Veel oxiden van actieve metalen, zoals oxiden van kalium, natrium of lithium, kunnen een wisselwerking aangaan met water. In dit geval worden in de reactieproducten verbindingen gevonden die verband houden met hydroxiden. De eigenschappen van deze stoffen, de kenmerken van het verloop van chemische processen waarbij basen betrokken zijn, zijn te wijten aan de aanwezigheid van een hydroxylgroep in hun moleculen. Dus bij de reacties van elektrolytische dissociatie worden basen gesplitst in metaalionen en anionen OH-. Hoe basen interageren met niet-metaaloxiden, zuren en zouten, zullen we in ons artikel bespreken.
Nomenclatuur en structuur van het molecuul
Om de base correct te noemen, moet je het woord hydroxide toevoegen aan de naam van het metalen element. Laten we specifieke voorbeelden geven. De aluminiumbase behoort tot amfotere hydroxiden, waarvan we de eigenschappen in het artikel zullen bespreken. De verplichte aanwezigheid in basismoleculen van een hydroxylgroep gebonden aan een metaalkation door een ionische bindingstype kan worden bepaald met behulp vanindicatoren zoals fenolftaleïne. In het aquatisch milieu wordt een overmaat aan OH--ionen bepaald door een verandering van de kleur van de indicatoroplossing: kleurloos fenolftaleïne wordt karmozijnrood. Als een metaal meerdere valenties vertoont, kan het meerdere basen vormen. IJzer heeft bijvoorbeeld twee basen, waarin de valentie van het metaal 2 of 3 is. De eerste verbinding wordt gekenmerkt door tekenen van basische hydroxiden, de tweede is amfoteer. Daarom verschillen de eigenschappen van hogere hydroxiden van verbindingen waarin het metaal een lagere valentiegraad heeft.
Fysieke kenmerken
De bases zijn vaste stoffen die bestand zijn tegen hitte. Met betrekking tot water zijn ze verdeeld in oplosbaar (alkali) en onoplosbaar. De eerste groep wordt gevormd door chemisch actieve metalen - elementen van de eerste en tweede groep. In water onoplosbare stoffen zijn samengesteld uit atomen van andere metalen, waarvan de activiteit inferieur is aan die van natrium, kalium of calcium. Voorbeelden van dergelijke verbindingen zijn ijzer- of koperbasen. De eigenschappen van hydroxiden zijn afhankelijk van de groep stoffen waartoe ze behoren. Alkaliën zijn dus thermisch stabiel en ontleden niet bij verhitting, terwijl in water onoplosbare basen worden vernietigd onder invloed van hoge temperaturen, waarbij een oxide en water worden gevormd. Een koperbasis ontleedt bijvoorbeeld als volgt:
Cu(OH)2=CuO + H2O
Chemische eigenschappen van hydroxiden
De interactie tussen de twee belangrijkste groepen verbindingen -zuren en basen worden in de chemie neutralisatiereacties genoemd. Deze naam kan worden verklaard door het feit dat chemisch agressieve hydroxiden en zuren neutrale producten vormen - zouten en water. Omdat het in feite een uitwisselingsproces is tussen twee complexe stoffen, is neutralisatie kenmerkend voor zowel alkaliën als in water onoplosbare basen. Hier is de vergelijking voor de neutralisatiereactie tussen kaliloog en zoutzuur:
KOH + HCl=KCl + H2O
Een belangrijke eigenschap van alkalimetaalbasen is hun vermogen om te reageren met zure oxiden, wat resulteert in zout en water. Door bijvoorbeeld koolstofdioxide door natriumhydroxide te leiden, kunt u het carbonaat en water krijgen:
2NaOH + CO2=Na2CO3 + H 2O
Ionenuitwisselingsreacties omvatten de interactie tussen alkaliën en zouten, wat leidt tot de vorming van onoplosbare hydroxiden of zouten. Dus door druppelsgewijs een oplossing van bijtende soda toe te voegen aan een oplossing van kopersulfaat, kun je een blauwe gelei-achtige neerslag krijgen. Het is een koperen basis, onoplosbaar in water:
CuSO4 + 2NaOH=Cu(OH)2 + Na2 SO 4
De chemische eigenschappen van hydroxiden, die onoplosbaar zijn in water, verschillen van alkaliën doordat ze water verliezen bij lichte verhitting - ze drogen uit en veranderen in de vorm van het overeenkomstige basische oxide.
Gronden met dubbele eigenschappen
Als een element of een complexe stof kan reageren met zowel zuren als logen, wordt het amfoteer genoemd. Deze omvatten bijvoorbeeld zink,aluminium en hun bases. De eigenschappen van amfotere hydroxiden maken het mogelijk om hun molecuulformules zowel in de vorm van basen, terwijl de hydroxogroep isoleert, als in de vorm van zuren te schrijven. Laten we verschillende vergelijkingen presenteren voor de reacties van een aluminiumbase met zoutzuur en natriumhydroxide. Ze illustreren de bijzondere eigenschappen van amfotere hydroxiden. De tweede reactie vindt plaats met het verval van alkali:
2Al(OH)3 + 6HCl=2AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + NaOH=NaAlO2 + 2H2O
De producten van de processen zijn water en zouten: aluminiumchloride en natriumaluminaat. Alle amfotere basen zijn onoplosbaar in water. Ze worden gewonnen als resultaat van de interactie van de overeenkomstige zouten en alkaliën.
Verkrijgings- en toepassingsmethoden
In de industrie die grote hoeveelheden alkaliën vereist, worden deze verkregen door elektrolyse van zouten die kationen van actieve metalen van de eerste en tweede groep van het periodiek systeem bevatten. De grondstof voor de extractie, bijvoorbeeld natronloog, is een oplossing van keukenzout. De reactievergelijking zal zijn:
2NaCl + 2H2O=2NaOH + H2 + Cl2
De basen van laagactieve metalen in het laboratorium worden verkregen door de interactie van alkaliën met hun zouten. De reactie behoort tot het type ionenuitwisseling en eindigt met het neerslaan van de base. Een eenvoudige manier om alkaliën te verkrijgen is een substitutiereactie tussen het actieve metaal en water. Het gaat gepaard met verwarming van het reagerende mengsel en is van het exotherme type.
Eigenschappen van hydroxiden worden gebruikt in de industrie. Hierbij spelen alkaliën een bijzondere rol. Ze worden gebruikt als reinigers voor kerosine en benzine, voor het maken van zeep, het verwerken van natuurlijk leer en in technologieën voor de productie van rayon en papier.
