Давайте дізнаємося про гідроксиди

гідроксиди

Гідроксиди – це речовини, які широко поширені в нашому повсякденному житті. Вони відіграють важливу роль у багатьох галузях промисловості, виступаючи в якості сировини або напівфабрикатів у різних процесах. Що ми повинні знати про них?

• вони побудовані з катіонів металів (або групи амонію, NH ₄ ⁺ ) і однієї або кількох гідроксильних груп;
• ОН ^– характерна для гідроксидів і надає їм особливі властивості;
• назва кожної сполуки складається шляхом доповнення слова «гідроксид» назвою елемента, який вона містить;
• гідроксиди існують у твердому агрегатному стані;
• розрізняють основні гідроксиди (реагують з кислотами, не реагують з основами, добре розчиняються у воді, виявляють високу гігроскопічність) і амфотерні гідроксиди (реагують з основами і кислотами, малорозчинні у воді, негігроскопічні) ;
• водорозчинні гідроксиди зазнають електролітичної дисоціації, коли їх поміщають у воду.

Чим відрізняються гідроксиди від основ?

У хімії основами називають усі гідроксиди, розчинні у воді. Однак не всі ці сполуки схильні до реакції з молекулами води. Гідроксиди натрію або калію добре розчинні, тому їх можна назвати основами: натрієвою основою та калійною основою відповідно. Зовсім інакше йде справа з гідроксидом заліза(III) (Fe ₂ (OH) ₃ ), який малорозчинний у воді, тому його не можна назвати основою. Подібно і з гідроксидами купруму(ІІІ) або срібла, оскільки вони випадають з водних розчинів у вигляді осадів. Розчинність окремих гідроксидів можна перевірити за таблицею розчинності солі та гідроксиду. Слід зазначити, що не кожен гідроксид є основою, але кожна основа є гідроксидом. Основи — це всі гідроксиди металів першої групи періодичної системи (так звана група літію), а також деяких металів другої групи (кальцій, стронцій, барій). Винятком є ​​амонієва основа, яка є єдиною основою, молекули якої не містять атома металу. Основи, як хімічні сполуки, добре розчинні у воді, а у водних розчинах піддаються електролітичній дисоціації, розпадаючись на катіони та аніони. Утворені іони здатні проводити електричний струм. Отже, основи також є електролітами. Розкладання гідроксидів на іони також впливає на їхній «основний характер». Наявність основи у водному розчині підвищує його рН, тому концентрація гідроксид-іонів ОН ^– зменшується. Кількість цих аніонів можна визначити, вимірявши рН досліджуваного розчину відповідним іоноселективним електродом. Ми також можемо оцінити рН візуально, додавши до розчину відповідний індикатор або зануривши індикаторний папірець, який за наявності основ стане зеленим або темно-синім. Найпопулярнішим індикатором для виявлення основ є фенолфталеїн – у водних розчинах гідроксидів він забарвлюється в характерний малиновий колір.

Їдкий натр

Найбільш часто використовуваним гідроксидом є гідроксид натрію (NaOH) . Він доступний у продажу у формі таблеток або гранул. Не можна зберігати в скляному посуді, особливо з пробкою. Натомість є спеціальні поліетиленові контейнери. Він добре розчинний у воді (процес сильно екзотермічний), і тому класифікується як сильна основа. При роботі з NaOH слід проявляти особливу обережність через його подразливу дію. У лабораторних масштабах NaOH отримують реакцією (металічного) натрію з водою. Якщо в склянку, наповнену водою та фенолфталеїном (індикатор), додати натрій, то з’явиться малинове забарвлення, що вказує на наявність іонів ОН ^– . При цьому буде виділятися водень. У промисловості гідроксид натрію ( їдкий натр ) отримують шляхом електролізу водного розчину хлориду натрію. Процес викликає виділення хлору на аноді, тоді як катод оточується гідроксидом натрію. Ще один промисловий спосіб здобуття цієї бази – так званий ртутний метод. Амальгаму натрію і ртуть, що випали на катоді, поміщають безпосередньо в ємність, наповнену водою. Гідроксид натрію відіграє велику роль у промисловості. Це важливий хімічний реагент, який щодня використовується в лабораторіях. Це один із компонентів, який використовується для виробництва пластмас , гуми, паперу та засобів для чищення. Він також відіграє роль у переробці сирої нафти .

Кальцію гідроксид

У порівнянні з NaOH гідроксид кальцію (Ca(OH) ₂ ) має дві гідроксильні групи. Він набагато гірше розчиняється у воді – насичений водний розчин цієї сполуки називається «вапняною водою» (фенолфталеїн забарвлює її в малиновий колір і створює основний рН). Вапняну воду широко використовують для виявлення карбон(IV) оксиду (так звана каламутність вапняної води). У лабораторних умовах його також можна отримати реакцією між кальцієм і водою. Однак ця реакція набагато м’якша. Гідроксид кальцію, вироблений у промислових масштабах, отримується в екзотермічному процесі, який називається «гашенням вапна». Основною галуззю промисловості, яка використовує гідроксид кальцію, є будівництво, де він є інгредієнтом вапняного розчину. Його також використовують для виробництва штучних добрив . У цукровому виробництві з’єднання використовують для очищення бурякового соку. Враховуючи його хімічну природу, Ca(OH) ₂ також використовується для дезінфекції .

Приклади інших гідроксидів

Крім гідроксиду натрію або кальцію, важливу роль відіграють також сполучення гідроксильної групи з іншими металами. За будовою і властивостями гідроксид калію дуже нагадує NaOH. Це також міцна основа. Він бурхливо реагує з водою і демонструє високу гігроскопічність. Як оксид магнію, так і оксид алюмінію (Mg(OH) ₂ і Al ₂ (OH) ₃ ) можна застосовувати як ліки проти підвищеної кислотності шлунка. Крім того, гідроксид магнію використовується як інгредієнт більшості зубних паст. Гідроксид заліза (III) є одним із субстратів, які використовуються для отримання пігментів. Він також використовується в процесах очищення стічних вод .