Molti ossidi di metalli attivi, come ossidi di potassio, sodio o litio, possono interagire con l'acqua. In questo caso, nei prodotti di reazione si trovano composti correlati agli idrossidi. Le proprietà di queste sostanze, le caratteristiche del corso dei processi chimici in cui sono coinvolte le basi, sono dovute alla presenza di un gruppo ossidrile nelle loro molecole. Quindi, nelle reazioni di dissociazione elettrolitica, le basi vengono scisse in ioni metallici e anioni OH-. Come le basi interagiscono con ossidi, acidi e sali non metallici, considereremo nel nostro articolo.
Nomenclatura e struttura della molecola
Per nominare correttamente la base, devi aggiungere la parola idrossido al nome dell'elemento metallico. Diamo esempi specifici. La base di alluminio appartiene agli idrossidi anfoteri, le cui proprietà considereremo nell'articolo. La presenza obbligatoria nelle molecole di base di un gruppo ossidrile legato a un catione metallico da un tipo di legame ionico può essere determinata utilizzandoindicatori come la fenolftaleina. Nell'ambiente acquatico, un eccesso di ioni OH- è determinato da un cambiamento nel colore della soluzione dell'indicatore: la fenolftaleina incolore diventa cremisi. Se un metallo mostra più valenze, può formare più basi. Ad esempio, il ferro ha due basi, in cui la valenza del metallo è 2 o 3. Il primo composto è caratterizzato da segni di idrossidi basici, il secondo è anfotero. Pertanto, le proprietà degli idrossidi superiori differiscono dai composti in cui il metallo ha un grado di valenza inferiore.
Caratteristiche fisiche
Le basi sono solidi resistenti al calore. In relazione all'acqua, si dividono in solubili (alcali) e insolubili. Il primo gruppo è formato da metalli chimicamente attivi - elementi del primo e del secondo gruppo. Le sostanze insolubili in acqua sono composte da atomi di altri metalli, la cui attività è inferiore a sodio, potassio o calcio. Esempi di tali composti sono basi di ferro o rame. Le proprietà degli idrossidi dipenderanno dal gruppo di sostanze a cui appartengono. Quindi, gli alcali sono termicamente stabili e non si decompongono se riscaldati, mentre le basi insolubili in acqua vengono distrutte sotto l'azione dell' alta temperatura, formando un ossido e acqua. Ad esempio, una base di rame si decompone come segue:
Cu(OH)2=CuO + H2O
Proprietà chimiche degli idrossidi
L'interazione tra i due più importanti gruppi di composti -acidi e basi sono chiamati reazioni di neutralizzazione in chimica. Questo nome può essere spiegato dal fatto che idrossidi e acidi chimicamente aggressivi formano prodotti neutri: sali e acqua. Essendo, infatti, un processo di scambio tra due sostanze complesse, la neutralizzazione è caratteristica sia degli alcali che delle basi insolubili in acqua. Ecco l'equazione per la reazione di neutralizzazione tra potassa caustica e acido cloridrico:
KOH + HCl=KCl + H2O
Un'importante proprietà delle basi di metalli alcalini è la loro capacità di reagire con gli ossidi acidi, producendo sale e acqua. Ad esempio, facendo passare l'anidride carbonica attraverso l'idrossido di sodio, puoi ottenere il suo carbonato e l'acqua:
2NaOH + CO2=Na2CO3 + H 2O
Le reazioni di scambio ionico includono l'interazione tra alcali e sali, che porta alla formazione di idrossidi o sali insolubili. Quindi, aggiungendo goccia a goccia una soluzione di soda caustica a una soluzione di solfato di rame, puoi ottenere un precipitato gelatinoso blu. È una base di rame, insolubile in acqua:
CuSO4 + 2NaOH=Cu(OH)2 + Na2 SO 4
Le proprietà chimiche degli idrossidi, insolubili in acqua, differiscono dagli alcali in quanto perdono acqua con un leggero riscaldamento - si disidratano, trasformandosi nella forma del corrispondente ossido di base.
Terreni con doppia proprietà
Se un elemento o una sostanza complessa può reagire sia con gli acidi che con gli alcali, si parla di anfotero. Questi includono, ad esempio, zinco,alluminio e le loro basi. Le proprietà degli idrossidi anfoteri consentono di scrivere le loro formule molecolari sia sotto forma di basi, isolando il gruppo idrossido, sia sotto forma di acidi. Presentiamo diverse equazioni per le reazioni di una base di alluminio con acido cloridrico e idrossido di sodio. Illustrano le proprietà speciali degli idrossidi anfoteri. La seconda reazione avviene con il decadimento degli alcali:
2Al(OH)3 + 6HCl=2AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + NaOH=NaAlO2 + 2H2O
I prodotti dei processi saranno acqua e sali: cloruro di alluminio e alluminato di sodio. Tutte le basi anfotere sono insolubili in acqua. Vengono estratti come risultato dell'interazione dei sali e degli alcali corrispondenti.
Metodi di ottenimento e domanda
Nell'industria che richiede grandi volumi di alcali, sono ottenuti per elettrolisi di sali contenenti cationi di metalli attivi del primo e secondo gruppo del sistema periodico. La materia prima per l'estrazione, ad esempio il sodio caustico, è una soluzione di sale comune. L'equazione di reazione sarà:
2NaCl + 2H2O=2NaOH + H2 + Cl2
Le basi dei metalli poco attivi in laboratorio sono ottenute dall'interazione degli alcali con i loro sali. La reazione appartiene al tipo di scambio ionico e termina con la precipitazione della base. Un modo semplice per ottenere alcali è una reazione di sostituzione tra il metallo attivo e l'acqua. È accompagnato dal riscaldamento della miscela reagente ed è di tipo esotermico.
Le proprietà degli idrossidi sono utilizzate nell'industria. Gli alcali svolgono un ruolo speciale qui. Sono usati come depuratori di cherosene e benzina, per la produzione di sapone, per la lavorazione della pelle naturale, nonché nelle tecnologie per la produzione di rayon e carta.
