Alkali

Alkaliën zijn sterke organische basen met corrosieve eigenschappen. Deze groep verbindingen omvat voornamelijk hydroxiden van elementen die behoren tot de eerste groep van het periodiek systeem, de zogenaamde lithiumgroep. Alkaliën omvatten ook waterige oplossingen van natrium-, kalium- en ammoniumcarbonaten, evenals ammoniakwater. Vanuit chemisch perspectief zijn alkaliën allemaal basen volgens de Arrhenius-theorie, waarbij een zuur een verbinding is die een waterstofkation (H+) produceert wanneer het dissocieert, terwijl een basis een verbinding is die een hydroxylanion (OH-) produceert bij het dissociëren . Alkaliën worden gekenmerkt door pH-waarden van 7,1 of hoger, wat betekent dat ze een basische reactie hebben. Hun geconcentreerde oplossingen zijn bijtend en daarom gevaarlijk voor de gezondheid, dus het is noodzakelijk om persoonlijke beschermingsmiddelen te gebruiken tijdens contact met deze stoffen. Bovendien voelen alkalische oplossingen glad aan omdat ze verzeping van de lipidebarrière op het menselijke huidoppervlak veroorzaken.

Alkalireactiviteit en fysisch-chemische eigenschappen

Alkaliën zijn verbindingen met een hoge reactiviteit, dus ondergaan ze veel verschillende chemische reacties en processen. Bij neutralisatiereacties reageren ze met zuren, waarbij verschillende zouten en water worden geproduceerd, terwijl de producten van hydroxidereacties met alcoholen alcoholaten zijn. Hydroxiden reageren gemakkelijk met kooldioxide en vormen carbonaten of waterstofcarbonaten. Gecombineerd met waterstofsulfide vormen ze sulfiden en disulfiden, en als resultaat kunnen ze worden gebruikt om thiolen te scheiden van ruwe olie. Ze reageren ook met amfotere oxiden, bijvoorbeeld oxiden van aluminium, zink en tin. Gesmolten alkaliën reageren met porselein en glas, en in aanwezigheid van lucht ook met platina. Om deze reden wordt het smeltproces van hydroxide uitgevoerd in ijzeren of zilveren vaten, die bestand zijn tegen hun effecten. Hydroxiden van elementen uit de eerste groep van het periodiek systeem geven grote hoeveelheden warmte af wanneer ze oplossen in water, en hun oplosbaarheid neemt toe met toenemende atoomnummers van het lithiumgroepselement. Ze hebben een ionische structuur, dus ze dissociëren volledig in waterige oplossingen en behoren daardoor tot de sterkste basen. Ze lossen ook gemakkelijk op in alcoholen. Alkaliën worden vaak gebruikt als reagentia in de organische chemie, bijvoorbeeld als basische katalysatoren, die een proton verwijderen uit een zwak zuur. Een aldus gevormde tussenverbinding reageert vervolgens met een ander reagens. Sterke hydroxiden nemen ook deel aan de vetverzepingsreactie of esterhydrolyse, waarbij zeep en alcohol worden geproduceerd. Ze worden ook gebruikt als nucleofiele reagentia (elektronendonoren) bij amidehydrolyse, bij substitutiereacties en bij eliminatiereacties.

Industriële toepassingen

Alkaliën worden vaak gebruikt in tal van industrieën. Ze kunnen onder meer worden gebruikt voor pH-regeling in verschillende technologische processen, voor kooldioxide-opname in ademgaszuiveringssystemen (voornamelijk op onderzeeërs), voor papier-, textiel- en drinkwaterproductie, evenals drainage- en desinfectiemiddelen. Vast natriumhydroxide is een populair middel dat wordt gebruikt voor het reinigen en aftappen van leidingen. Zijn functie is om vetafzettingen te verzepen en waterstof vrij te maken bij de reactie met aluminiumdeeltjes uit de afvoerleidingen. Op deze manier verspreide vuildeeltjes kunnen vervolgens eenvoudig worden verwijderd, waardoor de leiding ontstopt. In de huishoudelijke chemie worden alkaliën vaak gebruikt in combinatie met andere oppervlakteactieve stoffen, omdat ze de reinigingseffectiviteit verbeteren. Zowel vuildeeltjes als natuurlijke oppervlakken hebben een negatieve lading. Een alkalische toevoeging verhoogt de oppervlaktepotentiaal en gelijkaardige geladen structuren stoten elkaar af. Hierdoor wordt vuilaanhechting verminderd, waardoor het gemakkelijker te verwijderen is. Voorzichtigheid is echter geboden bij het reinigen van alkaligevoelige oppervlakken, zoals dispersieve verflagen, linoleum of gelakte oppervlakken.

Alkaliën in de PCC-groep

Het bekendste lid van de alkaligroep is natriumhydroxide . Deze verbinding is verkrijgbaar bij de PCC Group in vaste vorm als natronloog en in de vorm van een waterige oplossing, natronloog. Natriumhydroxide kan worden geproduceerd door natronloog, wat een reactie is van natriumcarbonaat met calciumhydroxide (bijtende kalk), of door elektrolyse van een waterige oplossing van natriumchloride. De PCC Group past deze laatste methode toe in een membraanelektrolyse-eenheid. Het op deze manier verkregen product wordt gekenmerkt door een hoge kwaliteit en chemische zuiverheid, zodat het voldoet aan de eisen van de laatste herziening van de Europese Farmacopee. Natriumhydroxide is een van de essentiële chemische grondstoffen en wordt in tal van industrieën gebruikt, bijvoorbeeld als grondstof voor de productie van ionische oppervlakteactieve stoffen, in de farmaceutische industrie voor de productie van sulfanilamiden en salicylzuur, voor de productie van synthetische kleurstoffen, en in waterbehandelingsprocessen. Een gechloreerd derivaat van natriumhydroxide is natriumhypochloriet , dat ook als alkali wordt geclassificeerd. In de PCC Group wordt deze verbinding geproduceerd door natronloog te verzadigen met gasvormig chloor . Vanuit chemisch oogpunt is natriumhypochloriet een natriumzout van hypochloorzuur. Het wordt bijvoorbeeld gebruikt in de chemische industrie voor het oxideren van organische verbindingen, voor de synthese van chemische verbindingen (bijvoorbeeld hydrazines) en voor de productie van huishoudelijke schoonmaakmiddelen.