Många oxider av aktiva metaller, som oxider av kalium, natrium eller litium, kan interagera med vatten. I detta fall finns föreningar relaterade till hydroxider i reaktionsprodukterna. Egenskaperna hos dessa ämnen, egenskaperna hos förloppet av kemiska processer där baser är involverade, beror på närvaron av en hydroxylgrupp i deras molekyler. Så, i reaktionerna av elektrolytisk dissociation, delas baser i metalljoner och anjoner OH-. Hur baser interagerar med icke-metalloxider, syror och s alter kommer vi att överväga i vår artikel.
Nomenklatur och struktur för molekylen
För att namnge basen korrekt måste du lägga till ordet hydroxid till namnet på metallelementet. Låt oss ge specifika exempel. Aluminiumbasen tillhör amfotera hydroxider, vars egenskaper vi kommer att överväga i artikeln. Den obligatoriska närvaron i basmolekyler av en hydroxylgrupp bunden till en metallkatjon av en jonbindningstyp kan bestämmas med hjälp avindikatorer som fenolftalein. I vattenmiljön bestäms ett överskott av OH- joner av en förändring i färgen på indikatorlösningen: färglöst fenolftalein blir röd. Om en metall uppvisar flera valenser kan den bilda flera baser. Till exempel har järn två baser, där metallens valens är 2 eller 3. Den första föreningen kännetecknas av tecken på basiska hydroxider, den andra är amfoter. Därför skiljer sig egenskaperna hos högre hydroxider från föreningar där metallen har en lägre grad av valens.
Fysiska egenskaper
Baserna är fasta ämnen som är resistenta mot värme. I förhållande till vatten delas de in i lösligt (alkali) och olösligt. Den första gruppen bildas av kemiskt aktiva metaller - element i den första och andra gruppen. Vattenolösliga ämnen är sammansatta av atomer av andra metaller, vars aktivitet är sämre än natrium, kalium eller kalcium. Exempel på sådana föreningar är järn- eller kopparbaser. Hydroxiders egenskaper kommer att bero på vilken grupp av ämnen de tillhör. Så alkalier är termiskt stabila och sönderdelas inte vid upphettning, medan vattenolösliga baser förstörs under inverkan av hög temperatur och bildar en oxid och vatten. Till exempel sönderdelas en kopparbas enligt följande:
Cu(OH)2=CuO + H2O
Kemiska egenskaper hos hydroxider
Interaktionen mellan de två viktigaste grupperna av föreningar -syror och baser kallas neutraliseringsreaktioner inom kemin. Detta namn kan förklaras av det faktum att kemiskt aggressiva hydroxider och syror bildar neutrala produkter - s alter och vatten. Eftersom neutraliseringen i själva verket är en utbytesprocess mellan två komplexa ämnen, är neutralisering karakteristisk för både alkalier och vattenolösliga baser. Här är ekvationen för neutralisationsreaktionen mellan kaustikkali och s altsyra:
KOH + HCl=KCl + H2O
En viktig egenskap hos alkalimetallbaser är deras förmåga att reagera med sura oxider, vilket resulterar i s alt och vatten. Till exempel, genom att passera koldioxid genom natriumhydroxid, kan du få dess karbonat och vatten:
2NaOH + CO2=Na2CO3 + H 2O
Jonbytesreaktioner inkluderar interaktionen mellan alkalier och s alter, vilket leder till bildning av olösliga hydroxider eller s alter. Så, genom att tillsätta droppvis en lösning av kaustiksoda till en lösning av kopparsulfat, kan du få en blå geléliknande fällning. Det är en kopparbas, olöslig i vatten:
CuSO4 + 2NaOH=Cu(OH)2 + Na2 SO 4
De kemiska egenskaperna hos hydroxider, olösliga i vatten, skiljer sig från alkalier genom att de förlorar vatten vid lätt uppvärmning - de torkar ut och omvandlas till formen av motsvarande basiska oxid.
Område med dubbla fastigheter
Om ett grundämne eller ett sammansatt ämne kan reagera med både syror och alkalier kallas det amfotärt. Dessa inkluderar till exempel zink,aluminium och deras baser. Egenskaperna hos amfotera hydroxider gör det möjligt att skriva deras molekylformler både i form av baser, samtidigt som hydroxogruppen isoleras, och i form av syror. Låt oss presentera flera ekvationer för reaktionerna av en aluminiumbas med s altsyra och natriumhydroxid. De illustrerar de speciella egenskaperna hos amfotera hydroxider. Den andra reaktionen sker med sönderfall av alkali:
2Al(OH)3 + 6HCl=2AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + NaOH=NaAlO2 + 2H2O
Produkterna från processerna kommer att vara vatten och s alter: aluminiumklorid och natriumaluminat. Alla amfotera baser är olösliga i vatten. De utvinns som ett resultat av växelverkan mellan motsvarande s alter och alkalier.
Metoder för att erhålla och ansöka
Inom industrin som kräver stora volymer alkalier erhålls de genom elektrolys av s alter som innehåller katjoner av aktiva metaller från den första och andra gruppen i det periodiska systemet. Råvaran för extraktionen, till exempel kaustikt natrium, är en lösning av koks alt. Reaktionsekvationen blir:
2NaCl + 2H2O=2NaOH + H2 + Cl2
Baserna av lågaktiva metaller i laboratoriet erhålls genom interaktion mellan alkalier och deras s alter. Reaktionen hör till typen av jonbyte och slutar med utfällningen av basen. Ett enkelt sätt att få alkalier är en substitutionsreaktion mellan den aktiva metallen och vatten. Den åtföljs av upphettning av den reagerande blandningen och är av exoterm typ.
Hydroxidernas egenskaper används inom industrin. Alkalier spelar här en speciell roll. De används som renare för fotogen och bensin, för tillverkning av tvål, bearbetning av naturligt läder, samt i teknologier för tillverkning av rayon och papper.
