Hydroxider är en viktig grupp av kemiska föreningar. Deras kemiska egenskaper är främst baserade på att deras molekyler innehåller en hydroxylgrupp som ger dem ett basiskt pH. Hydroxider används vanligtvis inom kemi-, plast- och garvningsindustrin samt inom byggbranschen.
Hydroxider
Hydroxider är ämnen som är utbredda i vårt dagliga liv. De spelar en viktig roll i många industrier och fungerar som råvaror eller halvfabrikat i olika processer. Vad ska vi veta om dem?
- de är uppbyggda av katjoner av metaller (eller ammoniumgrupp, NH4 + ) och en eller flera hydroxylgrupper;
- OH – är karakteristisk för hydroxider och ger dem speciella egenskaper;
- Namnet på varje förening skapas genom att ordet "hydroxid" kompletteras med namnet på grundämnet som den innehåller;
- hydroxider existerar i fast aggregationstillstånd;
- vi skiljer på basiska hydroxider (som reagerar med syror, inte reagerar med baser, är fritt lösliga i vatten och uppvisar hög hygroskopicitet) och amfotära hydroxider (som reagerar med baser och syror, är svagt lösliga i vatten och är icke-hygroskopiska) ;
- de vattenlösliga hydroxidema genomgår elektrolytisk dissociation när de sätts i vatten.
Vad är skillnaden mellan hydroxider och baser?
Inom kemin är baser alla hydroxider som är lösliga i vatten. Men inte alla dessa föreningar är benägna att reagera med vattenmolekyler. Natrium- eller kaliumhydroxiderna är fritt lösliga, så vi kan kalla dem baser: en natriumbas respektive en kaliumbas. Det är helt annorlunda med järn(III)hydroxiden (Fe 2 (OH) 3 ), som är svagt löslig i vatten och därför inte kan kallas en bas. Det är liknande i fallet med koppar(III)- eller silverhydroxider, eftersom de fälls ut från vattenlösningar i form av avlagringar. Lösligheten för särskilda hydroxider kan kontrolleras i salt- och hydroxidlöslighetstabellen. Vi bör notera att inte varje hydroxid är en bas, utan varje bas är en hydroxid. Baser är alla hydroxider av metallerna från den första gruppen i det periodiska systemet (den så kallade litiumgruppen) samt ett fåtal metaller från den andra gruppen (kalcium, strontium, barium). Ett undantag är ammoniumbasen, som är den enda basen vars molekyler inte innehåller en metallatom. Baser, som kemiska föreningar, är fritt lösliga i vatten, och i vattenlösningar genomgår de elektrolytisk dissociation och sönderdelas till katjoner och anjoner. De producerade jonerna kan leda elektrisk ström. Därför är baser också elektrolyter. Nedbrytningen av hydroxider till joner påverkar också deras "grundkaraktär". Närvaron av en bas i en vattenlösning ökar dess pH-nivå, så koncentrationen av hydroxidjoner OH – minskar. Mängden av dessa anjoner kan bestämmas genom att mäta pH hos den testade lösningen med en lämplig jonselektiv elektrod. Vi kan också bedöma pH visuellt genom att lägga till en lämplig indikator till lösningen eller nedsänka ett indikationspapper, som blir grönt eller mörkblått i närvaro av baser. Den mest populära indikatorn som används för att detektera baser är fenolftalein – i vattenlösningar av hydroxider får det en karakteristisk hallonfärg.
Natriumhydroxid
Den vanligaste hydroxiden är natriumhydroxid (NaOH) . Det är kommersiellt tillgängligt i form av tabletter eller granulat. Det bör inte förvaras i glaskärl, i synnerhet inte de med propp. Istället finns dedikerade polyetenbehållare. Det är mycket lösligt i vatten (processen är kraftigt exotermisk), och klassificeras därför som en stark bas. När vi arbetar med NaOH bör vi vara extra försiktiga på grund av dess irriterande egenskaper. I laboratorieskala förvärvas NaOH genom reaktion mellan (metall)natrium med vatten. Om vi lägger till natrium i en bägare fylld med vatten och fenolftalein (indikator), kommer hallonfärgen att visas, vilket indikerar närvaron av OH – joner. Samtidigt kommer väte att frigöras. Inom industrin erhålls natriumhydroxiden ( kaustiksoda ) genom elektrolysering av den vattenhaltiga lösningen av natriumklorid. Processen orsakar utsöndring av klor på anoden, medan katoden blir omgiven av natriumhydroxid. En annan industriell metod för att skaffa den basen är den så kallade kvicksilvermetoden. Natriumamalgam och kvicksilver som faller ut på katoden placeras direkt i en behållare fylld med vatten. Natriumhydroxid spelar en stor roll i industrin. Det är ett viktigt kemiskt reagens som används dagligen i laboratorier. Det är en av komponenterna som används för att tillverka plast , gummi, papper och rengöringsmedel. Det har också en roll i bearbetningen av råolja .
Kalcium hydroxid
Jämfört med NaOH har kalciumhydroxid (Ca(OH) 2 ) två hydroxylgrupper. Det är mycket mindre lösligt i vatten – en mättad vattenlösning av den föreningen kallas "kalkvatten" (fenolftalein färgar det i hallonfärgen och ger ett basiskt pH). Kalkvatten används ofta för att detektera kol(IV)oxid (kalkvattnets så kallade grumlighet). Under laboratorieförhållanden kan det också erhållas genom reaktion mellan kalcium och vatten. Den reaktionen är dock mycket mildare. Kalciumhydroxid som produceras i industriell skala förvärvas i en exoterm process som kallas "kalksläckning". Den huvudsakliga industrin som använder kalciumhydroxid är konstruktion, där det är en ingrediens i kalkbruk. Det används också för att producera konstgödsel . Vid sockerproduktion används föreningen för att rena betjuice. Med tanke på dess kemiska natur används Ca(OH) 2 även för desinfektion .
Exempel på andra hydroxider
Förutom natrium- eller kalciumhydroxiden spelar en viktig roll även kombinationerna av en hydroxylgrupp med andra metaller. Till sin struktur och egenskaper påminner kaliumhydroxid mycket om NaOH. Det är också en stark bas. Den reagerar häftigt med vatten och visar hög hygroskopicitet. Både magnesiumoxid och aluminiumoxid (Mg(OH) 2 och Al 2 (OH) 3 ) kan användas som läkemedel mot hyperaciditet i magen. Dessutom används magnesiumhydroxid som en ingrediens i de flesta tandkrämer. Järn(III)hydroxid är ett av de substrat som används för att producera pigment. Det används också i avloppsvattenreningsprocesser .