Az aktív fémek számos oxidja, például a kálium-, nátrium- vagy lítium-oxidok kölcsönhatásba léphetnek a vízzel. Ebben az esetben a reakciótermékekben hidroxidokkal rokon vegyületek találhatók. Ezeknek az anyagoknak a tulajdonságai, a kémiai folyamatok lefolyásának jellemzői, amelyekben bázisok vesznek részt, a molekuláikban található hidroxilcsoportnak köszönhető. Tehát az elektrolitikus disszociációs reakciókban a bázisok fémionokra és anionokra bomlanak OH-. Cikkünkben megvizsgáljuk, hogy a bázisok hogyan lépnek kölcsönhatásba nemfém-oxidokkal, savakkal és sókkal.
A molekula nómenklatúrája és szerkezete
Az alap helyes elnevezéséhez hozzá kell adni a hidroxid szót a fémelem nevéhez. Mondjunk konkrét példákat. Az alumínium bázis az amfoter hidroxidok közé tartozik, amelyek tulajdonságait a cikkben megvizsgáljuk. A fémkationhoz ionos kötéssel kötődő hidroxilcsoport bázismolekulákban való kötelező jelenléte meghatározhatóindikátorok, mint például a fenolftalein. A vízi környezetben az OH- ionok feleslegét az indikátoroldat színének megváltozása határozza meg: a színtelen fenolftalein bíborvörössé válik. Ha egy fém több vegyértéket mutat, akkor több bázist is képezhet. Például a vasnak két bázisa van, amelyekben a fém vegyértéke 2 vagy 3. Az első vegyületet bázikus hidroxidok jelei jellemzik, a második amfoter. Ezért a magasabb hidroxidok tulajdonságai eltérnek azoktól a vegyületektől, amelyekben a fém vegyértéke alacsonyabb.
Fizikai jellemzők
Az alapok szilárd anyagok, amelyek ellenállnak a hőnek. A vízzel kapcsolatban oldható (lúgos) és oldhatatlan. Az első csoportot kémiailag aktív fémek alkotják - az első és a második csoport elemei. A vízben oldhatatlan anyagok más fémek atomjaiból állnak, amelyek aktivitása alacsonyabb, mint a nátriumé, káliumé vagy kalciumé. Ilyen vegyületek például a vas- vagy rézbázisok. A hidroxidok tulajdonságai attól függnek, hogy melyik anyagcsoportba tartoznak. Tehát a lúgok termikusan stabilak és hevítéskor nem bomlanak le, míg a vízben oldhatatlan bázisok magas hőmérséklet hatására elpusztulnak, oxidot és vizet képezve. Például egy rézbázis a következőképpen bomlik:
Cu(OH)2=CuO + H2O
A hidroxidok kémiai tulajdonságai
A két legfontosabb vegyületcsoport kölcsönhatása -savakat és bázisokat a kémiában semlegesítési reakcióknak nevezik. Ez az elnevezés azzal magyarázható, hogy a kémiailag agresszív hidroxidok és savak semleges termékeket - sókat és vizet - képeznek. Valójában két összetett anyag közötti cserefolyamatról lévén szó, a semlegesítés mind a lúgokra, mind a vízben oldhatatlan bázisokra jellemző. Íme a maró-kálium-hidrogén-klorid és a sósav közötti semlegesítési reakció egyenlete:
KOH + HCl=KCl + H2O
Az alkálifém bázisok egyik fontos tulajdonsága, hogy reagálnak savas oxidokkal, ami sót és vizet eredményez. Például, ha szén-dioxidot vezetünk át nátrium-hidroxidon, megkaphatjuk a karbonátot és a vizet:
2NaOH + CO2=Na2CO3 + H 2O
Az ioncsere reakciók magukban foglalják a lúgok és sók közötti kölcsönhatást, ami oldhatatlan hidroxidok vagy sók képződéséhez vezet. Tehát, ha cseppenként nátronlúg-oldatot adunk a réz-szulfát oldatához, kék zselészerű csapadékot kapunk. Rézbázisú, vízben nem oldódik:
CuSO4 + 2NaOH=Cu(OH)2 + Na2 SO 4
A vízben oldhatatlan hidroxidok kémiai tulajdonságai abban különböznek a lúgoktól, hogy enyhe hevítés hatására vizet veszítenek – dehidratálódnak, és a megfelelő bázikus oxiddá alakulnak.
Kettős ingatlant bemutató terület
Ha egy elem vagy egy összetett anyag savakkal és lúgokkal is reagálhat, amfoternek nevezzük. Ide tartozik például a cink,alumínium és alapjaik. Az amfoter hidroxidok tulajdonságai lehetővé teszik molekulaképleteik felírását mind bázisok, mind a hidroxocsoport elkülönítése mellett, mind savak formájában. Mutassunk be több egyenletet egy alumíniumbázis sósavval és nátrium-hidroxiddal való reakciójára. Az amfoter hidroxidok speciális tulajdonságait szemléltetik. A második reakció a lúg bomlásával megy végbe:
2Al(OH)3 + 6HCl=2AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + NaOH=NaAlO2 + 2H2O
Az eljárások termékei víz és sók lesznek: alumínium-klorid és nátrium-aluminát. Minden amfoter bázis vízben oldhatatlan. Ezeket a megfelelő sók és lúgok kölcsönhatása eredményeként bányászják.
Beszerzési és alkalmazási módok
A nagy mennyiségű lúgokat igénylő iparágban ezeket a periodikus rendszer első és második csoportjába tartozó aktív fémek kationjait tartalmazó sók elektrolízisével nyerik. Az extrakció nyersanyaga, például a maró nátrium, konyhasó oldata. A reakcióegyenlet a következő lesz:
2NaCl + 2H2O=2NaOH + H2 + Cl2
Az alacsony aktivitású fémek bázisait a laboratóriumban lúgok és sóik kölcsönhatásával nyerik. A reakció az ioncsere típusához tartozik, és a bázis kicsapásával végződik. A lúgok előállításának egyszerű módja az aktív fém és a víz közötti helyettesítési reakció. Ezt a reakcióelegy melegítése kíséri, és exoterm típusú.
A hidroxidok tulajdonságait az iparban használják. A lúgok itt különleges szerepet játszanak. Használják kerozin és benzin tisztítására, szappankészítésre, természetes bőr feldolgozására, valamint műselyem- és papírgyártási technológiákban.
