Paljud aktiivsete metallide oksiidid, näiteks kaalium-, naatrium- või liitiumoksiidid, võivad veega interakteeruda. Sel juhul leidub reaktsiooniproduktides hüdroksiididega seotud ühendeid. Nende ainete omadused, keemiliste protsesside käigu tunnused, milles alused osalevad, tulenevad hüdroksüülrühma olemasolust nende molekulides. Seega jagunevad alused elektrolüütilise dissotsiatsiooni reaktsioonides metalliioonideks ja anioonideks OH-. Seda, kuidas alused interakteeruvad mittemetallide oksiidide, hapete ja sooladega, käsitleme meie artiklis.
Molekuli nomenklatuur ja struktuur
Aluse õigeks nimetamiseks peate metallielemendi nimele lisama sõna hüdroksiid. Toome konkreetsed näited. Alumiiniumalus kuulub amfoteersetesse hüdroksiididesse, mille omadusi me artiklis käsitleme. Metalli katiooniga ioonse sidemega seotud hüdroksüülrühma kohustuslikku olemasolu alusmolekulides saab määrata kasutadesindikaatorid nagu fenoolftaleiin. Veekeskkonnas määratakse OH- ioonide liig indikaatorlahuse värvuse muutumisega: värvitu fenoolftaleiin muutub karmiinpunaseks. Kui metallil on mitu valentsi, võib see moodustada mitu alust. Näiteks raual on kaks alust, milles metalli valents on 2 või 3. Esimest ühendit iseloomustavad aluseliste hüdroksiidide tunnused, teist on amfoteersed. Seetõttu erinevad kõrgemate hüdroksiidide omadused ühenditest, milles metalli valentsusaste on madalam.
Füüsilised omadused
Alused on kuumuskindlad tahked ained. Vee suhtes jagatakse need lahustuvateks (leelisteks) ja lahustumatuks. Esimese rühma moodustavad keemiliselt aktiivsed metallid - esimese ja teise rühma elemendid. Vees lahustumatud ained koosnevad teiste metallide aatomitest, mille aktiivsus on madalam kui naatriumil, kaaliumil või k altsiumil. Selliste ühendite näideteks on raud- või vasealused. Hüdroksiidide omadused sõltuvad sellest, millisesse ainerühma nad kuuluvad. Seega on leelised termiliselt stabiilsed ega lagune kuumutamisel, samas kui vees lahustumatud alused hävivad kõrge temperatuuri mõjul, moodustades oksiidi ja vee. Näiteks vase alus laguneb järgmiselt:
Cu(OH)2=CuO + H2O
Hüdroksiidide keemilised omadused
Kahe kõige olulisema ühendirühma koostoime -happeid ja aluseid nimetatakse keemias neutraliseerimisreaktsioonideks. Seda nimetust saab seletada asjaoluga, et keemiliselt agressiivsed hüdroksiidid ja happed moodustavad neutraalseid tooteid - sooli ja vett. Kuna tegemist on vahetusprotsessiga kahe keerulise aine vahel, on neutraliseerimine iseloomulik nii leelistele kui ka vees lahustumatutele alustele. Siin on võrrand leeliselise kaaliumkloriidi ja vesinikkloriidhappe vahelise neutraliseerimisreaktsiooni kohta:
KOH + HCl=KCl + H2O
Leelismetalli aluste oluline omadus on nende võime reageerida happeliste oksiididega, mille tulemuseks on sool ja vesi. Näiteks süsinikdioksiidi juhtimisel läbi naatriumhüdroksiidi saate selle karbonaadi ja vee:
2NaOH + CO2=Na2CO3 + H 2O
Ioonivahetusreaktsioonid hõlmavad leeliste ja soolade vahelist koostoimet, mis põhjustab lahustumatute hüdroksiidide või soolade moodustumist. Seega, lisades vasksulfaadi lahusele tilkhaaval seebikivi lahust, võite saada sinise tarretisesarnase sademe. See on vase alus, vees lahustumatu:
CuSO4 + 2NaOH=Cu(OH)2 + Na2 SO 4
Vees lahustumatute hüdroksiidide keemilised omadused erinevad leeliste omadest selle poolest, et nad kaotavad kergel kuumutamisel vett – dehüdreeruvad, muutudes vastavaks aluseliseks oksiidiks.
Kahe objektiga väljak
Kui element või kompleksaine võib reageerida nii hapete kui ka leelistega, nimetatakse seda amfoteerseks. Nende hulka kuuluvad näiteks tsink,alumiinium ja nende alused. Amfoteersete hüdroksiidide omadused võimaldavad kirjutada nende molekulaarvalemeid nii aluste kujul, eraldades hüdroksorühma, kui ka hapete kujul. Esitame mitu võrrandit alumiiniumaluse reaktsioonide kohta vesinikkloriidhappe ja naatriumhüdroksiidiga. Need illustreerivad amfoteersete hüdroksiidide erilisi omadusi. Teine reaktsioon toimub leelise lagunemisega:
2Al(OH)3 + 6HCl=2AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + NaOH=NaAlO2 + 2H2O
Protsesside saadused on vesi ja soolad: alumiiniumkloriid ja naatriumaluminaat. Kõik amfoteersed alused on vees lahustumatud. Neid kaevandatakse vastavate soolade ja leeliste vastasmõju tulemusena.
Hankimis- ja rakendusmeetodid
Tööstuses, mis nõuab suuri koguseid leeliseid, saadakse need soolade elektrolüüsil, mis sisaldavad perioodilise süsteemi esimese ja teise rühma aktiivsete metallide katioone. Ekstraheerimise tooraineks, näiteks söövitavaks naatriumiks, on keedusoola lahus. Reaktsioonivõrrand on järgmine:
2NaCl + 2H2O=2NaOH + H2 + Cl2
Madala aktiivsusega metallide alused laboris saadakse leeliste koosmõjul nende sooladega. Reaktsioon kuulub ioonivahetuse tüüpi ja lõpeb aluse sadestumisega. Lihtne viis leeliste saamiseks on aktiivse metalli ja vee vaheline asendusreaktsioon. Sellega kaasneb reageeriva segu kuumutamine ja see on eksotermiline.
Hüdroksiidide omadusi kasutatakse tööstuses. Leelised mängivad siin erilist rolli. Neid kasutatakse petrooleumi ja bensiini puhastajatena, seebi valmistamisel, naturaalse naha töötlemisel, aga ka kunstliku ja paberi tootmise tehnoloogiates.
