A kémia olyan tudomány, amely a természetben előforduló különféle reakciókat, valamint egyes vegyületek és más vegyületek kölcsönhatását vizsgálja. A fő anyagok itt a savak és a lúgok, amelyek közötti reakciókat közömbösítésnek nevezik. Vízben oldódó só képződéséhez vezetnek.
Mi az a lúg
Alkáli (a fő (A) alcsoport első csoportjának fémei a D. I. Mengyelejev kémiai elemeinek periódusos rendszerében) és az alkáliföldfémek (a fő (A) alcsoport második csoportjának fémei) hidroxidjai, beleértve kalcium) fémeket, amelyek heves kölcsönhatásba lépnek a vízzel és teljesen feloldódnak benne, lúgoknak nevezzük. Mivel képesek elpusztítani a szerves anyagokat (bőr, fa, papír), maró hatásúak. Például a kálium-hidroxid (KOH) a maró kálium, a bárium (Ba(OH)2) a maró bárium, és így tovább.
Erős bázisok fizikai tulajdonságai
A lúg fogalmának meghatározása alapján hozzátehetjük, hogy ezek a hidroxidok is szilárd higroszkóposak (képesek elnyelni a levegő gőzeitvíz) fehér anyag. A legerősebb lúgok a CsOH cézium-hidroxidok és a rádium Ra(OH)2. A lúgos reakciókat leggyakrabban hőkibocsátás kíséri (exoterm). Az ilyen bázisok fizikai tulajdonságai közé tartozik továbbá, hogy bizonyos szerves vegyületekben, például alkoholokban: metanolban és etanolban oldódnak.
Kémiai tulajdonságok
A lúgok oldatai különféle reakciókba léphetnek be.
Az erős bázisok képesek kölcsönhatásba lépni savas és amfoter oxidokkal:
- KOH + SO3=K2SO4 + H2O (az SO3 egy savas oxid);
- 2KOH + Al2O3=2KAlO2 + H2O (fúziós reakció, hevítés közben megy végbe, ahol az Al2O3 egy amfoter oxid);
- 2KOH + Al2O3 + 3H2O=2K[Al(OH)4] (a reakció egy oldható komplex só - kálium-tetrahidroxoaluminát képződésével megy végbe).
Amfoter fémekkel (Zn, Al és mások) való reakció során olvadék és a megfelelő komplex só képződése is lehetséges. Ráadásul mindkét reakciót gázhalmazállapotú hidrogénfejlődés kíséri:
- 2KOH + 2Al=2KAlO2 + H2;
- 2KOH + 2Al + 6H2O=2K[Al(OH)4] + 3H2.
A lúgok sóval is reagálhatnak, ami egy másik bázis és egy másik só képződését eredményezi. A reakció lezajlásának feltétele, hogy ennek eredményeként a képződött anyagok egyikének vízben oldhatatlannak kell lennie:
NaOH + CuSO4=Na2SO4 + Cu(OH)2.
Amint korábban említettük, lúgok és savak lépnek besemlegesítési reakció, só és víz képződik:
NaOH + HCl=NaCl + H2O.
A lúgok csak akkor lépnek reakcióba más bázisokkal, ha amfoter fémek hidroxidjai:
NaOH + Al(OH)3=Na[Al(OH)4].
Néhány közülük számos szerves anyaggal kölcsönhatásba léphet: észterek, amidok, többértékű alkoholok:
2C2H6O2 + 2NaOH=C2H4O2Na2 + 2H2O (a reakciótermék nátrium-alkoxid).
Milyen erős alsók készülnek
A lúgokat különféle módon nyerik az iparban és a laboratóriumokban egyaránt.
Az ipari iparban számos módszer létezik a lúgok előállítására: pirolízis, mész, ferrit, elektrolízis, amely membrános, membrános és higanyos módszerekkel oszlik folyékony és szilárd katódon.
Ez a nátrium- és kálium-klorid oldatok elektrolízise, amely után az anódon és a katódon klór és hidrogén szabadul fel, és a megfelelő hidroxidok keletkeznek:
- 2NaCl + 2H2O=H2 + Cl2 + 2NaOH;
- 2KCl + 2H2O=H2 + Cl2 + 2KOH.
1000 fokos pirolízisnél az első szakaszban nátrium-oxid képződik:
Na2CO3=Na2O + CO2.
A második lépésben a kapott lehűtött oxidot feloldjuk vízben, aminek eredményeként megkapjuk a szükséges lúgot:
Na2O + H2O=2NaOH.
A laboratóriumok elektrolízist is alkalmaznak. Lúgokat nyerhetünk úgy is, hogy a megfelelő fémeket víznek tesszük ki, vagy e fémek sóit más bázisokkal reagáltatjuk, aminek eredményekéntmegkapjuk a szükséges lúgot, és a reakció második, vízben oldhatatlan terméke a só.
A cézium és a víz kölcsönhatása során cézium-hidroxid keletkezik, és hidrogén szabadul fel (a reakció -120 fokos hőmérsékleten is lezajlik):
2Cs + 2H2O=2CsOH + H2.
A víz lítium-oxidra gyakorolt hatására lúg keletkezik:
Li2O + 2H2O=2LiOH + H2.
Alkalmazás
A lúg fogalmának meghatározása alapján érthető, hogy nem csak az iparban, hanem a mindennapi életben is széles körben használják:
- Horgásztavak fertőtlenítése.
- Trágyaként.
- A gyógyszeriparban.
- A papírgyártásban.
- Szintetikus gumi gyártása.
- Szappan és mosószer beszerzése.
- Elektrolit alkatrészek alkáli elemekben.
- Szén-dioxid-abszorber (lítium-hidroxid).
- Kenőanyagok gyártása.
- Festékek az élelmiszergyártásban (élelmiszer-adalékanyagok).
- Akkumulátor-elektrolitok (kálium-hidroxid).
- Csatornacsövek és mosogatók tisztítása az élelmiszer-eldugulásoktól.
- Savsemlegesítés.
- Katalizátorok a vegyiparban.
- Fényképek vegyi feldolgozása.
Óvintézkedések
Nyilvánvalóvá válik, hogy az olyan lúgok, mint a nátrium-, lítium-, kálium-, cézium-hidroxidok és mások súlyosan károsíthatják és megégethetik a bőrt és a szem nyálkahártyáját, még akkor is, ha a vegyület legkisebb részecskéi is oda kerülnek. Ennek megakadályozásáraolyan speciális anyagokkal kezelt védőszemüveget, gumikesztyűt és overallt kell viselni, amelyek nem engedik, hogy az anyag kölcsönhatásba lépjen a lúgokkal.
