Molts òxids de metalls actius, com els òxids de potassi, sodi o liti, poden interactuar amb l'aigua. En aquest cas, en els productes de reacció es troben compostos relacionats amb els hidròxids. Les propietats d'aquestes substàncies, les característiques del curs dels processos químics en què intervenen les bases, es deuen a la presència d'un grup hidroxil a les seves molècules. Així, en les reaccions de dissociació electrolítica, les bases es divideixen en ions metàl·lics i anions OH-. Com interaccionen les bases amb els òxids, els àcids i les sals no metàl·lics, tindrem en compte al nostre article.
Nomenclatura i estructura de la molècula
Per anomenar correctament la base, cal afegir la paraula hidròxid al nom de l'element metàl·lic. Posem exemples concrets. La base d'alumini pertany als hidròxids anfòters, les propietats dels quals tindrem en compte a l'article. La presència obligatòria a les molècules de base d'un grup hidroxil unit a un catió metàl·lic mitjançant un tipus d'enllaç iònic es pot determinar mitjançantindicadors com la fenolftaleïna. En el medi aquàtic, un excés d'ions OH- ve determinat per un canvi en el color de la solució indicadora: la fenolftaleïna incolora es torna carmesí. Si un metall presenta múltiples valències, pot formar múltiples bases. Per exemple, el ferro té dues bases, en les quals la valència del metall és 2 o 3. El primer compost es caracteritza per signes d'hidròxids bàsics, el segon és anfòter. Per tant, les propietats dels hidròxids superiors difereixen de les dels compostos en què el metall té un grau de valència més baix.
Característiques físiques
Les bases són sòlids resistents a la calor. En relació a l'aigua, es divideixen en solubles (àlcalis) i insolubles. El primer grup està format per metalls químicament actius: elements del primer i segon grup. Les substàncies insolubles en aigua estan formades per àtoms d' altres metalls, l'activitat dels quals és inferior a la del sodi, potassi o calci. Exemples d'aquests compostos són les bases de ferro o coure. Les propietats dels hidròxids dependran del grup de substàncies al qual pertanyin. Així, els àlcalis són tèrmicament estables i no es descomponen quan s'escalfen, mentre que les bases insolubles en aigua es destrueixen sota l'acció de l' alta temperatura, formant un òxid i aigua. Per exemple, una base de coure es descompon de la següent manera:
Cu(OH)2=CuO + H2O
Propietats químiques dels hidròxids
La interacció entre els dos grups més importants de compostos -els àcids i les bases s'anomenen reaccions de neutralització en química. Aquest nom es pot explicar pel fet que els hidròxids i àcids químicament agressius formen productes neutres: sals i aigua. En ser, de fet, un procés d'intercanvi entre dues substàncies complexes, la neutralització és característica tant dels àlcalis com de les bases insolubles en aigua. Aquesta és l'equació de la reacció de neutralització entre la potassa càustica i l'àcid clorhídric:
KOH + HCl=KCl + H2O
Una propietat important de les bases de metalls alcalins és la seva capacitat de reaccionar amb òxids àcids, donant lloc a sal i aigua. Per exemple, fent passar diòxid de carboni per hidròxid de sodi, podeu obtenir el seu carbonat i aigua:
2NaOH + CO2=Na2CO3 + H 2O
Les reaccions d'intercanvi iònic inclouen la interacció entre àlcalis i sals, que condueix a la formació d'hidròxids o sals insolubles. Per tant, afegint gota a gota una solució de sosa càustica a una solució de sulfat de coure, podeu obtenir un precipitat blau semblant a la gelatina. És una base de coure, insoluble en aigua:
CuSO4 + 2NaOH=Cu(OH)2 + Na2 SO 4
Les propietats químiques dels hidròxids, insolubles en aigua, es diferencien dels àlcalis perquè perden aigua amb un lleuger escalfament: es deshidraten i es converteixen en l'òxid bàsic corresponent.
Terres amb propietats dobles
Si un element o una substància complexa pot reaccionar tant amb àcids com amb àlcalis, s'anomena amfòter. Aquests inclouen, per exemple, zinc,alumini i les seves bases. Les propietats dels hidròxids amfòters permeten escriure les seves fórmules moleculars tant en forma de bases, alhora que aïllen el grup hidroxo, com en forma d'àcids. Presentem diverses equacions per a les reaccions d'una base d'alumini amb àcid clorhídric i hidròxid de sodi. Il·lustren les propietats especials dels hidròxids anfòters. La segona reacció té lloc amb la desintegració de l'àlcali:
2Al(OH)3 + 6HCl=2AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + NaOH=NaAlO2 + 2H2O
Els productes dels processos seran aigua i sals: clorur d'alumini i aluminat de sodi. Totes les bases anfòteres són insolubles en aigua. S'extreuen com a resultat de la interacció de les sals i els àlcalis corresponents.
Mètodes d'obtenció i sol·licitud
A la indústria que requereix grans volums d'àlcalis, s'obtenen per electròlisi de sals que contenen cations de metalls actius del primer i segon grup del sistema periòdic. La matèria primera per a l'extracció, per exemple, el sodi càustic, és una solució de sal comuna. L'equació de la reacció serà:
2NaCl + 2H2O=2NaOH + H2 + Cl2
Les bases dels metalls poc actius al laboratori s'obtenen per la interacció dels àlcalis amb les seves sals. La reacció pertany al tipus d'intercanvi iònic i acaba amb la precipitació de la base. Una manera senzilla d'obtenir àlcalis és una reacció de substitució entre el metall actiu i l'aigua. S'acompanya de l'escalfament de la mescla que reacciona i és de tipus exotèrmic.
Les propietats dels hidròxids s'utilitzen a la indústria. Els àlcalis tenen un paper especial aquí. S'utilitzen com a purificadors de querosè i gasolina, per fabricar sabó, processar cuir natural, així com en tecnologies per a la producció de raió i paper.
