Die hoofklasse van anorganiese stowwe, benewens oksiede, sure en soute, sluit 'n groep verbindings in wat basisse of hidroksiede genoem word. Almal van hulle het 'n enkele molekulêre struktuurplan: hulle bevat noodwendig een of meer hidroksielgroepe wat aan 'n metaalioon gekoppel is in die samestelling daarvan. Basiese hidroksiede is geneties verwant aan metaaloksiede en soute, wat nie net hul chemiese eienskappe bepaal nie, maar ook metodes om in die laboratorium en industrie te verkry.
Daar is verskeie vorme van klassifikasie van basisse, wat beide gebaseer is op die eienskappe van die metaal wat deel is van die molekule, en op die vermoë van die stof om in water op te los. In ons artikel sal ons hierdie kenmerke van hidroksiede oorweeg, asook kennis maak met hul chemiese eienskappe, waarvan die gebruik van basisse in die industrie en alledaagse lewe afhang.
Fisiese eienskappe
Alle basisse wat deur aktiewe of tipiese metale gevorm word, is vaste stowwe met 'n wye reeks smeltpunte. Met betrekking tot water, hulleword verdeel in hoogs oplosbaar - alkali en onoplosbaar in water. Byvoorbeeld, basiese hidroksiede wat groep IA-elemente as katione bevat, los maklik in water op en is sterk elektroliete. Hulle is seperig om aan te raak, korrodeer stof, vel en word alkalies genoem. Wanneer hulle in oplossing dissosieer, word OH- ione opgespoor, wat met behulp van aanwysers bepaal word. Kleurlose fenolftaleïen word byvoorbeeld bloedrooi in 'n alkaliese medium. Beide oplossings en smelt van natrium-, kalium-, barium- en kalsiumhidroksiede is elektroliete; elektrisiteit gelei en word beskou as geleiers van die tweede soort. Oplosbare basisse, wat die meeste in die industrie gebruik word, sluit ongeveer 11 verbindings in, soos basiese hidroksiede van natrium, kalium, ammonium, ens.
Die struktuur van die basismolekule
'n Ioonbinding word gevorm tussen 'n metaalkation en anione van hidroksielgroepe in 'n stofmolekule. Dit is sterk genoeg vir water-onoplosbare hidroksiede, so polêre watermolekules is nie in staat om die kristalrooster van so 'n verbinding te vernietig nie. Alkalies is stabiele stowwe en vorm feitlik nie oksied en water wanneer dit verhit word nie. Dus kook die basiese hidroksiede van kalium en natrium by temperature bo 1000 ° C, terwyl hulle nie ontbind nie. In die grafiese formules van alle basisse word dit duidelik gesien dat die suurstofatoom van die hidroksielgroep deur een kovalente binding aan die metaalatoom en die ander aan die waterstofatoom gebind is. Die struktuur van die molekule en die tipe chemiese binding bepaal nie net fisies nie, maaren alle chemiese eienskappe van stowwe. Kom ons stilstaan by hulle in meer besonderhede.
Kalsium en magnesium en kenmerke van die eienskappe van hul verbindings
Albei elemente is tipiese verteenwoordigers van aktiewe metale en kan met suurstof en water in wisselwerking tree. Die produk van die eerste reaksie is 'n basiese oksied. Die hidroksied word gevorm as gevolg van 'n eksotermiese proses wat 'n groot hoeveelheid hitte vrystel. Kalsium- en magnesiumbasisse is moeilik oplosbare wit poeieragtige stowwe. Die volgende name word dikwels vir kalsiumverbindings gebruik: kalkmelk (as dit 'n suspensie in water is) en kalkwater. Omdat dit 'n tipiese basiese hidroksied is, tree Ca(OH)2 in wisselwerking met suur- en amfoteriese oksiede, sure en amfoteriese basisse, soos aluminium- en sinkhidroksiede. Anders as tipiese hittebestande alkalië, ontbind magnesium- en kalsiumverbindings in oksied en water onder die invloed van temperatuur. Albei basisse, veral Ca(OH)2, word wyd gebruik in nywerheid, landbou en huishoudelike behoeftes. Kom ons oorweeg hul aansoek verder.
Toedieningsvelde van kalsium- en magnesiumverbindings
Dit is welbekend dat konstruksie 'n chemiese materiaal gebruik wat pluis of gebluste kalk genoem word. Dit is 'n kalsiumbasis. Meestal word dit verkry deur die reaksie van water met basiese kalsiumoksied. Die chemiese eienskappe van basiese hidroksiede laat hulle toe om wyd gebruik te word in verskeie takke van die nasionale ekonomie. Byvoorbeeld, om onsuiwerhede in produksie skoon te maakrou suiker, om bleikmiddel te verkry, in die bleik van katoen en linne gare. Voor die uitvinding van ioonuitruilers - katioonuitruilers, is kalsium- en magnesiumbasisse gebruik in waterversagtingstegnologieë, wat dit moontlik gemaak het om ontslae te raak van koolwaterstowwe wat die kwaliteit daarvan afbreek. Om dit te doen, is water gekook met 'n klein hoeveelheid soda-as of gebluste kalk. 'n Waterige suspensie van magnesiumhidroksied kan as 'n middel vir pasiënte met gastritis gebruik word om die suurheid van maagsap te verminder.
Eienskappe van basiese oksiede en hidroksiede
Die belangrikste vir stowwe van hierdie groep is reaksies met suuroksiede, sure, amfoteriese basisse en soute. Interessant genoeg kan onoplosbare basisse soos koper-, yster- of nikkelhidroksiede nie verkry word deur direkte reaksie van die oksied met water nie. In hierdie geval gebruik die laboratorium die reaksie tussen die ooreenstemmende sout en alkali. As gevolg hiervan word basisse gevorm wat neerslaan. Dit is byvoorbeeld hoe 'n blou neerslag van koperhidroksied, 'n groen neerslag van 'n ysterbasis, verkry word. Daarna word hulle verdamp tot vaste poeieragtige stowwe wat verband hou met water-onoplosbare hidroksiede. 'n Kenmerkende kenmerk van hierdie verbindings is dat hulle onder die werking van hoë temperature in die ooreenstemmende oksied en water ontbind, wat nie van alkalies gesê kan word nie. Wateroplosbare basisse is immers termies stabiel.
Elektrolisevermoë
Deur voort te gaan met die bestudering van die basiese eienskappe van hidroksiede, laat ons stilstaan by nog 'n kenmerk waardeur 'n mens die basisse van alkali- en aardalkalimetale van water-onoplosbare verbindings kan onderskei. Dit is die onmoontlikheid van laasgenoemde om onder die invloed van 'n elektriese stroom in ione te dissosieer. Inteendeel, smelte en oplossings van kalium-, natrium-, barium- en strontiumhidroksiede word maklik aan elektrolise onderwerp en is geleiers van die tweede soort.
Kry gronde
Praat oor die eienskappe van hierdie klas anorganiese stowwe, ons het die chemiese reaksies wat onderliggend is aan hul produksie in laboratorium- en industriële toestande gedeeltelik gelys. Die mees toeganklike en koste-effektiewe metode kan beskou word as die termiese ontbinding van natuurlike kalksteen, waardeur ongebrande kalk verkry word. As jy 'n reaksie met water uitvoer, vorm dit 'n basiese hidroksied - Ca (OH) 2. 'n Mengsel van hierdie stof met sand en water word mortel genoem. Dit word steeds gebruik vir die pleister van mure, vir die binding van stene en in ander soorte bouwerk. Alkali kan ook verkry word deur die ooreenstemmende oksiede met water te laat reageer. Byvoorbeeld: K2O + H2O=2KON. Die proses is eksotermies met die vrystelling van 'n groot hoeveelheid hitte.
Interaksie van alkalieë met suur en amfoteriese oksiede
Die kenmerkende chemiese eienskappe van wateroplosbare basisse sluit in hul vermoë om soute te vorm in reaksies met oksiede wat nie-metaalatome in molekules bevat,byvoorbeeld, soos koolstofdioksied, swaeldioksied of silikonoksied. In die besonder word kalsiumhidroksied gebruik om gasse te droog, en natrium- en kaliumhidroksiede om die ooreenstemmende karbonate te verkry. Oksiede van sink en aluminium, verwant aan amfotere stowwe, kan met beide sure en alkalieë in wisselwerking tree. In laasgenoemde geval kan komplekse verbindings gevorm word, soos natriumhidroksosinkaat.
Neutraliseringsreaksie
Een van die belangrikste eienskappe van basisse, beide onoplosbaar in water en alkalieë, is hul vermoë om met anorganiese of organiese sure te reageer. Hierdie reaksie word verminder tot die interaksie tussen twee tipes ione: waterstof- en hidroksielgroepe. Dit lei tot die vorming van watermolekules: HCI + KOH=KCI + H2O. Uit die oogpunt van die teorie van elektrolitiese dissosiasie word die hele reaksie gereduseer tot die vorming van 'n swak, effens gedissosieerde elektroliet - water.
In die voorbeeld hierbo is 'n gemiddelde sout gevorm - kaliumchloried. As basiese hidroksiede vir die reaksie geneem word in 'n hoeveelheid minder as wat nodig is vir die volledige neutralisasie van die polibasiese suur, dan word kristalle van die suur sout by verdamping van die resulterende produk gevind. Die neutralisasiereaksie speel 'n belangrike rol in die metaboliese prosesse wat in lewende sisteme - selle voorkom en laat hulle toe om met behulp van hul eie bufferkomplekse die oortollige hoeveelheid waterstofione wat in dissimilasiereaksies opgehoop word te neutraliseer.
