Hydroxiden zijn een belangrijke groep chemische verbindingen. Hun chemische eigenschappen zijn voornamelijk gebaseerd op het feit dat hun moleculen een hydroxylgroep bevatten die hen een basische pH geeft. Hydroxiden worden veel toegepast in de chemische, kunststof- en looierijindustrie, maar ook in de bouw.
hydroxiden
Hydroxiden zijn stoffen die wijdverspreid zijn in ons dagelijks leven. Ze spelen een belangrijke rol in veel industrieën en fungeren als grondstof of halffabrikaat in verschillende processen. Wat moeten we over hen weten?
- ze zijn opgebouwd uit de kationen van metalen (of ammoniumgroep, NH 4 + ) en een of meer hydroxylgroepen;
- de OH – is karakteristiek voor hydroxiden en geeft ze speciale eigenschappen;
- de naam van elke verbinding wordt gemaakt door het woord ‘hydroxide’ aan te vullen met de naam van het element dat het bevat;
- hydroxiden bestaan in de vaste aggregatietoestand;
- we onderscheiden basische hydroxiden (die reageren met zuren, niet reageren met basen, vrij oplosbaar zijn in water en een hoge hygroscopiciteit vertonen) en amfotere hydroxiden (die reageren met basen en zuren, slecht oplosbaar zijn in water en niet-hygroscopisch zijn) ;
- de in water oplosbare hydroxiden ondergaan elektrolytische dissociatie wanneer ze in water worden gebracht.
Wat is het verschil tussen hydroxiden en basen?
In de chemie zijn basen alle hydroxiden die oplosbaar zijn in water. Niet al deze verbindingen zijn echter vatbaar voor reactie met watermoleculen. De natrium- of kaliumhydroxiden zijn vrij oplosbaar, dus we kunnen ze basen noemen: respectievelijk een natriumbase en een kaliumbase. Heel anders is het met het ijzer(III)hydroxide (Fe 2 (OH) 3 ), dat slecht oplosbaar is in water en dus geen base genoemd kan worden. Het is vergelijkbaar in het geval van koper (III) of zilverhydroxiden, aangezien ze neerslaan uit waterige oplossingen in de vorm van afzettingen. De oplosbaarheid van bepaalde hydroxiden kan worden gecontroleerd in de oplosbaarheidstabel voor zout en hydroxide. We moeten opmerken dat niet elke hydroxide een base is, maar elke base is een hydroxide. Basen zijn alle hydroxiden van de metalen uit de eerste groep van het periodiek systeem (de zogenaamde lithiumgroep) en enkele metalen uit de tweede groep (calcium, strontium, barium). Een uitzondering is de ammoniumbase, de enige base waarvan de moleculen geen metaalatoom bevatten. Basen, als chemische verbindingen, zijn vrij oplosbaar in water en in waterige oplossingen ondergaan ze elektrolytische dissociatie, waarbij ze uiteenvallen in kationen en anionen. De geproduceerde ionen zijn in staat elektrische stroom te geleiden. Daarom zijn basen ook elektrolyten. Ook de ontleding van hydroxiden tot ionen heeft invloed op hun ‘basiskarakter’. De aanwezigheid van een base in een waterige oplossing verhoogt de pH-waarde, dus de concentratie van hydroxide-ionen OH – neemt af. De hoeveelheid van deze anionen kan worden bepaald door de pH van de geteste oplossing te meten met een geschikte ionselectieve elektrode. We kunnen de pH ook visueel beoordelen door een goede indicator aan de oplossing toe te voegen of een indicatiepapiertje onder te dompelen, dat groen of donkerblauw wordt in aanwezigheid van basen. De meest populaire indicator die wordt gebruikt om basen te detecteren, is fenolftaleïne – in de waterige oplossingen van hydroxiden krijgt het een karakteristieke frambozenkleur. 
Natriumhydroxide
Het meest gebruikte hydroxide is natriumhydroxide (NaOH) . Het is in de handel verkrijgbaar in de vorm van tabletten of korrels. Het mag niet worden bewaard in glazen vaten, met name die met een stop. In plaats daarvan zijn er speciale polyethyleen containers. Het is zeer oplosbaar in water (het proces is sterk exotherm), en daarom geclassificeerd als een sterke base. Bij het werken met NaOH moeten we vanwege de irriterende eigenschappen bijzonder voorzichtig zijn. Op laboratoriumschaal wordt NaOH verkregen door reactie tussen (metaal)natrium met water. Als we natrium toevoegen aan een beker gevuld met water en fenolftaleïne (indicator), verschijnt de frambozenkleur, wat wijst op de aanwezigheid van OH – ionen. Tegelijkertijd komt er waterstof vrij. In de industrie wordt het natriumhydroxide ( caustic soda ) verkregen door de waterige oplossing van natriumchloride te elektrolyseren . Het proces veroorzaakt de afscheiding van chloor op de anode, terwijl de kathode omringd wordt door natriumhydroxide. Een andere industriële methode om die basis te verwerven is de zogenaamde kwikmethode. Het natriumamalgaam en kwik dat op de kathode neerslaat, wordt direct in een bak gevuld met water geplaatst. Natriumhydroxide speelt een grote rol in de industrie. Het is een belangrijk chemisch reagens dat dagelijks in laboratoria wordt gebruikt. Het is een van de componenten die worden gebruikt om kunststoffen , rubber, papier en reinigingsmiddelen te produceren. Het speelt ook een rol bij de verwerking van ruwe olie .
Calcium hydroxide
In vergelijking met NaOH heeft calciumhydroxide (Ca(OH) 2 ) twee hydroxylgroepen. Het is veel minder oplosbaar in water – een verzadigde waterige oplossing van die verbinding wordt ‘kalkwater’ genoemd (fenolftaleïne geeft het de frambozenkleur en produceert een basische pH). Kalkwater wordt veel gebruikt voor het detecteren van koolstof(IV)oxide (de zogenaamde troebelheid van kalkwater). Onder laboratoriumomstandigheden kan het ook worden verkregen door reactie tussen calcium en water. Die reactie is echter veel milder. Op industriële schaal geproduceerd calciumhydroxide wordt gewonnen in een exotherm proces dat ‘kalkblussing’ wordt genoemd. De belangrijkste industrie die calciumhydroxide gebruikt, is de bouw, waar het een ingrediënt is van kalkmortel. Het wordt ook gebruikt voor de productie van kunstmest . Bij de suikerproductie wordt de verbinding gebruikt voor het zuiveren van bietensap. Gezien zijn chemische aard wordt Ca(OH) 2 ook gebruikt voor desinfectie .
Voorbeelden van andere hydroxiden
Behalve natrium- of calciumhydroxide spelen ook de combinaties van een hydroxylgroep met andere metalen een belangrijke rol. Kaliumhydroxide lijkt qua structuur en eigenschappen sterk op NaOH. Het is ook een sterke basis. Het reageert heftig met water en vertoont een hoge hygroscopiciteit. Zowel magnesiumoxide als aluminiumoxide (Mg(OH) 2 en Al 2 (OH) 3 ) kunnen worden toegepast als medicijnen tegen maagverzuring. Bovendien wordt magnesiumhydroxide gebruikt als ingrediënt van de meeste tandpasta’s. IJzer(III)hydroxide is een van de substraten die worden gebruikt om pigmenten te produceren. Het wordt ook toegepast in afvalwaterzuiveringsprocessen .
