga
Vi fortsätter att studera de grundläggande egenskaperna hos hydroxider, och låt oss uppehålla oss vid ytterligare en egenskap genom vilken man kan skilja baserna av alkali- och jordalkalimetaller från vattenolösliga föreningar. Detta är den senares omöjlighet att dissociera till joner under påverkan av en elektrisk ström. Tvärtom, smältor och lösningar av kalium-, natrium-, barium- och strontiumhydroxider utsätts lätt för elektrolys och är ledare av det andra slaget.
Getting grounds
På tal om egenskaperna hos denna klass av oorganiska ämnen, har vi delvis listat de kemiska reaktioner som ligger till grund för deras produktion i laboratorie- och industriella förhållanden. Den mest tillgängliga och kostnadseffektiva metoden kan betraktas som termisk nedbrytning av naturlig kalksten, som ett resultat av vilket bränd kalk erhålls. Om du utför en reaktion med vatten, bildar den en basisk hydroxid - Ca (OH) 2. En blandning av detta ämne med sand och vatten kallas murbruk. Det fortsätter att användas för putsning av väggar, för limning av tegel och i andra typer av byggnadsarbeten. Alkalier kan också erhållas genom att reagera motsvarande oxider med vatten. Till exempel: K2O + H2O=2KON. Processen är exoterm med frigöring av en stor mängd värme.
Interaktion av alkalier med sura och amfotera oxider
De karakteristiska kemiska egenskaperna hos vattenlösliga baser inkluderar deras förmåga att bilda s alter i reaktioner med oxider som innehåller icke-metallatomer i molekyler,till exempel, såsom koldioxid, svaveldioxid eller kiseloxid. I synnerhet används kalciumhydroxid för att torka gaser, och natrium- och kaliumhydroxider för att erhålla motsvarande karbonater. Oxider av zink och aluminium, relaterade till amfotera ämnen, kan interagera med både syror och alkalier. I det senare fallet kan komplexa föreningar bildas, såsom natriumhydroxozinkat.
Neutraliseringsreaktion
En av de viktigaste egenskaperna hos baser, både olösliga i vatten och alkalier, är deras förmåga att reagera med oorganiska eller organiska syror. Denna reaktion reduceras till interaktionen mellan två typer av joner: väte och hydroxylgrupper. Det leder till bildandet av vattenmolekyler: HCI + KOH=KCI + H2O. Ur teorin om elektrolytisk dissociation reduceras hela reaktionen till bildandet av en svag, något dissocierad elektrolyt - vatten.
I exemplet ovan bildades ett genomsnittligt s alt - kaliumklorid. Om basiska hydroxider tas för reaktionen i en mängd som är mindre än vad som är nödvändigt för fullständig neutralisering av den flerbasiska syran, påträffas vid avdunstning av den resulterande produkten kristaller av surs altet. Neutraliseringsreaktionen spelar en viktig roll i de metaboliska processer som sker i levande system - celler och låter dem, med hjälp av sina egna buffertkomplex, neutralisera överskottsmängden vätejoner som ackumuleras i dissimileringsreaktioner.
