Basische hydroxiden en hun chemische eigenschappen

Voor de hoofdklassen van anorganische stoffen, behalveoxiden, zuren en zouten, verwijst naar een groep verbindingen die basen of hydroxiden worden genoemd. Ze hebben allemaal een enkel plan voor de structuur van het molecuul: ze bevatten noodzakelijkerwijs één of meer hydroxylgroepen verbonden met het metaalion. De basische hydroxiden zijn genetisch verwant met metaaloxiden en zouten, dit veroorzaakt niet alleen hun chemische eigenschappen, maar ook productiemethoden in het laboratorium en de industrie.

Er zijn verschillende vormen van classificatiebasen, die zowel gebaseerd zijn op de eigenschappen van het metaal dat deel uitmaakt van het molecuul, als op het vermogen van de stof om op te lossen in water. In dit artikel zullen we deze kenmerken van hydroxiden beschouwen, en ook kennis maken met hun chemische eigenschappen, waarvan het gebruik van basen in de industrie en het dagelijks leven afhangt.

Fysieke eigenschappen

Alle basen gevormd door actieve oftypische metalen, zijn vaste stoffen met een breed bereik aan smeltpunten. Met betrekking tot water worden ze verdeeld in sterk oplosbaar - alkali en onoplosbaar in water. Basische hydroxiden die elementen van groep IA als kationen bevatten, lossen bijvoorbeeld gemakkelijk op in water en zijn sterke elektrolyten. Ze zijn zeep-aan-aanraken, corroderen de stof, de huid en worden alkaliën genoemd. Wanneer ze in oplossing dissociëren, worden OH-ionen gedetecteerd^-, bepaald aan de hand van indicatoren. Kleurloos fenolftaleïne in een alkalisch medium wordt bijvoorbeeld karmozijnrood. Beide oplossingen en smelten van natrium, kalium, barium, calciumhydroxiden zijn elektrolyten, d.w.z. een elektrische stroom geleiden en worden beschouwd als geleiders van de tweede soort. Voor de oplosbare basen die het meest in de industrie worden gebruikt, zijn er ongeveer 11 verbindingen, bijvoorbeeld de basische hydroxiden van natrium, kalium, ammonium, enz.

De structuur van het basismolecuul

Tussen het metaalkation en de anionen van hydroxylgroepen in het molecuul van de materie, wordt een ionische binding gevormd. Het is sterk genoeg voor in water onoplosbare hydroxiden, zodat polaire watermoleculen niet in staat zijn het kristalrooster van een dergelijke verbinding te vernietigen. Alkali zijn stoffen die stabiel zijn en praktisch geen oxide en water vormen bij verhitting. Dus, de basische hydroxiden van kalium en natrium koken bij een temperatuur van meer dan 1000 ° C, terwijl ze niet ontleden. In de grafische formules van alle basen is duidelijk te zien dat het zuurstofatoom van de hydroxylgroep is verbonden door een covalente binding aan het metaalatoom en de andere aan het waterstofatoom. De structuur van het molecuul en het type chemische binding veroorzaken niet alleen fysieke, maar ook alle chemische kenmerken van stoffen. Laten we daar dieper op ingaan.

Calcium en magnesium en eigenschappen van hun verbindingen

Beide elementen zijn typische vertegenwoordigers.actieve metalen en kunnen interageren met zuurstof en water. Het product van de eerste reactie is het basische oxide. Hydroxide wordt gevormd als een resultaat van een exotherm proces dat gepaard gaat met het vrijkomen van een grote hoeveelheid warmte. Calcium- en magnesiumbasen zijn slecht oplosbare witte poedervormige stoffen. Calciumverbindingen bevatten vaak de volgende namen: kalkmelk (als het een suspensie in water is) en kalkwater. Als een standaard basisch hydroxide, Ca (OH)₂ interageert met zuur en amfoteeroxiden, zuren en amfotere basen, bijvoorbeeld met aluminium- en zinkhydroxiden. In tegenstelling tot typische alkaliën die bestand zijn tegen hitte, ontbinden de verbindingen van magnesium en calcium onder invloed van de temperatuur in oxide en water. Beide basen, vooral Ca (OH)₂, worden veel gebruikt in de industrie, landbouw en huishoudelijke behoeften. Overweeg hun toepassing verder.

Calcium en magnesiumverbindingen

Het is bekend dat in de bouw van toepassing zijnchemisch materiaal dat pluizen of gebluste kalk wordt genoemd. Dit is de basis van calcium. Meestal wordt het geproduceerd door de reactie van water met calciumoxide. De chemische eigenschappen van basische hydroxiden maken het mogelijk dat ze op grote schaal worden gebruikt in verschillende sectoren van de nationale economie. Napimer, voor de zuivering van onzuiverheden bij de productie van ruwe suiker, voor de productie van bleek, bij het bleken van katoen en linnen garen. Vóór de uitvinding van ionenwisselaars - kationenwisselaars werden de basen van calcium en magnesium gebruikt in technologieën voor waterverzachting, waardoor het mogelijk was om zich te ontdoen van koolwaterstoffen, die de kwaliteit ervan verslechteren. Hiervoor werd water gekookt met een kleine hoeveelheid natriumcarbonaat of gebluste kalk. Waterige suspensie van magnesiumhydroxide kan worden gebruikt als een therapeutisch hulpmiddel voor patiënten met gastritis om de zuurgraad van maagsap te verminderen.

Eigenschappen van basische oxiden en hydroxiden

De belangrijkste stoffen voor deze groep zijnreacties met zure oxiden, zuren, amfotere basen en zouten. Interessant is dat onoplosbare basen, bijvoorbeeld, zoals hydroxiden van koper, ijzer of nikkel, niet kunnen worden verkregen door directe reactie van het oxide met water. In dit geval gebruikt het laboratorium de reactie tussen het overeenkomstige zout en alkali. Als een resultaat worden basen gevormd, die neerslaan. Er wordt bijvoorbeeld een blauw neerslag van koperhydroxide, een groen neerslag van ferro-ijzerbase verkregen. In de toekomst worden ze verdampt tot vaste poedervormige stoffen met betrekking tot in water onoplosbare hydroxiden. Een onderscheidend kenmerk van deze verbindingen is dat ze onder de werking van hoge temperaturen uiteenvallen in het overeenkomstige oxide en water, wat niet het geval is met alkaliën. Wateroplosbare basen zijn immers thermisch bestendig.

Elektrolyse Vermogen

Doorgaan met het bestuderen van de basiseigenschappen van hydroxiden,Laten we stilstaan ​​bij nog een regel waarmee het mogelijk is de basen van alkali- en aardalkalimetalen van in water onoplosbare verbindingen te onderscheiden. Het is de onmogelijkheid van de laatste om te dissociëren in ionen onder de werking van een elektrische stroom. Integendeel, smelten en oplossingen van kalium, natrium, barium, strontiumhydroxiden ondergaan gemakkelijk elektrolyse en zijn geleiders van de tweede soort.

Het terrein bereiken

Over de eigenschappen van deze anorganische klasse gesprokenstoffen, hebben we de chemische reacties die ten grondslag liggen aan hun productie gedeeltelijk opgesomd in laboratorium- en industriële omstandigheden. De methode van thermische ontbinding van natuurlijke kalksteen, waardoor ongebluste kalk kan worden verkregen, kan als de meest betaalbare en kosteneffectieve worden beschouwd. Als je de reactie met water uitvoert, vormt het de hydroxide van het hoofdpersonage - Ca (OH)₂. Het mengsel van deze stof met zand en water wordt genoemdmortel. Het wordt nog steeds gebruikt voor het bepleisteren van wanden, voor het verlijmen van stenen en bij andere soorten bouwwerkzaamheden. Alkaliën kunnen ook worden verkregen door de overeenkomstige oxiden te laten reageren met water. Bijvoorbeeld: K₂O + H₂O = 2KON. Het proces is exotherm met het vrijkomen van een grote hoeveelheid warmte.

De interactie van alkaliën met zure en amfotere oxiden

Om de karakteristieke chemische eigenschappen van oplosbare inwaterbases kunnen worden toegeschreven aan hun vermogen om zouten te vormen in reacties met oxiden die niet-metalen atomen bevatten in moleculen, zoals koolstofdioxide, zwaveldioxide of siliciumoxide. In het bijzonder wordt calciumhydroxide gebruikt om de gassen te drogen, en natrium- en kaliumhydroxiden om de overeenkomstige carbonaten te produceren. Zink- en aluminiumoxiden met betrekking tot amfotere stoffen kunnen een wisselwerking hebben met zowel zuren als logen. In het laatste geval kunnen complexe verbindingen worden gevormd, zoals natriumhydroxyzinkaat bijvoorbeeld.

Neutralisatie Reactie

Een van de belangrijkste eigenschappen van de basissen alsonoplosbaar in water en alkali, is hun vermogen om te reageren met anorganische of organische zuren. Deze reactie is teruggebracht tot de interactie tussen twee soorten ionen: waterstof en hydroxylgroepen. Het leidt tot de vorming van watermoleculen: HCI + KON = KCI + H₂Over. Vanuit het oogpunt van de theorie van elektrolytische dissociatie wordt de gehele reactie gereduceerd tot de vorming van een zwak laag gedissocieerd elektrolyt-water.

In het bovenstaande voorbeeld is het middelste zout gevormd -kaliumchloride. Indien echter voor de reactie hydroxiden van het hoofdpersoneel worden genomen in een hoeveelheid die kleiner is dan die nodig is om het polybasische zuur volledig te neutraliseren, dan worden wanneer het verdampte product wordt gevormd, zouthoutkristallen gedetecteerd. De neutralisatiereactie speelt een belangrijke rol in de metabolische processen die in levende systemen plaatsvinden - cellen en maakt het mogelijk om de overmatige hoeveelheid waterstofionen die zich in dissimilatiereacties accumuleren te neutraliseren met behulp van hun eigen buffercomplexen.

</ p>>