Alcali

Gli alcali sono basi organiche forti con proprietà corrosive. Questo gruppo di composti comprende principalmente idrossidi di elementi appartenenti al primo gruppo della tavola periodica, il cosiddetto gruppo del litio. Gli alcali includono anche soluzioni acquose di carbonati di sodio, potassio e ammonio, nonché acqua di ammoniaca. Dal punto di vista chimico, gli alcali sono tutte basi secondo la teoria di Arrhenius, dove un acido è un composto che produce un catione idrogeno (H+) quando si dissocia, mentre una base è un composto che produce un anione idrossile (OH-) quando si dissocia . Gli alcali sono caratterizzati da valori di pH pari o superiori a 7,1, il che significa che hanno una reazione basica. Le loro soluzioni concentrate sono corrosive e quindi pericolose per la salute, quindi è necessario utilizzare dispositivi di protezione individuale durante il contatto con queste sostanze. Inoltre, le soluzioni alcaline sono scivolose al tatto in quanto provocano la saponificazione della barriera lipidica presente sulla superficie della pelle umana.

Reattività agli alcali e proprietà fisico-chimiche

Gli alcali sono composti con elevata reattività, quindi subiscono molte reazioni e processi chimici diversi. Nelle reazioni di neutralizzazione reagiscono con gli acidi, producendo vari sali e acqua, mentre i prodotti delle reazioni degli idrossidi con gli alcoli sono alcolati. Gli idrossidi reagiscono facilmente con l’anidride carbonica, formando carbonati o idrogenocarbonati. Combinati con l’idrogeno solforato, formano solfuri e disolfuri e, di conseguenza, possono essere utilizzati per separare i tioli dal petrolio greggio. Reagiscono anche con ossidi anfoteri, ad esempio ossidi di alluminio, zinco e stagno. Gli alcali fusi reagiscono con la porcellana e il vetro, e in presenza di aria anche con il platino. Per questo motivo, il processo di fusione dell’idrossido viene condotto in recipienti di ferro o argento, resistenti ai loro effetti. Gli idrossidi degli elementi del primo gruppo della tavola periodica rilasciano grandi quantità di calore quando si dissolvono in acqua e la loro solubilità aumenta con l’aumentare del numero atomico dell’elemento del gruppo del litio. Hanno una struttura ionica, quindi si dissociano completamente in soluzioni acquose e di conseguenza appartengono alle basi più forti. Inoltre si dissolvono facilmente negli alcoli. Gli alcali sono comunemente usati come reagenti in chimica organica, ad esempio come catalizzatori basici, che rimuovono un protone da un acido debole. Un composto intermedio così formato reagisce poi con un altro reagente. Gli idrossidi forti partecipano anche alla reazione di saponificazione dei grassi, o idrolisi degli esteri, producendo un sapone e un alcol. Sono anche utilizzati come reagenti nucleofili (donatori di elettroni) nell’idrolisi dell’ammide, nelle reazioni di sostituzione e nelle reazioni di eliminazione.

Applicazioni industriali

Gli alcali sono comunemente usati in numerosi settori. Tra gli altri, possono essere utilizzati per il controllo del pH in vari processi tecnologici, per l’assorbimento di anidride carbonica nei sistemi di purificazione dei gas respirabili (principalmente sui sottomarini), per la produzione di carta, tessuti e acqua potabile, nonché agenti di drenaggio e disinfettanti. L’idrossido di sodio solido è un agente popolare utilizzato per la pulizia e il drenaggio dei tubi. La sua funzione è quella di saponificare i depositi di grasso e rilasciare idrogeno quando reagisce con le particelle di alluminio dai tubi di drenaggio. Successivamente, le particelle di sporco disperse in questo modo possono essere facilmente rimosse, sbloccando il tubo. Nella chimica domestica, gli alcali sono spesso usati in combinazione con altri agenti tensioattivi perché migliorano l’efficacia della pulizia. Sia le particelle di sporco che le superfici naturali hanno una carica negativa. Un’aggiunta di alcali aumenta il potenziale superficiale e le strutture con carica simile si respingono a vicenda. Di conseguenza si riduce l’adesione dello sporco, facilitandone la rimozione. Tuttavia, è necessaria cautela quando si puliscono superfici sensibili agli alcali, come antidolorifici disperdenti, linoleum o superfici verniciate.

Alcali nel gruppo PCC

Il membro più noto del gruppo alcalino è l’idrossido di sodio . Questo composto è disponibile dal gruppo PCC in forma solida come soda caustica e sotto forma di soluzione acquosa, soda caustica. L’idrossido di sodio può essere prodotto dalla soda caustica, che è una reazione del carbonato di sodio con l’idrossido di calcio (calce caustica), o dall’elettrolisi di una soluzione acquosa di cloruro di sodio. Il gruppo PCC utilizza quest’ultimo metodo in un’unità di elettrolisi a membrana. Il prodotto così ottenuto è caratterizzato da elevata qualità e purezza chimica, quindi soddisfa i requisiti dell’ultima revisione della Farmacopea Europea. L’idrossido di sodio è una delle materie prime chimiche essenziali e trova impiego in numerose industrie, ad esempio come input nella produzione di tensioattivi ionici, nell’industria farmaceutica per la produzione di sulfanilammidi e acido salicilico, per la produzione di coloranti sintetici, e nei processi di trattamento delle acque. Un derivato clorurato dell’idrossido di sodio è l’ipoclorito di sodio , anch’esso classificato come alcali. Nel gruppo PCC questo composto viene prodotto saturando la soda caustica con cloro gassoso. Dal punto di vista chimico, l’ipoclorito di sodio è un sale sodico dell’acido ipoclorico. Viene utilizzato, ad esempio, nell’industria chimica per l’ossidazione di composti organici, per la sintesi di composti chimici (es. idrazine) e per la produzione di detergenti per la casa.