Kjemi er en vitenskap som studerer ulike reaksjoner som forekommer i naturen, samt interaksjonen mellom noen forbindelser og andre. Hovedstoffene her er syrer og alkalier, reaksjonene mellom disse kalles vanligvis nøytralisering. De fører til dannelsen av et vannløselig s alt.
Hva er lut
Hydroksider av alkaliske (metaller fra den første gruppen av hoved-(A)-undergruppen i det periodiske systemet for kjemiske elementer til D. I. Mendeleev) og jordalkali (metaller fra den andre gruppen av hoved-(A)-undergruppen, inkludert kalsium) metaller som interagerer voldsomt med vann og løses helt opp i det, kalles alkalier. Siden de er i stand til å ødelegge organisk materiale (lær, tre, papir), kalles de kaustiske. For eksempel er kaliumhydroksid (KOH) kaustisk kalium, barium (Ba(OH)2) er kaustisk barium, og så videre.
Fysiske egenskaper til sterke baser
Basert på definisjonen av hva en alkali er, kan vi legge til at disse hydroksydene også er fast hygroskopiske (i stand til å absorbere damp fra luftenvann) hvit substans. De sterkeste alkaliene er cesiumhydroksider CsOH og radium Ra(OH)2. Alkalireaksjoner er oftest ledsaget av frigjøring av varme (eksotermisk). De fysiske egenskapene til slike baser inkluderer også deres evne til å løse seg opp i noen organiske forbindelser, for eksempel i alkoholer: metanol og etanol.
Kjemiske egenskaper
Løsninger av alkalier er i stand til å inngå ulike reaksjoner.
Sterke baser har evnen til å samhandle med sure og amfotere oksider:
- KOH + SO3=K2SO4 + H2O (SO3 er et surt oksid);
- 2KOH + Al2O3=2KAlO2 + H2O (fusjonsreaksjon, finner sted ved oppvarming, der Al2O3 er et amfotært oksid);
- 2KOH + Al2O3 + 3H2O=2K[Al(OH)4] (reaksjonen fortsetter med dannelsen av et løselig komplekss alt - kaliumtetrahydroksoaluminat).
Ved reaksjon med amfotere metaller (Zn, Al og andre), er det også mulig å danne både en smelte og det tilsvarende komplekse s altet. Dessuten er begge reaksjonene ledsaget av utviklingen av gassformig hydrogen:
- 2KOH + 2Al=2KAlO2 + H2;
- 2KOH + 2Al + 6H2O=2K[Al(OH)4] + 3H2.
Alkalier er også i stand til å reagere med s alter, noe som resulterer i dannelsen av en annen base og et annet s alt. Betingelsen for at reaksjonen skal forløpe er at som et resultat må ett av de dannede stoffene være uløselig i vann:
NaOH + CuSO4=Na2SO4 + Cu(OH)2.
Som tidligere nevnt, inngår alkalier og syrernøytraliseringsreaksjon, s alt og vann dannes:
NaOH + HCl=NaCl + H2O.
Alkalier reagerer med andre baser bare hvis de er hydroksyder av amfotere metaller:
NaOH + Al(OH)3=Na[Al(OH)4].
Noen av dem kan samhandle med mange organiske stoffer: estere, amider, flerverdige alkoholer:
2C2H6O2 + 2NaOH=C2H4O2Na2 + 2H2O (reaksjonsproduktet er natriumalkoksyd).
Hvor sterke bunner lages
Alkalier fås på ulike måter både i industrien og i laboratorier.
I industriindustrien er det flere metoder for å produsere alkalier: pyrolyse, kalk, ferritt, elektrolyse, som er delt inn i diafragma-, membran- og kvikksølvmetoder på flytende og faste katoder.
Dette er elektrolyse av løsninger av natrium- og kaliumklorider, hvoretter klor og hydrogen frigjøres ved anoden og katoden, og de tilsvarende hydroksydene oppnås:
- 2NaCl + 2H2O=H2 + Cl2 + 2NaOH;
- 2KCl + 2H2O=H2 + Cl2 + 2KOH.
Ved pyrolyse ved 1000 grader skjer dannelsen av natriumoksid i det første trinnet:
Na2CO3=Na2O + CO2.
På det andre trinnet løses det resulterende avkjølte oksidet i vann, som et resultat av dette oppnås nødvendig alkali:
Na2O + H2O=2NaOH.
Laboratorier bruker også elektrolyse. Alkalier kan også oppnås ved å utsette de tilsvarende metallene for vann eller ved å reagere s alter av disse metallene med andre baser, som et resultat av atdet nødvendige alkali oppnås og det andre produktet av reaksjonen, uløselig i vann, er s alt.
Når cesium og vann interagerer, oppnås cesiumhydroksid og hydrogen frigjøres (reaksjonen fortsetter selv ved en temperatur på -120 grader):
2Cs + 2H2O=2CsOH + H2.
Som et resultat av vanns virkning på litiumoksid, oppnås alkali:
Li2O + 2H2O=2LiOH + H2.
Application
Basert på selve definisjonen av hva alkali er, kan man forstå at de er mye brukt ikke bare i industrien, men også i hverdagen:
- Desinfeksjon av dammer for fiske.
- Som gjødsel.
- I farmasøytiske produkter.
- I papirproduksjon.
- Produksjon av syntetisk gummi.
- Få såpe og vaskemidler.
- Elektrolyttkomponenter i alkaliske batterier.
- Karbondioksidabsorber (litiumhydroksid).
- Produksjon av smøremidler.
- Fargestoffer i matproduksjon (mattilsetningsstoffer).
- Batterielektrolytter (kaliumhydroksid).
- Rengjøring av kloakkrør og vasker fra matblokkeringer.
- Syrenøytralisering.
- Katalysatorer i kjemisk industri.
- Kjemisk behandling av bilder.
Forsiktighetsregler
Det blir åpenbart at alkalier som hydroksyder av natrium, litium, kalium, cesium og andre kan skade og brenne huden og slimhinnene i øynene alvorlig, selv om de minste partiklene i forbindelsen kommer dit. For å forhindre dettedet er nødvendig å bruke vernebriller, gummihansker og kjeledress som er behandlet med spesielle stoffer som ikke lar materialet samhandle med alkalier.
