شیمی علمی است که به بررسی واکنش های مختلف در طبیعت و همچنین برهمکنش برخی از ترکیبات با برخی دیگر می پردازد. مواد اصلی در اینجا اسیدها و قلیاها هستند که معمولاً واکنش بین آنها خنثی سازی نامیده می شود. آنها منجر به تشکیل نمک محلول در آب می شوند.
لیه چیست
هیدروکسیدهای قلیایی (فلزات گروه اول زیرگروه اصلی (A) در جدول تناوبی عناصر شیمیایی D. I. مندلیف) و قلیایی خاکی (فلزات گروه دوم زیرگروه اصلی (A) شامل کلسیم) فلزاتی که به شدت با آب برهمکنش می کنند و به طور کامل در آن حل می شوند، قلیایی نامیده می شوند. از آنجایی که آنها می توانند مواد آلی (چرم، چوب، کاغذ) را از بین ببرند، به آنها کاستیک می گویند. به عنوان مثال، پتاسیم هیدروکسید (KOH) پتاس سوزآور است، باریم (Ba(OH)2) باریم سوزاننده است، و غیره.
خواص فیزیکی پایه های قوی
بر اساس تعریف قلیایی، می توانیم اضافه کنیم که این هیدروکسیدها همچنین رطوبت سنجی جامد هستند (قابلیت جذب بخارات هوا.آب) ماده سفید. قوی ترین قلیایی ها هیدروکسید سزیم CsOH و رادیوم Ra(OH)2 هستند. واکنش های قلیایی اغلب با انتشار گرما (گرماداز) همراه است. همچنین، خواص فیزیکی چنین بازهایی شامل توانایی آنها برای حل شدن در برخی ترکیبات آلی، به عنوان مثال، در الکل ها: متانول و اتانول است.
خواص شیمیایی
محلولهای قلیایی می‌توانند وارد واکنش‌های مختلفی شوند.
بازهای قوی توانایی تعامل با اکسیدهای اسیدی و آمفوتریک را دارند:
- KOH + SO3=K2SO4 + H2O (SO3 یک اکسید اسیدی است)؛
- 2KOH + Al2O3=2KAlO2 + H2O (واکنش همجوشی، هنگام گرم شدن انجام می شود، جایی که Al2O3 یک اکسید آمفوتریک است)؛
- 2KOH + Al2O3 + 3H2O=2K[Al(OH)4] (واکنش با تشکیل یک نمک پیچیده محلول - تتراهیدروکسوآلومینات پتاسیم ادامه می‌یابد).
هنگام واکنش با فلزات آمفوتریک (روی، آل و غیره)، تشکیل مذاب و نمک پیچیده مربوطه نیز امکان پذیر است. علاوه بر این، هر دو واکنش با تکامل هیدروژن گازی همراه هستند:
- 2KOH + 2Al=2KAlO2 + H2;
- 2KOH + 2Al + 6H2O=2K[Al(OH)4] + 3H2.
قلیایی ها همچنین می توانند با نمک ها واکنش دهند و در نتیجه یک پایه دیگر و نمک دیگری تشکیل شود. شرط ادامه واکنش این است که در نتیجه یکی از مواد تشکیل شده باید در آب نامحلول باشد:
NaOH + CuSO4=Na2SO4 + Cu(OH)2.
همانطور که قبلا ذکر شد، قلیایی ها و اسیدها وارد می شوندواکنش خنثی سازی، نمک و آب تشکیل می شود:
NaOH + HCl=NaCl + H2O.
قلیاها تنها در صورتی با دیگر بازها واکنش می دهند که هیدروکسیدهای فلزات آمفوتریک باشند:
NaOH + Al(OH)3=Na[Al(OH)4].
برخی از آنها می توانند با بسیاری از مواد آلی تعامل داشته باشند: استرها، آمیدها، الکل های چند هیدرولیکی:
2C2H6O2 + 2NaOH=C2H4O2Na2 + 2H2O (محصول واکنش آلکوکسید سدیم است).
چگونه ته پاهای محکم ساخته می شوند
قلیایی ها به روش های مختلفی هم در صنعت و هم در آزمایشگاه به دست می آیند.
در صنایع صنعتی روشهای مختلفی برای تولید مواد قلیایی وجود دارد: پیرولیز، آهک، فریت، الکترولیز که بر روی کاتدهای مایع و جامد به روشهای دیافراگمی، غشایی و جیوه ای تقسیم می شود.
این الکترولیز محلولهای کلریدهای سدیم و پتاسیم است که پس از آن کلر و هیدروژن در آند و کاتد آزاد می شود و هیدروکسیدهای مربوطه به دست می آید:
- 2NaCl + 2H2O=H2 + Cl2 + 2 NaOH;
- 2KCl + 2H2O=H2 + Cl2 + 2KOH.
وقتی پیرولیز در 1000 درجه، تشکیل اکسید سدیم در مرحله اول اتفاق می افتد:
Na2CO3=Na2O + CO2.
در مرحله دوم، اکسید خنک شده به دست آمده را در آب حل می کنند و در نتیجه قلیایی لازم به دست می آید:
Na2O + H2O=2NaOH.
آزمایشگاه ها نیز از الکترولیز استفاده می کنند. قلیایی ها را نیز می توان با قرار دادن فلزات مربوطه در برابر آب یا با واکنش نمک این فلزات با سایر بازها به دست آورد که در نتیجه آنقلیایی لازم بدست می آید و دومین محصول واکنش نامحلول در آب نمک است.
وقتی سزیم و آب برهم کنش دارند، هیدروکسید سزیم به دست می آید و هیدروژن آزاد می شود (واکنش حتی در دمای -120 درجه ادامه می یابد):
2Cs + 2H2O=2CsOH + H2.
در نتیجه اثر آب بر روی اکسید لیتیوم، قلیایی به دست می آید:
Li2O + 2H2O=2LiOH + H2.
برنامه
بر اساس تعریفی که قلیایی چیست، می توان فهمید که آنها نه تنها در صنعت، بلکه در زندگی روزمره نیز به طور گسترده استفاده می شوند:
- ضدعفونی استخرها برای ماهیگیری.
- به عنوان کود.
- در داروسازی.
- در تولید کاغذ.
- تولید لاستیک مصنوعی.
- دریافت صابون و مواد شوینده.
- اجزای الکترولیت در باتری های قلیایی.
- جاذب دی اکسید کربن (لیتیوم هیدروکسید).
- تولید روان کننده.
- رنگ در تولید مواد غذایی (افزودنی های غذایی).
- الکترولیت های باتری (هیدروکسید پتاسیم).
- تمیز کردن لوله های فاضلاب و سینک ها از انسداد مواد غذایی.
- خنثی سازی اسید.
- کاتالیزورها در صنایع شیمیایی.
- فرآوری شیمیایی عکس ها.
احتیاطات
واضح است که قلیایی هایی مانند هیدروکسیدهای سدیم، لیتیوم، پتاسیم، سزیم و غیره می توانند به شدت به پوست و غشاهای مخاطی چشم آسیب بزنند و بسوزانند، حتی اگر کوچکترین ذرات این ترکیب به آنجا برسند. برای جلوگیری از ایناستفاده از عینک، دستکش لاستیکی و لباس‌هایی که با مواد خاصی که اجازه نمی‌دهند مواد با مواد قلیایی برهمکنش داشته باشند، استفاده شود.
