Alkali

Alkalier är starka organiska baser med frätande egenskaper. Denna grupp av föreningar inkluderar i första hand hydroxider av grundämnen som tillhör den första gruppen i det periodiska systemet, den så kallade litiumgruppen. Alkalier inkluderar även vattenlösningar av natrium-, kalium- och ammoniumkarbonater samt ammoniakvatten. Ur ett kemiskt perspektiv är alkalier alla baser enligt Arrhenius-teorin, där en syra är en förening som producerar en vätekatjon (H+) när den dissocierar, medan en bas är en förening som producerar en hydroxylanjon (OH-) vid dissociering . Alkalier kännetecknas av pH-värden på 7,1 eller högre, vilket betyder att de har en basisk reaktion. Deras koncentrerade lösningar är frätande och därför hälsofarliga, så det är nödvändigt att använda personlig skyddsutrustning vid kontakt med dessa ämnen. Dessutom är alkaliska lösningar hala vid beröring eftersom de orsakar förtvålning av lipidbarriären som finns på mänsklig hudyta.

Alkalireaktivitet och fysikalisk-kemiska egenskaper

Alkalier är föreningar med hög reaktivitet, så de genomgår många olika kemiska reaktioner och processer. I neutraliseringsreaktioner reagerar de med syror och producerar olika salter och vatten, medan produkterna från hydroxidreaktioner med alkoholer är alkoholater. Hydroxider reagerar lätt med koldioxid och bildar karbonater eller vätekarbonater. I kombination med vätesulfid bildar de sulfider och disulfider, och som ett resultat kan de användas för att separera tioler från råolja. De reagerar även med amfotära oxider, till exempel oxider av aluminium, zink och tenn. Smälta alkalier reagerar med porslin och glas, och i närvaro av luft även med platina. Av denna anledning genomförs processen för hydroxidsmältning i järn- eller silverkärl, som är resistenta mot deras effekter. Hydroxider av grundämnen från den första gruppen i det periodiska systemet frigör stora mängder värme när de löser sig i vatten, och deras löslighet ökar med ökande atomnummer av litiumgruppelementet. De har en jonstruktur, så de dissocierar helt i vattenlösningar och tillhör som ett resultat de starkaste baserna. De löser sig också lätt i alkoholer. Alkalier används ofta som reagens inom organisk kemi, till exempel som basiska katalysatorer, som tar bort en proton från en svag syra. En på så sätt bildad intermediär förening reagerar sedan med ett annat reagens. Starka hydroxider deltar också i fettförtvålningsreaktionen eller esterhydrolysen, vilket ger en tvål och en alkohol. De används också som nukleofila reagens (elektrondonatorer) vid amidhydrolys, i substitutionsreaktioner och i elimineringsreaktioner.

Industriella tillämpningar

Alkalier används ofta i många industrier. De kan bland annat användas för pH-kontroll i olika tekniska processer, för koldioxidabsorption i andningsgasreningssystem (främst på ubåtar), för papper, textilier och dricksvattenproduktion samt dräneringsmedel och desinfektionsmedel. Fast natriumhydroxid är ett populärt medel som används för rörrengöring och dränering. Dess funktion är att förtvåla fettavlagringar och frigöra väte när de reagerar med aluminiumpartiklar från dräneringsrören. Därefter kan smutspartiklar som sprids på detta sätt enkelt avlägsnas, vilket täpper till röret. Inom hushållskemin används alkalier ofta i kombination med andra ytaktiva ämnen eftersom de förbättrar rengöringseffektiviteten. Både smutspartiklar och naturliga ytor har en negativ laddning. En alkalitillsats ökar ytpotentialen och liknande laddade strukturer stöter bort varandra. Som ett resultat minskar smutsvidhäftningen, vilket gör det lättare att ta bort. Försiktighet krävs dock vid rengöring av alkalikänsliga ytor, såsom dispersiva smärtskikt, linoleum eller lackade ytor.

Alkalier i PCC-gruppen

Den mest kända medlemmen av alkaligruppen är natriumhydroxid . Denna förening är tillgänglig från PCC-gruppen i fast form som kaustiksoda och i form av en vattenlösning, sodalut. Natriumhydroxid kan framställas genom sodakaustifiering, som är en reaktion mellan natriumkarbonat och kalciumhydroxid (kaustikkalk), eller genom elektrolys av en vattenlösning av natriumklorid. PCC-gruppen använder den senare metoden i en membranelektrolysenhet. Produkten som erhålls på detta sätt kännetecknas av hög kvalitet och kemisk renhet, så den uppfyller kraven i den senaste revideringen av den europeiska farmakopén. Natriumhydroxid är en av de essentiella kemiska råvarorna och finner användning i många industrier, till exempel som insatsvara vid tillverkning av joniska ytaktiva ämnen, inom läkemedelsindustrin för framställning av sulfanilamider och salicylsyra, för framställning av syntetiska färgämnen, och i vattenreningsprocesser. Ett klorerat derivat av natriumhydroxid är natriumhypoklorit , som också klassificeras som alkali. I PCC-gruppen framställs denna förening genom att mätta sodalut med gasformigt klor . Ur kemisk synvinkel är natriumhypoklorit ett natriumsalt av hypoklorsyra. Det används till exempel inom den kemiska industrin för att oxidera organiska föreningar, för syntes av kemiska föreningar (t.ex. hydraziner) och för tillverkning av hushållsrengöringsmedel.