Mulți oxizi ai metalelor active, cum ar fi oxizii de potasiu, sodiu sau litiu, pot interacționa cu apa. În acest caz, compușii legați de hidroxizi se găsesc în produșii de reacție. Proprietățile acestor substanțe, caracteristicile cursului proceselor chimice în care sunt implicate bazele, se datorează prezenței unei grupări hidroxil în moleculele lor. Deci, în reacțiile de disociere electrolitică, bazele sunt împărțite în ioni metalici și anioni OH-. Cum interacționează bazele cu oxizii, acizii și sărurile nemetalice, vom lua în considerare în articolul nostru.
Nomenclatura și structura moleculei
Pentru a denumi corect baza, trebuie să adăugați cuvântul hidroxid la numele elementului metalic. Să dăm exemple concrete. Baza de aluminiu aparține hidroxizilor amfoteri, ale căror proprietăți le vom lua în considerare în articol. Prezența obligatorie în moleculele de bază a unei grupări hidroxil legate de un cation metalic printr-un tip de legătură ionică poate fi determinată folosindindicatori precum fenolftaleina. În mediul acvatic, un exces de ioni OH- este determinat de o schimbare a culorii soluției indicator: fenolftaleina incoloră devine purpurie. Dacă un metal prezintă valențe multiple, poate forma mai multe baze. De exemplu, fierul are două baze, în care valența metalului este 2 sau 3. Primul compus este caracterizat prin semne de hidroxizi bazici, al doilea este amfoter. Prin urmare, proprietățile hidroxizilor superiori diferă de compușii în care metalul are un grad mai scăzut de valență.
Caracteristici fizice
Bazele sunt solide care sunt rezistente la căldură. În raport cu apa, ele se împart în solubile (alcaline) și insolubile. Primul grup este format din metale active chimic - elemente din primul și al doilea grup. Substanțele insolubile în apă sunt compuse din atomi de alte metale, a căror activitate este inferioară sodiului, potasiului sau calciului. Exemple de astfel de compuși sunt bazele de fier sau de cupru. Proprietățile hidroxizilor vor depinde de grupul de substanțe din care fac parte. Deci, alcaliile sunt stabile termic și nu se descompun atunci când sunt încălzite, în timp ce bazele insolubile în apă sunt distruse sub acțiunea temperaturii ridicate, formând un oxid și apă. De exemplu, o bază de cupru se descompune după cum urmează:
Cu(OH)2=CuO + H2O
Proprietăți chimice ale hidroxizilor
Interacțiunea dintre cele mai importante două grupuri de compuși -acizii și bazele se numesc reacții de neutralizare în chimie. Acest nume poate fi explicat prin faptul că hidroxizii și acizii agresivi chimic formează produse neutre - săruri și apă. Fiind, de fapt, un proces de schimb între două substanțe complexe, neutralizarea este caracteristică atât alcalinelor, cât și bazelor insolubile în apă. Iată ecuația pentru reacția de neutralizare dintre potasa caustică și acidul clorhidric:
KOH + HCl=KCl + H2O
O proprietate importantă a bazelor metalelor alcaline este capacitatea lor de a reacționa cu oxizii acizi, rezultând sare și apă. De exemplu, prin trecerea dioxidului de carbon prin hidroxid de sodiu, puteți obține carbonatul și apa:
2NaOH + CO2=Na2CO3 + H 2O
Reacțiile de schimb ionic includ interacțiunea dintre alcalii și săruri, ceea ce duce la formarea de hidroxizi sau săruri insolubile. Deci, adăugând prin picurare o soluție de sodă caustică la o soluție de sulfat de cupru, puteți obține un precipitat albastru asemănător jeleului. Este o bază de cupru, insolubilă în apă:
CuSO4 + 2NaOH=Cu(OH)2 + Na2 SO 4
Proprietățile chimice ale hidroxizilor, insolubili în apă, diferă de alcalii prin faptul că pierd apă la o încălzire ușoară - se deshidratează, transformându-se în forma oxidului bazic corespunzător.
Teren cu proprietăți duble
Dacă un element sau o substanță complexă poate reacționa atât cu acizi, cât și cu alcalii, se numește amfoter. Acestea includ, de exemplu, zincul,aluminiu și bazele acestora. Proprietățile hidroxizilor amfoteri fac posibilă scrierea formulelor lor moleculare atât sub formă de baze, izolând gruparea hidroxo, cât și sub formă de acizi. Să prezentăm câteva ecuații pentru reacțiile unei baze de aluminiu cu acidul clorhidric și hidroxidul de sodiu. Ele ilustrează proprietățile speciale ale hidroxizilor amfoteri. A doua reacție are loc cu descompunerea alcalinei:
2Al(OH)3 + 6HCl=2AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + NaOH=NaAlO2 + 2H2O
Produșii proceselor vor fi apa și sărurile: clorură de aluminiu și aluminat de sodiu. Toate bazele amfotere sunt insolubile în apă. Ele sunt extrase ca urmare a interacțiunii dintre sărurile și alcalinele corespunzătoare.
Metode de obținere și aplicare
În industria care necesită volume mari de alcaline, acestea sunt obținute prin electroliza sărurilor care conțin cationi ai metalelor active din prima și a doua grupă a sistemului periodic. Materia primă pentru extracție, de exemplu, sodiu caustic, este o soluție de sare comună. Ecuația reacției va fi:
2NaCl + 2H2O=2NaOH + H2 + Cl2
Bazele metalelor slab active din laborator se obțin prin interacțiunea alcaline cu sărurile lor. Reacția aparține tipului de schimb ionic și se termină cu precipitarea bazei. O modalitate simplă de a obține alcalii este o reacție de substituție între metalul activ și apă. Este însoțită de încălzirea amestecului de reacție și este de tip exotermic.
Proprietățile hidroxizilor sunt utilizate în industrie. Alcaliile joacă un rol special aici. Sunt folosite ca purificatoare pentru kerosen și benzină, pentru fabricarea săpunului, prelucrarea pielii naturale, precum și în tehnologiile de producere a raionului și a hârtiei.
