بسیاری از اکسیدهای فلزات فعال، مانند اکسیدهای پتاسیم، سدیم یا لیتیوم، می توانند با آب تعامل داشته باشند. در این حالت ترکیبات مربوط به هیدروکسیدها در محصولات واکنش یافت می شود. خواص این مواد، ویژگی های سیر فرآیندهای شیمیایی که در آن بازها دخالت دارند، به دلیل وجود یک گروه هیدروکسیل در مولکول های آنها است. بنابراین، در واکنش های تفکیک الکترولیتی، بازها به یون های فلزی و آنیون های OH- تقسیم می شوند. نحوه تعامل بازها با اکسیدها، اسیدها و نمک های غیرفلزی را در مقاله خود بررسی خواهیم کرد.
نامگذاری و ساختار مولکول
برای نامگذاری صحیح پایه، باید کلمه هیدروکسید را به نام عنصر فلز اضافه کنید. بیایید مثال های مشخصی بزنیم. پایه آلومینیومی متعلق به هیدروکسیدهای آمفوتریک است که در مقاله به بررسی خواص آن خواهیم پرداخت. حضور اجباری در مولکول های پایه یک گروه هیدروکسیل متصل به یک کاتیون فلزی توسط یک نوع پیوند یونی را می توان با استفاده از آن تعیین کرد.شاخص هایی مانند فنل فتالئین در محیط آبی، مازاد یون های OH- با تغییر رنگ محلول نشانگر تعیین می شود: فنل فتالئین بی رنگ به رنگ زرشکی در می آید. اگر یک فلز دارای ظرفیت های متعدد باشد، می تواند پایه های متعددی را تشکیل دهد. به عنوان مثال، آهن دارای دو پایه است که در آن ظرفیت فلز 2 یا 3 است. ترکیب اول با علائم هیدروکسیدهای بازی مشخص می شود، دومی آمفوتریک است. بنابراین، خواص هیدروکسیدهای بالاتر با ترکیباتی که در آن فلز درجه ظرفیت کمتری دارد، متفاوت است.
ویژگی های فیزیکی
پایه ها جامداتی هستند که در برابر گرما مقاوم هستند. در رابطه با آب به محلول (قلیایی) و نامحلول تقسیم می شوند. گروه اول توسط فلزات شیمیایی فعال - عناصر گروه اول و دوم تشکیل می شود. مواد نامحلول در آب از اتم های فلزات دیگری تشکیل شده اند که فعالیت آنها کمتر از سدیم، پتاسیم یا کلسیم است. نمونه هایی از این ترکیبات پایه های آهن یا مس هستند. خواص هیدروکسیدها به این بستگی دارد که به کدام گروه از مواد تعلق دارند. بنابراین، قلیاها از نظر حرارتی پایدار هستند و هنگام گرم شدن تجزیه نمی شوند، در حالی که پایه های نامحلول در آب تحت تأثیر دمای بالا از بین می روند و یک اکسید و آب تشکیل می دهند. به عنوان مثال، یک پایه مسی به صورت زیر تجزیه می شود:
Cu(OH)2=CuO + H2O
خواص شیمیایی هیدروکسیدها
برهمکنش بین دو گروه مهم از ترکیبات -اسیدها و بازها را در شیمی واکنش های خنثی سازی می نامند. این نام را می توان با این واقعیت توضیح داد که هیدروکسیدها و اسیدهای تهاجمی شیمیایی محصولات خنثی - نمک ها و آب را تشکیل می دهند. خنثی سازی که در واقع یک فرآیند مبادله بین دو ماده پیچیده است، مشخصه بازهای قلیایی و نامحلول در آب است. در اینجا معادله واکنش خنثی سازی بین پتاس سوزآور و اسید کلریدریک است:
KOH + HCl=KCl + H2O
یکی از ویژگی های مهم بازهای فلز قلیایی توانایی آنها در واکنش با اکسیدهای اسیدی است که منجر به نمک و آب می شود. به عنوان مثال، با عبور دی اکسید کربن از سدیم هیدروکسید، می توانید کربنات و آب آن را دریافت کنید:
2NaOH + CO2=Na2CO3 + H 2O
واکنش های تبادل یونی شامل برهمکنش بین قلیایی ها و نمک ها است که منجر به تشکیل هیدروکسیدها یا نمک های نامحلول می شود. بنابراین، با اضافه کردن قطره ای محلول سود سوزآور به محلول سولفات مس، می توانید یک رسوب ژله مانند آبی به دست آورید. این یک پایه مس است، نامحلول در آب:
CuSO4 + 2NaOH=Cu(OH)2 + Na2 SO 4
خواص شیمیایی هیدروکسیدها، نامحلول در آب، با قلیاها متفاوت است، زیرا آنها با گرم شدن جزئی آب خود را از دست می دهند - آب می شوند و به شکل اکسید اساسی مربوطه تبدیل می شوند.
زمین هایی با ویژگی های دوگانه
اگر یک عنصر یا یک ماده پیچیده بتواند با اسیدها و قلیاها واکنش دهد، آن را آمفوتریک می نامند. اینها شامل، برای مثال، روی،آلومینیوم و پایه های آنها خواص هیدروکسیدهای آمفوتریک این امکان را فراهم می کند که فرمول های مولکولی آنها را هم به صورت باز و در عین حال جداسازی گروه هیدروکسو و هم به صورت اسیدها بنویسید. اجازه دهید چندین معادله برای واکنش های یک پایه آلومینیومی با اسید هیدروکلریک و هیدروکسید سدیم ارائه کنیم. آنها خواص ویژه هیدروکسیدهای آمفوتریک را نشان می دهند. واکنش دوم با تجزیه قلیایی انجام می شود:
2Al(OH)3 + 6HCl=2AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + NaOH=NaAlO2 + 2H2O
محصولات فرآیندها آب و نمک خواهد بود: کلرید آلومینیوم و آلومینات سدیم. تمام پایه های آمفوتریک در آب نامحلول هستند. آنها در نتیجه تعامل نمک ها و قلیایی های مربوطه استخراج می شوند.
روش‌های دریافت و کاربرد
در صنایعی که به حجم زیادی از قلیاها نیاز دارند، از الکترولیز نمکهای حاوی کاتیونهای فلزات فعال گروه اول و دوم سیستم تناوبی به دست می آیند. ماده خام برای استخراج، به عنوان مثال، سدیم کاستیک، محلولی از نمک معمولی است. معادله واکنش خواهد بود:
2NaCl + 2H2O=2NaOH + H2 + Cl2
پایه های فلزات کم فعال در آزمایشگاه از برهمکنش قلیاها با نمک آنها به دست می آید. واکنش متعلق به نوع تبادل یونی است و با رسوب باز به پایان می رسد. یک راه ساده برای به دست آوردن مواد قلیایی، واکنش جایگزینی بین فلز فعال و آب است. همراه با حرارت دادن مخلوط واکنش دهنده است و از نوع گرمازا است.
خواص هیدروکسیدها در صنعت استفاده می شود. قلیاها در اینجا نقش ویژه ای دارند. آنها به عنوان تصفیه کننده برای نفت سفید و بنزین، برای ساخت صابون، پردازش چرم طبیعی، و همچنین در فن آوری برای تولید ابریشم مصنوعی و کاغذ استفاده می شود.
