Chemie is een wetenschap die verschillende reacties bestudeert die in de natuur voorkomen, evenals de interactie van sommige verbindingen met andere. De belangrijkste stoffen hier zijn zuren en logen, de reacties waartussen gewoonlijk neutralisatie worden genoemd. Ze leiden tot de vorming van een in water oplosbaar zout.
Wat is loog
Alkalische hydroxiden (metalen van de eerste groep van de hoofdsubgroep (A) in het periodiek systeem van chemische elementen van D. I. Mendelejev) en aardalkali (metalen van de tweede groep van de hoofdsubgroep (A), inclusief calcium) metalen die heftig in wisselwerking staan met water en er volledig in oplossen, worden alkaliën genoemd. Omdat ze organisch materiaal (leer, hout, papier) kunnen vernietigen, worden ze bijtend genoemd. Kaliumhydroxide (KOH) is bijvoorbeeld bijtend kalium, barium (Ba(OH)2) is bijtend barium, enzovoort.
Fysieke eigenschappen van sterke basen
Op basis van de definitie van wat een alkali is, kunnen we hieraan toevoegen dat deze hydroxiden ook vast hygroscopisch zijn (in staat om dampen uit de lucht te absorberenwater) witte substantie. De sterkste alkaliën zijn cesiumhydroxiden CsOH en radium Ra(OH)2. Alkalireacties gaan meestal gepaard met het vrijkomen van warmte (exotherm). De fysische eigenschappen van dergelijke basen omvatten ook hun vermogen om op te lossen in sommige organische verbindingen, bijvoorbeeld in alcoholen: methanol en ethanol.
Chemische eigenschappen
Oplossingen van alkaliën kunnen verschillende reacties aangaan.
Sterke basen kunnen interageren met zure en amfotere oxiden:
- KOH + SO3=K2SO4 + H2O (SO3 is een zuur oxide);
- 2KOH + Al2O3=2KAlO2 + H2O (fusiereactie, vindt plaats bij verhitting, waarbij Al2O3 een amfoteer oxide is);
- 2KOH + Al2O3 + 3H2O=2K[Al(OH)4] (de reactie verloopt met de vorming van een oplosbaar complexzout - kaliumtetrahydroxoaluminaat).
Bij reactie met amfotere metalen (Zn, Al en andere) is de vorming van zowel een smelt als het overeenkomstige complexe zout ook mogelijk. Bovendien gaan beide reacties gepaard met de ontwikkeling van gasvormig waterstof:
- 2KOH + 2Al=2KAlO2 + H2;
- 2KOH + 2Al + 6H2O=2K[Al(OH)4] + 3H2.
Alkaliën kunnen ook reageren met zouten, wat resulteert in de vorming van een andere base en een ander zout. Voorwaarde voor het verlopen van de reactie is dat daardoor één van de gevormde stoffen onoplosbaar moet zijn in water:
NaOH + CuSO4=Na2SO4 + Cu(OH)2.
Zoals eerder vermeld, gaan alkaliën en zuren inneutralisatiereactie, zout en water worden gevormd:
NaOH + HCl=NaCl + H2O.
Alkaliën reageren alleen met andere basen als het hydroxiden van amfotere metalen zijn:
NaOH + Al(OH)3=Na[Al(OH)4].
Sommige van hen kunnen interageren met veel organische stoffen: esters, amiden, meerwaardige alcoholen:
2C2H6O2 + 2NaOH=C2H4O2Na2 + 2H2O (het reactieproduct is natriumalkoxide).
Hoe sterke bodems worden gemaakt
Alkaliën worden op verschillende manieren verkregen, zowel in de industrie als in laboratoria.
In de industriële industrie zijn er verschillende methoden voor het produceren van alkaliën: pyrolyse, kalk, ferriet, elektrolyse, die is onderverdeeld in diafragma-, membraan- en kwikmethoden op vloeibare en vaste kathoden.
Dit is de elektrolyse van oplossingen van natrium- en kaliumchloride, waarna chloor en waterstof vrijkomen aan de anode en kathode, en de overeenkomstige hydroxiden worden verkregen:
- 2NaCl + 2H2O=H2 + Cl2 + 2NaOH;
- 2KCl + 2H2O=H2 + Cl2 + 2KOH.
Bij pyrolyse bij 1000 graden vindt de vorming van natriumoxide plaats in de eerste fase:
Na2CO3=Na2O + CO2.
In de tweede fase wordt het resulterende afgekoelde oxide opgelost in water, waardoor de benodigde alkali wordt verkregen:
Na2O + H2O=2NaOH.
Laboratoria gebruiken ook elektrolyse. Alkaliën kunnen ook worden verkregen door de overeenkomstige metalen bloot te stellen aan water of door zouten van deze metalen te laten reageren met andere basen, waardoorde noodzakelijke alkali wordt verkregen en het tweede product van de reactie, onoplosbaar in water, is zout.
Wanneer cesium en water interageren, wordt cesiumhydroxide verkregen en komt waterstof vrij (de reactie verloopt zelfs bij een temperatuur van -120 graden):
2Cs + 2H2O=2CsOH + H2.
Als gevolg van de inwerking van water op lithiumoxide wordt alkali verkregen:
Li2O + 2H2O=2LiOH + H2.
Toepassing
Op basis van de definitie van wat alkali is, kan men begrijpen dat ze veel worden gebruikt, niet alleen in de industrie, maar ook in het dagelijks leven:
- Ontsmetting van vijvers om te vissen.
- Als meststof.
- In farmaceutische producten.
- In papierproductie.
- Productie van synthetisch rubber.
- Zeep en wasmiddelen kopen.
- Elektrolytcomponenten in alkalinebatterijen.
- Kooldioxide-absorbeerder (lithiumhydroxide).
- Productie van smeermiddelen.
- Kleurstoffen in voedselproductie (levensmiddelenadditieven).
- Accu-elektrolyten (kaliumhydroxide).
- Reinigen van rioolbuizen en gootstenen van voedselblokkades.
- Zuurneutralisatie.
- Katalysatoren in de chemische industrie.
- Chemische verwerking van foto's.
Voorzorgsmaatregelen
Het wordt duidelijk dat alkaliën zoals hydroxiden van natrium, lithium, kalium, cesium en andere de huid en slijmvliezen van de ogen ernstig kunnen beschadigen en verbranden, zelfs als de kleinste deeltjes van de verbinding daar terechtkomen. Om dit te voorkomenhet is noodzakelijk om een veiligheidsbril, rubberen handschoenen en overalls te dragen die zijn behandeld met speciale stoffen waardoor het materiaal niet in contact kan komen met alkaliën.
