Kemi er en videnskab, der studerer forskellige reaktioner, der forekommer i naturen, såvel som interaktionen mellem nogle forbindelser og andre. Hovedstofferne her er syrer og baser, mellem hvilke reaktionerne norm alt kaldes neutralisering. De fører til dannelsen af et vandopløseligt s alt.
Hvad er lud
Hydroxider af alkaliske (metaller fra den første gruppe af hoved-(A)-undergruppen i det periodiske system over kemiske grundstoffer i D. I. Mendeleev) og jordalkali (metaller fra den anden gruppe af hoved-(A)-undergruppen, inkl. calcium) metaller, der vekselvirker voldsomt med vand og opløses fuldstændigt i det, kaldes alkalier. Da de er i stand til at ødelægge organisk materiale (læder, træ, papir), kaldes de kaustiske. For eksempel er kaliumhydroxid (KOH) kaustisk kaliumchlorid, barium (Ba(OH)2) er kaustisk barium, og så videre.
Fysiske egenskaber ved stærke baser
Baseret på definitionen af, hvad en alkali er, kan vi tilføje, at disse hydroxider også er faste hygroskopiske (i stand til at absorbere dampe fra luftenvand) hvidt stof. De stærkeste baser er cæsiumhydroxider CsOH og radium Ra(OH)2. Alkalireaktioner er oftest ledsaget af frigivelse af varme (exotermisk). De fysiske egenskaber af sådanne baser omfatter også deres evne til at opløses i nogle organiske forbindelser, f.eks. i alkoholer: methanol og ethanol.
Kemiske egenskaber
Løsninger af alkalier er i stand til at indgå i forskellige reaktioner.
Stærke baser har evnen til at interagere med sure og amfotere oxider:
- KOH + SO3=K2SO4 + H2O (SO3 er et surt oxid);
- 2KOH + Al2O3=2KAlO2 + H2O (fusionsreaktion, finder sted ved opvarmning, hvor Al2O3 er et amfotert oxid);
- 2KOH + Al2O3 + 3H2O=2K[Al(OH)4] (reaktionen fortsætter med dannelsen af et opløseligt komplekss alt - kaliumtetrahydroxoaluminat).
Når man reagerer med amfotere metaller (Zn, Al og andre), er dannelsen af både en smelte og det tilsvarende komplekse s alt også mulig. Desuden er begge reaktioner ledsaget af udviklingen af gasformigt brint:
- 2KOH + 2Al=2KAlO2 + H2;
- 2KOH + 2Al + 6H2O=2K[Al(OH)4] + 3H2.
Alkalier er også i stand til at reagere med s alte, hvilket resulterer i dannelsen af en anden base og et andet s alt. Betingelsen for at reaktionen kan forløbe er, at et af de dannede stoffer som følge heraf skal være uopløseligt i vand:
NaOH + CuSO4=Na2SO4 + Cu(OH)2.
Som tidligere nævnt indgår alkalier og syrerneutralisationsreaktion, s alt og vand dannes:
NaOH + HCl=NaCl + H2O.
Alkalier reagerer kun med andre baser, hvis de er hydroxider af amfotere metaller:
NaOH + Al(OH)3=Na[Al(OH)4].
Nogle af dem kan interagere med mange organiske stoffer: estere, amider, polyvalente alkoholer:
2C2H6O2 + 2NaOH=C2H4O2Na2 + 2H2O (reaktionsproduktet er natriumalkoxid).
Hvor stærke bunde laves
Alkalier fås på forskellige måder både i industrien og i laboratorier.
I den industrielle industri er der flere metoder til fremstilling af alkalier: pyrolyse, kalk, ferrit, elektrolyse, som er opdelt i diafragma-, membran- og kviksølvmetoder på flydende og faste katoder.
Dette er elektrolyse af opløsninger af natrium- og kaliumchlorider, hvorefter klor og hydrogen frigives ved anoden og katoden, og de tilsvarende hydroxider opnås:
- 2NaCl + 2H2O=H2 + Cl2 + 2NaOH;
- 2KCl + 2H2O=H2 + Cl2 + 2KOH.
Når pyrolyse ved 1000 grader sker dannelsen af natriumoxid i det første trin:
Na2CO3=Na2O + CO2.
På det andet trin opløses det resulterende afkølede oxid i vand, hvorved der opnås den nødvendige alkali:
Na2O + H2O=2NaOH.
Laboratorier bruger også elektrolyse. Alkalier kan også opnås ved at udsætte de tilsvarende metaller for vand eller ved at omsætte s alte af disse metaller med andre baser, som følge herafdet nødvendige alkali opnås, og det andet produkt af reaktionen, uopløseligt i vand, er s alt.
Når cæsium og vand interagerer, opnås cæsiumhydroxid, og brint frigives (reaktionen forløber selv ved en temperatur på -120 grader):
2Cs + 2H2O=2CsOH + H2.
Som et resultat af vands indvirkning på lithiumoxid opnås alkali:
Li2O + 2H2O=2LiOH + H2.
Application
Baseret på selve definitionen af, hvad alkali er, kan man forstå, at de er meget udbredt, ikke kun i industrien, men også i hverdagen:
- Desinfektion af damme til fiskeri.
- Som gødning.
- I lægemidler.
- I papirproduktion.
- Produktion af syntetisk gummi.
- Anskaffelse af sæbe og rengøringsmidler.
- Elektrolytkomponenter i alkaliske batterier.
- Carbondioxidabsorber (lithiumhydroxid).
- Produktion af smøremidler.
- Farvestoffer i fødevareproduktion (fødevaretilsætningsstoffer).
- Batterielektrolytter (kaliumhydroxid).
- Rengøring af kloakrør og dræn for fødevareblokeringer.
- Syreneutralisering.
- Katalysatorer i kemisk industri.
- Kemisk behandling af fotos.
Forholdsregler
Det bliver tydeligt, at alkalier såsom hydroxider af natrium, lithium, kalium, cæsium og andre kan alvorligt beskadige og brænde huden og slimhinderne i øjnene, selvom de mindste partikler af forbindelsen kommer dertil. For at forhindre dettedet er nødvendigt at bære beskyttelsesbriller, gummihandsker og overalls, der er behandlet med specielle stoffer, der ikke tillader materialet at interagere med alkalier.
