Aux principales classes de substances inorganiques, saufoxydes, acides et sels, fait référence à un groupe de composés appelés bases ou hydroxydes. Tous ont un plan unique pour la structure de la molécule: ils contiennent nécessairement dans sa composition un ou plusieurs groupements hydroxyles liés à un ion métallique. Les hydroxydes basiques sont génétiquement liés aux oxydes et sels métalliques; cela détermine non seulement leurs propriétés chimiques, mais aussi les méthodes de production en laboratoire et dans l'industrie.
Il existe plusieurs formes de classificationbases, qui sont basées à la fois sur les caractéristiques du métal qui fait partie de la molécule et sur la capacité de la substance à se dissoudre dans l'eau. Dans notre article, nous examinerons ces caractéristiques des hydroxydes, et nous nous familiariserons également avec leurs propriétés chimiques, dont dépend l'utilisation de bases dans l'industrie et la vie quotidienne.
Propriétés physiques
Toutes les bases formées par des actifs oules métaux typiques sont des solides avec une large plage de fusion. En ce qui concerne l'eau, ils sont divisés en facilement solubles - les alcalis et insolubles dans l'eau. Par exemple, les hydroxydes basiques contenant des éléments du groupe IA comme cations sont facilement solubles dans l'eau et sont des électrolytes puissants. Ils sont savonneux au toucher, corrodent le tissu, la peau et sont appelés alcalins. Lors de leur dissociation, des ions OH se retrouvent dans la solution-déterminé à l'aide d'indicateurs. Par exemple, la phénolphtaléine incolore devient cramoisie en milieu alcalin. Les solutions et les mélanges d'hydroxydes de sodium, de potassium, de baryum et de calcium sont des électrolytes, c.-à-d. conduisent le courant électrique et sont considérés comme des conducteurs du second type. Les bases solubles les plus couramment utilisées dans l'industrie comprennent environ 11 composés, par exemple, tels que les hydroxydes basiques de sodium, de potassium, d'ammonium, etc.
Structure de la molécule de base
Entre le cation métallique et les anions hydroxylegroupes dans une molécule de substance, une liaison ionique est formée. Il est suffisamment fort pour les hydroxydes insolubles dans l'eau, de sorte que les molécules d'eau polaires ne sont pas capables de détruire le réseau cristallin d'un tel composé. Les alcalis sont des substances stables et ne forment pratiquement pas d'oxyde et d'eau lorsqu'ils sont chauffés. Ainsi, les principaux hydroxydes de potassium et de sodium bouillent à des températures supérieures à 1000 ° C, alors qu'ils ne se décomposent pas. Dans les formules graphiques de toutes les bases, on voit clairement que l'atome d'oxygène du groupe hydroxyle est lié par une liaison covalente avec l'atome de métal et l'autre avec l'atome d'hydrogène. La structure de la molécule et le type de liaison chimique déterminent non seulement les caractéristiques physiques, mais également toutes les caractéristiques chimiques des substances. Attardons-nous sur eux plus en détail.
Calcium et magnésium et caractéristiques des propriétés de leurs composés
Les deux éléments sont typiquesmétaux actifs et peuvent interagir avec l'oxygène et l'eau. Le produit de la première réaction est l'oxyde basique. L'hydroxyde est formé à la suite d'un processus exothermique qui produit une grande quantité de chaleur. Les bases de calcium et de magnésium sont des substances poudreuses blanches peu solubles. Les noms suivants sont souvent utilisés pour les composés calciques: lait de chaux (s'il s'agit d'une suspension dans l'eau) et eau de chaux. En tant qu'hydroxyde basique typique, Ca (OH)2 interagit avec l'acide et l'amphotèreles oxydes, les acides et les bases amphotères, par exemple avec les hydroxydes d'aluminium et de zinc. Contrairement aux alcalis typiques, qui résistent à la chaleur, les composés de magnésium et de calcium se décomposent en oxyde et en eau sous l'influence de la température. Les deux bases, en particulier Ca (OH)2, sont largement utilisés dans l'industrie, l'agriculture et les besoins des ménages. Examinons plus en détail leur application.
Portées des composés de calcium et de magnésium
Il est bien connu qu'ils utilisent dans la constructionun matériau chimique appelé duvet ou chaux éteinte. Ceci est la base de calcium. Le plus souvent, il est obtenu par la réaction de l'eau avec de l'oxyde de calcium basique. Les propriétés chimiques des hydroxydes basiques leur permettent d'être largement utilisés dans divers secteurs de l'économie nationale. Par exemple, pour la purification des impuretés dans la production de sucre brut, pour la production d'eau de Javel, dans le blanchiment des fils de coton et de lin. Avant l'invention des échangeurs d'ions - échangeurs de cations, des bases de calcium et de magnésium étaient utilisées dans les technologies d'adoucissement de l'eau, ce qui permettait de se débarrasser des hydrocarbonates qui détérioraient sa qualité. Pour ce faire, de l'eau a été bouillie avec une petite quantité de carbonate de sodium ou de chaux éteinte. Une suspension aqueuse d'hydroxyde de magnésium peut être utilisée comme agent thérapeutique pour les patients souffrant de gastrite pour réduire l'acidité du suc gastrique.
Propriétés des oxydes et hydroxydes basiques
Ces groupes sont les plus importants pour les substances.réactions avec les oxydes acides, les acides, les bases amphotères et les sels. De manière intéressante, les bases insolubles telles que les hydroxydes de cuivre, de fer ou de nickel ne peuvent pas être obtenues par réaction directe de l'oxyde avec l'eau. Dans ce cas, le laboratoire utilise la réaction entre le sel correspondant et l'alcali. En conséquence, des bases se forment, qui précipitent. Par exemple, cela donne un précipité bleu d'hydroxyde de cuivre, un précipité vert à base de fer ferreux. Par la suite, ils sont évaporés en substances solides en poudre liées aux hydroxydes insolubles dans l'eau. Une caractéristique distinctive de ces composés est que lorsqu'ils sont exposés à des températures élevées, ils se décomposent en oxyde et en eau correspondants, ce qui ne peut être dit des alcalis. Après tout, les bases hydrosolubles sont thermiquement stables.
Capacité d'électrolyse
Continuer à étudier les propriétés de base des hydroxydes,Arrêtons-nous sur une autre ligne par laquelle il est possible de distinguer les bases des métaux alcalins et alcalino-terreux des composés insolubles dans l'eau. C'est l'impossibilité pour ces derniers de se dissocier en ions sous l'influence d'un courant électrique. Au contraire, les masses fondues et les solutions d'hydroxydes de potassium, de sodium, de baryum, de strontium sont facilement électrolysées et sont des conducteurs du second type.
Obtenir des motifs
Parler des propriétés de cette classe de substances inorganiquessubstances, nous avons partiellement répertorié les réactions chimiques sous-jacentes à leur production en laboratoire et en conditions industrielles. La méthode la plus accessible et économiquement viable est la décomposition thermique du calcaire naturel, qui se traduit par la chaux vive. Si vous réagissez avec de l'eau, cela forme un hydroxyde basique - Ca (OH)2... Un mélange de cette substance avec du sable et de l'eau s'appellemortier. Il continue d'être utilisé pour le plâtrage des murs, pour la reliure des briques et dans d'autres types de travaux de construction. Des alcalis peuvent également être obtenus en faisant réagir les oxydes correspondants avec de l'eau. Par exemple: K2O + H2O = 2KON. Le processus est exothermique et produit beaucoup de chaleur.
Interaction des alcalis avec les oxydes acides et amphotères
Les propriétés chimiques caractéristiques du soluble dansl'eau des bases peut être attribuée à leur capacité à former des sels dans des réactions avec des oxydes contenant des atomes non métalliques dans des molécules, par exemple, comme le dioxyde de carbone, le dioxyde de soufre ou l'oxyde de silicium. En particulier, l'hydroxyde de calcium est utilisé pour sécher les gaz, et les hydroxydes de sodium et de potassium sont utilisés pour obtenir les carbonates correspondants. Les oxydes de zinc et d'aluminium, qui sont des substances amphotères, peuvent interagir avec les acides et les alcalis. Dans ce dernier cas, des composés complexes, tels que l'hydroxozincate de sodium, peuvent être formés.
Réaction de neutralisation
L'une des propriétés les plus importantes des bases, commeinsoluble dans l'eau et les alcalis, est leur capacité à réagir avec des acides inorganiques ou organiques. Cette réaction se réduit à l'interaction entre deux types d'ions: l'hydrogène et les groupes hydroxyle. Il conduit à la formation de molécules d'eau: HCI + KOH = KCI + H2SUR . Du point de vue de la théorie de la dissociation électrolytique, toute la réaction est réduite à la formation d'un électrolyte faible et légèrement dissocié - l'eau.
Dans l'exemple ci-dessus, un sel moyen s'est formé -chlorure de potassium. Si, pour la réaction, des hydroxydes de nature basique sont pris en une quantité inférieure à celle nécessaire pour la neutralisation complète du polyacide, alors lors de l'évaporation du produit résultant, on trouve des cristaux du sel d'acide. La réaction de neutralisation joue un rôle important dans les processus métaboliques se produisant dans les systèmes vivants - les cellules et leur permet de neutraliser l'excès d'ions hydrogène s'accumulant dans les réactions de dissimilation à l'aide de leurs propres complexes tampons.
