İnorganik maddelerin ana sınıfları, oksitlere, asitlere ve tuzlara ek olarak, bazlar veya hidroksitler adı verilen bir grup bileşik içerir. Hepsinin tek bir moleküler yapı planı vardır: bileşiminde mutlaka bir metal iyonuna bağlı bir veya daha fazla hidroksil grubu içerirler. Temel hidroksitler, yalnızca kimyasal özelliklerini değil, aynı zamanda laboratuvar ve endüstride elde edilme yöntemlerini de belirleyen metal oksitler ve tuzlarla genetik olarak ilişkilidir.
Bazların hem molekülün bir parçası olan metalin özelliklerine hem de maddenin suda çözünme yeteneğine dayanan çeşitli sınıflandırma biçimleri vardır. Makalemizde, hidroksitlerin bu özelliklerini ele alacağız, ayrıca sanayide ve günlük yaşamda bazların kullanımının bağlı olduğu kimyasal özelliklerini tanıyacağız.
Fiziksel özellikler
Aktif veya tipik metallerden oluşan tüm bazlar, çok çeşitli erime noktalarına sahip katılardır. Su ile ilgili olarak, onlaryüksek çözünürlüğe bölünmüştür - alkali ve suda çözünmez. Örneğin, katyon olarak grup IA elementleri içeren bazik hidroksitler suda kolayca çözünür ve güçlü elektrolitlerdir. Dokunulduğunda sabunludurlar, kumaşı ve cildi aşındırırlar ve alkali olarak adlandırılırlar. Çözelti içinde ayrıştıklarında, göstergeler kullanılarak belirlenen OH- iyonları tespit edilir. Örneğin, renksiz fenolftalein alkali bir ortamda kıpkırmızı olur. Sodyum, potasyum, baryum ve kalsiyum hidroksitlerin hem çözeltileri hem de eriyikleri elektrolitlerdir; elektriği iletir ve ikinci türden iletkenler olarak kabul edilir. Endüstride en yaygın olarak kullanılan çözünür bazlar, sodyum, potasyum, amonyum vb.'nin bazik hidroksitleri gibi yaklaşık 11 bileşik içerir.
Baz molekülün yapısı
Bir madde molekülündeki bir metal katyonu ile hidroksil gruplarının anyonları arasında iyonik bir bağ oluşur. Suda çözünmeyen hidroksitler için yeterince güçlüdür, bu nedenle polar su molekülleri böyle bir bileşiğin kristal kafesini yok edemez. Alkaliler kararlı maddelerdir ve ısıtıldıklarında pratik olarak oksit ve su oluşturmazlar. Böylece potasyum ve sodyumun bazik hidroksitleri 1000 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda kaynarken bozunmazlar. Tüm bazların grafik formüllerinde, hidroksil grubunun oksijen atomunun metal atomuna bir kovalent bağ, diğeri ise hidrojen atomuna bağlı olduğu açıkça görülmektedir. Molekülün yapısı ve kimyasal bağın türü yalnızca fiziksel değil, aynı zamandave maddelerin tüm kimyasal özellikleri. Onlar üzerinde daha ayrıntılı duralım.
Kalsiyum ve magnezyum ve bunların bileşiklerinin özellikleri
Her iki element de aktif metallerin tipik temsilcileridir ve oksijen ve su ile etkileşime girebilir. Birinci reaksiyonun ürünü bir bazik oksittir. Hidroksit, büyük miktarda ısı açığa çıkaran ekzotermik bir işlemin sonucu olarak oluşur. Kalsiyum ve magnezyum bazları, az çözünür beyaz toz halinde maddelerdir. Kalsiyum bileşikleri için genellikle aşağıdaki isimler kullanılır: kireç sütü (suda bir süspansiyon ise) ve kireç suyu. Tipik bir bazik hidroksit olan Ca(OH)2 , asidik ve amfoterik oksitler, asitler ve alüminyum ve çinko hidroksitler gibi amfoterik bazlarla etkileşime girer. Tipik ısıya dayanıklı alkalilerin aksine, magnezyum ve kalsiyum bileşikleri sıcaklığın etkisi altında oksit ve suya ayrışır. Her iki baz, özellikle Ca(OH)2, endüstride, tarımda ve evsel ihtiyaçlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Uygulamalarını daha ayrıntılı olarak ele alalım.
Kalsiyum ve magnezyum bileşiklerinin uygulama alanları
İnşaatta hav veya sönmüş kireç adı verilen kimyasal bir malzeme kullanıldığı iyi bilinmektedir. Kalsiyum bazıdır. Çoğu zaman, suyun bazik kalsiyum oksit ile reaksiyonu ile elde edilir. Bazik hidroksitlerin kimyasal özellikleri, ulusal ekonominin çeşitli dallarında yaygın olarak kullanılmalarına izin verir. Örneğin, üretimdeki safsızlıkları temizlemek içinham şeker, ağartıcı elde etmek için, pamuk ve keten ipliğinin ağartılmasında. İyon değiştiricilerin icadından önce - katyon değiştiriciler, su yumuşatma teknolojilerinde kalsiyum ve magnezyum bazları kullanılıyordu, bu da kalitesini bozan hidrokarbonlardan kurtulmayı mümkün kıldı. Bunu yapmak için, su az miktarda soda külü veya sönmüş kireç ile kaynatıldı. Mide suyunun asitliğini az altmak için gastritli hastalar için bir çare olarak sulu bir magnezyum hidroksit süspansiyonu kullanılabilir.
Bazik oksitlerin ve hidroksitlerin özellikleri
Bu gruptaki maddeler için en önemlileri asit oksitler, asitler, amfoterik bazlar ve tuzlarla reaksiyonlardır. İlginç bir şekilde bakır, demir veya nikel hidroksitler gibi çözünmeyen bazlar, oksidin su ile doğrudan reaksiyonuyla elde edilemez. Bu durumda laboratuvar, karşılık gelen tuz ve alkali arasındaki reaksiyonu kullanır. Sonuç olarak, çöken bazlar oluşur. Örneğin, demirli bir bazın yeşil bir çökeltisi olan mavi bir bakır hidroksit çökeltisi bu şekilde elde edilir. Daha sonra, suda çözünmeyen hidroksitlerle ilgili katı toz halinde maddelere buharlaştırılırlar. Bu bileşiklerin ayırt edici bir özelliği, yüksek sıcaklıkların etkisi altında, alkaliler hakkında söylenemeyen karşılık gelen oksit ve suya ayrışmalarıdır. Sonuçta, suda çözünür bazlar termal olarak kararlıdır.
Elektroliz Yeteneği
Hidroksitlerin temel özelliklerini incelemeye devam ederek, alkali ve toprak alkali metallerin bazlarını suda çözünmeyen bileşiklerden ayırt edebilecek bir özellik daha üzerinde duralım. Bu, ikincisinin bir elektrik akımının etkisi altında iyonlara ayrışmasının imkansızlığıdır. Aksine, potasyum, sodyum, baryum ve stronsiyum hidroksitlerin eriyikleri ve çözeltileri kolaylıkla elektrolize tabi tutulur ve ikinci türden iletkenlerdir.
Gerekçe almak
Bu sınıf inorganik maddelerin özelliklerinden bahsetmişken, laboratuvar ve endüstriyel koşullarda üretimlerinin altında yatan kimyasal reaksiyonları kısmen listeledik. En erişilebilir ve uygun maliyetli yöntem, doğal kireçtaşının termal ayrışması olarak kabul edilebilir ve bunun sonucunda sönmemiş kireç elde edilir. Su ile bir reaksiyon gerçekleştirirseniz, bir bazik hidroksit oluşturur - Ca (OH) 2. Bu maddenin kum ve su ile karışımına harç denir. Duvarların sıvanmasında, tuğlaların yapıştırılmasında ve diğer inşaat işlerinde kullanılmaya devam etmektedir. Alkaliler, karşılık gelen oksitlerin su ile reaksiyona sokulmasıyla da elde edilebilir. Örneğin: K2O + H2O=2KON. İşlem, büyük miktarda ısının serbest bırakılmasıyla ekzotermiktir.
Alkalilerin asidik ve amfoterik oksitlerle etkileşimi
Suda çözünür bazların karakteristik kimyasal özellikleri, moleküllerde metal olmayan atomlar içeren oksitlerle reaksiyonlarda tuz oluşturma yeteneklerini içerir.örneğin karbon dioksit, kükürt dioksit veya silikon oksit gibi. Özellikle, gazları kurutmak için kalsiyum hidroksit ve karşılık gelen karbonatları elde etmek için sodyum ve potasyum hidroksitler kullanılır. Amfoterik maddelerle ilgili çinko ve alüminyum oksitleri hem asitler hem de alkalilerle etkileşime girebilir. İkinci durumda, sodyum hidroksozinkat gibi kompleks bileşikler oluşturulabilir.
Nötralizasyon reaksiyonu
Suda ve alkalilerde çözünmeyen bazların en önemli özelliklerinden biri, inorganik veya organik asitlerle reaksiyona girme yetenekleridir. Bu reaksiyon, iki tip iyon arasındaki etkileşime indirgenir: hidrojen ve hidroksil grupları. Su moleküllerinin oluşumuna yol açar: HCI + KOH=KCI + H2O. Elektrolitik ayrışma teorisi açısından, tüm reaksiyon zayıf, hafif ayrışmış elektrolit - su oluşumuna indirgenir.
Yukarıdaki örnekte ortalama bir tuz oluştu - potasyum klorür. Reaksiyon için polibazik asidin tamamen nötralizasyonu için gerekenden daha az miktarda bazik hidroksitler alınırsa, elde edilen ürünün buharlaşması üzerine asit tuzu kristalleri bulunur. Nötralizasyon reaksiyonu, canlı sistemlerde - hücrelerde meydana gelen metabolik süreçlerde önemli bir rol oynar ve onların, kendi tampon komplekslerinin yardımıyla, disimilasyon reaksiyonlarında biriken fazla miktarda hidrojen iyonunu nötralize etmelerini sağlar.
