Į pagrindines neorganinių medžiagų klases, išskyrusoksidai, rūgštys ir druskos, reiškia junginių grupę, vadinamą bazėmis arba hidroksidais. Visi jie turi vieną planą dėl molekulės struktūros: jie savo sudėtyje privalomai turi vieną arba daugiau hidroksilo grupių, sujungtų su metalo jonu. Pagrindiniai hidroksidai yra genetiškai susieti su metalų oksidais ir druskomis, tai sukelia ne tik jų cheminės savybės, bet ir jų paruošimo laboratorijoje ir pramonėje metodus.
Yra keletas klasifikavimo formų.pagrindai, pagrįsti metalo, kuris yra molekulės dalis, savybes ir medžiagos gebėjimą tirpdyti vandenyje. Mūsų straipsnyje aptarsime šias hidroksidų savybes, taip pat susipažinsime su jų cheminėmis savybėmis, nuo kurių priklauso bazių naudojimas pramonėje ir kasdieniame gyvenime.
Fizinės savybės
Visos bazės, susidariusios aktyvios arbatipiški metalai yra kietos medžiagos, turinčios platų lydymosi taškų spektrą. Kalbant apie vandenį, jie skirstomi į labai tirpus - šarmą ir netirpsta vandenyje. Pavyzdžiui, baziniai hidroksidai, kuriuose yra IA grupės elementų katijonai, lengvai ištirpsta vandenyje ir yra stiprūs elektrolitai. Jie yra muilui prisiliesti, korozuoti audiniai, oda ir vadinami šarmais. Kai jie išskiria tirpalą, aptinkami OH jonai.-rodikliai.Pavyzdžiui, bespalvis fenolftaleinas šarminėje terpėje tampa avietėmis. Natrio, kalio, bario, kalcio hidroksidų tirpalai ir lydalai yra elektrolitai, t.y. atlikti elektros srovę ir laikomi antrojo tipo laidais. Tirpios bazės, dažniausiai naudojamos pramonėje, apima apie 11 junginių, pavyzdžiui, natrio, kalio, amonio ir tt bazinius hidroksidus.
Bazinės molekulės struktūra
Между катионом металла и анионами гидроксильных medžiagų molekulės grupės sudaro joninę jungtį. Vandenyje netirpūs hidroksidai yra gana stiprūs, todėl poliarinio vandens molekulės nesugeba sunaikinti tokio junginio kristalinės grotelės. Šarmai yra atsparios medžiagos ir praktiškai nešildo oksido ir vandens. Taigi, bazinis kalio ir natrio hidroksidas virsta aukštesnėje nei 1000 ° C temperatūroje, ir jie neskaidomi. Visų bazių grafinėse formulėse aiškiai matyti, kad hidroksilo grupės deguonies atomas yra susietas su vienu kovalentiniu ryšiu su metalo atomu, o kitas - į vandenilio atomą. Molekulės struktūra ir cheminės jungties tipas lemia ne tik fizines, bet ir visas chemines medžiagų savybes. Išsiaiškinkime juos išsamiau.
Kalcis ir magnis bei jų junginių savybės
Abu elementai yra tipiški atstovai.aktyvūs metalai ir gali bendrauti su deguonimi ir vandeniu. Pirmosios reakcijos produktas yra bazinis oksidas. Hidroksidas susidaro dėl egzoterminio proceso, kuris vyksta su dideliu šilumos kiekiu. Kalcio ir magnio bazės yra silpnai tirpios baltos medžiagos. Kalcio junginiuose dažnai vartojami šie pavadinimai: kalkių pienas (jei jis yra vandenyje suspensija) ir kalkių vanduo. Esant tipiniam baziniam hidroksidui, Ca (OH)2 sąveikauja su rūgštiniu ir amfoteriniuoksidai, rūgštys ir amfoterinės bazės, pavyzdžiui, aliuminio ir cinko hidroksidai. Skirtingai nuo tipiškų šarmų atsparių šarmų, magnio ir kalcio junginiai, veikiant temperatūrai, suskaido į oksidą ir vandenį. Abi bazės, ypač Ca (OH)2Jie plačiai naudojami pramonėje, žemės ūkyje ir namų ūkyje. Apsvarstykite jų taikymą toliau.
Kalcis ir magnio junginiai
Gerai žinoma, kad statyboje taikomacheminę medžiagą, vadinamą pūkuotu kalkėmis. Tai kalcio pagrindas. Dažniausiai jis gaunamas reaguojant vandeniui su baziniu kalcio oksidu. Pagrindinių hidroksidų cheminės savybės leidžia jas plačiai naudoti įvairiuose šalies ūkio sektoriuose. Napimeris, skirtas žaliavinio cukraus gamybos priemaišoms išvalyti, balinimui gaminti, medvilnės ir lino verpalų balinimui. Prieš išradžiant jonų mainus - katijonų mainus, kalcio ir magnio pagrindai buvo naudojami vandens minkštinimo technologijose, kurios leido atsikratyti angliavandenilių, kurie kenkia jo kokybei. Norėdami tai padaryti, vanduo buvo virinamas su nedideliu kiekiu natrio karbonato arba gesintų kalkių. Magnio hidroksido vandeninė suspensija gali būti naudojama kaip terapinė priemonė gastrito pacientams, kad sumažėtų skrandžio sulčių rūgštingumas.
Pagrindinių oksidų ir hidroksidų savybės
Grupės, kurios yra svarbiausios medžiagoms yrareakcijos su rūgšties oksidais, rūgštimis, amfoterinėmis bazėmis ir druskomis. Įdomu tai, kad netirpių bazių, tokių kaip, pavyzdžiui, vario, geležies ar nikelio hidroksidai, negalima gauti tiesiogiai oksidą reaguojant su vandeniu. Tokiu atveju laboratorijoje naudojama reakcija tarp atitinkamos druskos ir šarmo. Dėl to susidaro bazės, kurios nusėda. Pavyzdžiui, gaunamos mėlynos vario hidroksido nuosėdos, žaliosios juodosios geležies bazės nuosėdos. Vėliau jie išgarinami iki kietų miltelių pavidalo medžiagų, susijusių su vandenyje netirpiais hidroksidais. Išskirtinis šių junginių bruožas yra tas, kad veikiant aukštai temperatūrai jie suskyla į atitinkamą oksidą ir vandenį, ko negalima pasakyti apie šarmus. Galų gale, vandenyje tirpios bazės yra termiškai stabilios.
Elektrolizės gebėjimas
Tęsdami pagrindinių hidroksidų savybių tyrimą,leiskite mums pasilikti prie kitos savybės, pagal kurią galima atskirti šarminių ir šarminių žemės metalų pagrindus nuo vandenyje netirpių junginių. Tai yra pastarųjų nesugebėjimas išskaidyti į jonus veikiant elektros srovei. Kalio, natrio, bario, stroncio hidroksidų lydiniai ir tirpalai, priešingai, yra lengvai elektrolizuojami ir yra antrojo tipo laidininkai.
Gauti pagrindus
Kalbant apie šios neorganinės klasės savybesmedžiagų, mes iš dalies išvardinome chemines reakcijas, kurios yra jų gamybos pagrindas laboratorinėmis ir pramoninėmis sąlygomis. Labiausiai prieinamu ir ekonomiškai naudingiausiu būdu galima laikyti natūralaus kalkakmenio terminio skilimo metodą, dėl kurio gaunamos negesintos kalkės. Jei reaguojate su vandeniu, tada susidaro bazinis hidroksidas - Ca (OH)2. Šios medžiagos mišinys su smėliu ir vandeniu vadinamasskiedinys. Jis ir toliau naudojamas tinkuojant sienas, klijuojant plytas ir atliekant kitus statybos darbus. Šarmus taip pat galima gauti reaguojant atitinkamus oksidus su vandeniu. Pvz .: K2O + H2O = 2KON. Procesas yra egzoterminis ir gamina daug šilumos.
Šarmų sąveika su rūgštiniais ir amfoteriniais oksidais
Būdingos tirpios vandenyje cheminės savybėsbazių vandenį galima priskirti jų gebėjimui sudaryti druskas reaguojant su oksidais, kurių molekulėse yra nemetalinių atomų, pavyzdžiui, anglies dioksido, sieros dioksido ar silicio oksido. Visų pirma, kalcio hidroksidas naudojamas džiovinant dujas, o natrio ir kalio hidroksidai naudojami atitinkamiems karbonatams gauti. Cinkas ir aliuminio oksidai, kurie yra amfoterinės medžiagos, gali sąveikauti tiek su rūgštimis, tiek su šarmais. Pastaruoju atveju gali susidaryti sudėtingi junginiai, tokie kaip natrio hidroksozinkatas.
Neutralizavimo reakcija
Viena iš svarbiausių pagrindų savybių, pvznetirpsta vandenyje ir šarmuose, yra jų gebėjimas reaguoti su neorganinėmis ar organinėmis rūgštimis. Ši reakcija redukuojama iki dviejų tipų jonų: vandenilio ir hidroksilo grupių sąveikos. Tai lemia vandens molekulių susidarymą: HCI + KOH = KCI + H2APIE. Elektrolitinio disociacijos teorijos požiūriu, visa reakcija redukuojama iki silpno, šiek tiek disocijuoto elektrolito - vandens susidarymo.
Ankstesniame pavyzdyje susidarė vidutinė druska -kalio chloridas. Jei reakcijos metu pagrindinio pobūdžio hidroksidų imama mažiau, nei reikia visapusiškai neutralizuoti polibazinę rūgštį, tai garinant gautą produktą, randami rūgšties druskos kristalai. Neutralizavimo reakcija vaidina svarbų vaidmenį metaboliniuose procesuose, vykstančiuose gyvose sistemose - ląstelėse ir leidžia joms neutralizuoti perteklinį vandenilio jonų kiekį, kaupiamą disimiliacijos reakcijose, naudojant savo buferinius kompleksus.
