Alkalier

Alkalier (på ryska från ordet "lut"; härlett från samma rot som den andra isländska skola " tvätt " [1] ) är hydroxider av alkali och några andra grundämnen, såsom tallium . Alkalier är baser som är lättlösliga i vatten . Under elektrolytisk dissociation bildar alkalier anjoner OH - och en metallkatjon.

Alkalier inkluderar metallhydroxider av undergrupperna IA och IIA (som börjar med kalcium ) i det periodiska systemet för kemiska grundämnen , till exempel NaOH (kaustiksoda), KOH (kaustikkali), Ba (OH) 2 (kaustikbarium). Som ett undantag inkluderar alkalier envärd talliumhydroxid TlOH , som är mycket löslig i vatten och är en stark bas. " Kaustiska alkalier " är trivialnamnet för litiumhydroxiderna LiOH , natrium NaOH , kalium KOH , rubidium RbOH och cesium CsOH . Namnet "kaustikalkali" beror på förmågan att fräta på hud och slemhinnor (orsakar allvarliga kemiska brännskador ), papper och andra organiska ämnen.

På grund av den mycket höga kemiska aktiviteten hos alkalimetaller kunde kaustiska alkalier inte brytas ner under lång tid, och därför ansågs de vara enkla ämnen . Lavoisier var en av de första som föreslog den komplexa sammansättningen av frätande alkalier . Baserat på sin teori om att alla enkla ämnen kan oxideras , beslutade Lavoisier att kaustikalkalier redan är oxiderade komplexa ämnen. Det var dock bara Davy som lyckades bekräfta detta i början av 1800-talet efter sin tillämpning av elektrokemi [2] .

Fysiska egenskaper

Alkalimetallhydroxider ( kaustiska alkalier ) är fasta, vita, mycket hygroskopiska ämnen. Alkalier är starka baser , mycket lösliga i vatten, och reaktionen åtföljs av betydande värmeavgivning . Basstyrkan och lösligheten i vatten ökar med ökande katjonradie i varje grupp i det periodiska systemet. De starkaste alkalierna är cesiumhydroxid (eftersom franciumhydroxid, på grund av den mycket korta halveringstiden, inte produceras i makroskopiska mängder) i grupp Ia och radiumhydroxid i grupp IIa. Dessutom är kaustik lösliga i etanol och metanol .

Kemiska egenskaper

Alkalier uppvisar grundläggande egenskaper. I fast tillstånd absorberar alla alkalier H 2 O , såväl som CO 2 (även i lösningstillståndet) från luften och omvandlas gradvis till karbonater . Alkalier används i stor utsträckning inom industrin.

Kvalitativa reaktioner på alkalier

Vattenhaltiga alkalilösningar ändrar färgen på indikatorerna .

Övergångsindikator och nummer	x [3]	pH-intervall och övergångsnummer
metylviolett		0,13-0,5 [I]	grön
Kresolröd [I]		0,2-1,8 [I]	gul
Metylviolett [II]		1,0-1,5 [II]	blå
Tymolblått [I]	Till	1,2-2,8 [I]	gul
Tropeolin 00	O	1,3-3,2	gul
Metylviolett [III]		2,0-3,0 [III]	violett
(Di)metylgul	O	3,0-4,0	gul
Bromfenolblått	Till	3,0-4,6	blåviolett
Kongo röd		3,0-5,2	blå
metylorange	O	3,1-(4,0)4,4	(orange-)gul
Bromokresol grön	Till	3,8-5,4	blå
Bromkresol blå		3,8-5,4	blå
Lakmoid	Till	4,0-6,4	blå
metylrött	O	4,2(4,4)-6,2(6,3)	gul
Klorfenolröd	Till	5,0-6,6	röd
Lakmus (azolithin)		5,0-8,0 (4,5-8,3)	blå
Bromokresol lila	Till	5,2-6,8(6,7)	klar röd
Bromtymol blå	Till	6,0-7,6	blå
Neutral röd	O	6,8-8,0	bärnstensgul
Fenolröd	O	6,8-(8,0)8,4	klar röd
Kresolröd [II]	Till	7,0(7,2)-8,8 [II]	Mörkröd
a-naftolftalein	Till	7,3-8,7	blå
Tymolblått [II]	Till	8,0-9,6 [II]	blå
Fenolftalein [4] [I]	Till	8.2-10.0 [I]	röd
tymolftalein	Till	9,3(9,4)-10,5(10,6)	blå
Alizarin gul LJ	Till	10,1-12,0	brungul
Nilen blå		10.1-11.1	röd
diazo violett		10,1-12,0	violett
indigokarmin		11,6-14,0	gul
Epsilon blå		11,6-13,0	mörk violett

Interaktion med syror

Alkalier, liksom baser, reagerar med syror för att bilda salt och vatten ( neutraliseringsreaktion ). Detta är en av de viktigaste kemiska egenskaperna hos alkalier.

Alkali + Syra → Salt + Vatten

{\mathsf {NaOH+HCl\longrightarrow NaCl+H_{2}O))

;

{\mathsf {NaOH+HNO_{3}\longrightarrow NaNO_{3}+H_{2}O))

Interaktion med sura oxider

Alkalier interagerar med sura oxider för att bilda salt och vatten:

Alkali + Syraoxid → Salt + Vatten

{\mathsf {Ca(OH)_{2}+CO_{2}\longrightarrow CaCO_{3}\downarrow +H_{2}O))

;

Interaktion med amfotära oxider

{\mathsf {2KOH+ZnO{\xrightarrow {t^{o}C}}K_{2}ZnO_{2}+H_{2}O}}

Interaktion med övergångsmetaller (amfotära)

Alkalilösningar interagerar med metaller , som bildar amfotära oxider och hydroxider ( och andra). Ekvationerna för dessa reaktioner i en förenklad form kan skrivas på följande sätt: ${\mathsf {Zn,Al}}$

{\mathsf {Zn+2NaOH\longrightarrow Na_{2}ZnO_{2}+H_{2}\uparrow ))

;

{\mathsf {2Al+2KOH+2H_{2}O\longrightarrow 2KAlO_{2}+3H_{2}\uparrow ))

I verkligheten, under loppet av dessa reaktioner, bildas hydroxokomplex i lösningar ( hydratiseringsprodukter av ovanstående salter):

{\mathsf {Zn+2NaOH+2H_{2}O\longrightarrow Na_{2}[Zn(OH)_{4}]+H_{2}\uparrow ))

;

{\mathsf {2Al+2KOH+6H_{2}O\longrightarrow 2K[Al(OH)_{4}]+3H_{2}\uparrow ))

;

Interaktion med saltlösningar

Alkalilösningar interagerar med saltlösningar om en olöslig bas eller ett olösligt salt bildas:

Alkalilösning + Saltlösning → Ny bas + Nytt salt

{\mathsf {2NaOH+CuSO_{4}\longrightarrow Cu(OH)_{2}\downarrow +Na_{2}SO_{4))}

;

{\mathsf {Ba(OH)_{2}+Na_{2}SO_{4}\longrightarrow 2NaOH+BaSO_{4}\downarrow ))

;

Får

Lösliga baser erhålls på olika sätt.

Elektrolys av lösningar av alkali/alkaliska jordartsmetaller

Genom elektrolys av alkalimetallklorider eller genom inverkan av vatten på alkalimetalloxider.

Applikation

Alkalier används i stor utsträckning inom olika industrier och medicin; även för desinfektion av dammar i fiskodling och som gödningsmedel, som elektrolyt för alkaliska batterier.

Inom markvetenskap

Något alkalisk jord inom markvetenskap är jord med ett pH som är högre än 7,3. De flesta växter föredrar svagt sura jordar ( pH 6,0 till 6,8) [5] . Kål föredrar alkaliska jordar och detta kan störa andra växter.

Anteckningar

↑ Lye // Fasmer ordbok
↑ A. S. Arseniev. En analys av ett koncept under utveckling . M. , "Science", 1067. S. 332.
↑ *Kolumn "x" - indikatorns natur: K-syra, O-bas.
↑ Fenolftalein blir färglöst i ett starkt alkaliskt medium. I ett medium av koncentrerad svavelsyra ger den också en röd färg på grund av strukturen av fenolftaleinkatjonen, om än inte lika intensiv. Dessa föga kända fakta kan leda till fel vid bestämning av mediets reaktion.
↑ Chambers's Encyclopaedia . — 1888.

Litteratur

Kolotov S. S. Alkalis // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron : i 86 volymer (82 volymer och 4 ytterligare). - St Petersburg. 1890-1907.
Kaustiska alkalier // Kazakstan. Nationalencyklopedin . - Almaty: Kazakiska uppslagsverk , 2005. - T. II. — ISBN 9965-9746-3-2 . (ryska) (CC BY SA 3.0)

När du skriver den här artikeln, material från publikationen " Kazakstan. National Encyclopedia " (1998-2007), tillhandahållen av redaktörerna för "Kazakh Encyclopedia" under licensen Creative Commons BY-SA 3.0 Unported .