כימיה הוא מדע החוקר תגובות שונות המתרחשות בטבע, כמו גם את האינטראקציה של תרכובות מסוימות עם אחרות. החומרים העיקריים כאן הם חומצות ואלקליות, שהתגובות ביניהן נקראות בדרך כלל ניטרול. הם מובילים להיווצרות מלח מסיס במים.
מה זה lye
הידרוקסידים של אלקליין (מתכות מהקבוצה הראשונה של תת-הקבוצה הראשית (A) בטבלה המחזורית של היסודות הכימיים של D. I. Mendeleev) ואדמה אלקליין (מתכות מהקבוצה השנייה של תת-הקבוצה הראשית (A), כולל סידן) מתכות המקיימות אינטראקציה אלימה עם מים ומתמוססות בהן לחלוטין, נקראות אלקליות. מכיוון שהם מסוגלים להרוס חומר אורגני (עור, עץ, נייר), הם נקראים קאוסטיים. לדוגמה, אשלגן הידרוקסיד (KOH) הוא אשלג קאוסטי, בריום (Ba(OH)2) הוא בריום קאוסטי, וכן הלאה.
מאפיינים פיזיים של בסיסים חזקים
בהתבסס על ההגדרה של מהו אלקלי, אנו יכולים להוסיף שהידרוקסידים הללו הם גם היגרוסקופיים מוצקים (מסוגלים לספוג אדים מהאווירמים) חומר לבן. הבסיסים החזקים ביותר הם הידרוקסידים צסיום CsOH ורדיום Ra(OH)2. תגובות אלקליות מלוות לרוב בשחרור חום (אקזותרמי). כמו כן, התכונות הפיזיקליות של בסיסים כאלה כוללות את יכולתם להתמוסס בכמה תרכובות אורגניות, למשל, באלכוהול: מתנול ואתנול.
מאפיינים כימיים
פתרונות של אלקליות מסוגלים להיכנס לתגובות שונות.
לבסיסים חזקים יש את היכולת ליצור אינטראקציה עם תחמוצות חומציות ואמפוטריות:
- KOH + SO3=K2SO4 + H2O (SO3 היא תחמוצת חומצית);
- 2KOH + Al2O3=2KAlO2 + H2O (תגובת היתוך, מתרחשת בעת חימום, כאשר Al2O3 היא תחמוצת אמפוטרית);
- 2KOH + Al2O3 + 3H2O=2K[Al(OH)4] (התגובה ממשיכה עם היווצרות של מלח מורכב מסיס - אשלגן טטרהידרוקסואלומינאט).
כאשר מגיבים עם מתכות אמפוטריות (Zn, Al ואחרות), אפשרית גם היווצרות של נמס וגם של המלח המורכב המתאים. יתרה מכך, שתי התגובות מלוות בהתפתחות של מימן גזי:
- 2KOH + 2Al=2KAlO2 + H2;
- 2KOH + 2Al + 6H2O=2K[Al(OH)4] + 3H2.
אלקליים מסוגלים גם להגיב עם מלחים, וכתוצאה מכך נוצרים בסיס נוסף ועוד מלח. התנאי להמשך התגובה הוא שכתוצאה מכך, אחד החומרים שנוצרים חייב להיות בלתי מסיס במים:
NaOH + CuSO4=Na2SO4 + Cu(OH)2.
כפי שהוזכר קודם לכן, אלקליות וחומצות נכנסותתגובת נטרול, נוצרים מלח ומים:
NaOH + HCl=NaCl + H2O.
Alkalis מגיבים עם בסיסים אחרים רק אם הם הידרוקסידים של מתכות אמפוטריות:
NaOH + Al(OH)3=Na[Al(OH)4].
כמה מהם יכולים לקיים אינטראקציה עם חומרים אורגניים רבים: אסטרים, אמידים, אלכוהולים רב-הידריים:
2C2H6O2 + 2NaOH=C2H4O2Na2 + 2H2O (תוצר התגובה הוא נתרן אלקוקסיד).
כמה תחתונים חזקים
אלקליס מתקבלים בדרכים שונות הן בתעשייה והן במעבדות.
בתעשייה התעשייתית קיימות מספר שיטות לייצור אלקליות: פירוליזה, סיד, פריט, אלקטרוליזה, המחולקת לשיטות דיאפרגמה, ממברנה וכספית על קתודות נוזליות ומוצקות.
זוהי אלקטרוליזה של תמיסות של כלורי נתרן ואשלגן, שלאחריה משתחררים כלור ומימן באנודה ובקתודה, ומתקבלים ההידרוקסידים המתאימים:
- 2NaCl + 2H2O=H2 + Cl2 + 2NaOH;
- 2KCl + 2H2O=H2 + Cl2 + 2KOH.
כאשר פירוליזה ב-1000 מעלות, היווצרות של תחמוצת נתרן מתרחשת בשלב הראשון:
Na2CO3=Na2O + CO2.
בשלב השני, התחמוצת המקוררת שנוצרת מומסת במים, וכתוצאה מכך מתקבל האלקלי הדרוש:
Na2O + H2O=2NaOH.
מעבדות משתמשות גם באלקטרוליזה. ניתן להשיג אלקליס גם על ידי חשיפת המתכות המתאימות למים או על ידי תגובה של מלחים של מתכות אלו עם בסיסים אחרים, כתוצאה מכךמתקבל האלקלי הדרוש והתוצר השני של התגובה, שאינו מסיס במים, הוא מלח.
כאשר צזיום ומים מקיימים אינטראקציה, מתקבל צסיום הידרוקסיד ומשתחרר מימן (התגובה ממשיכה גם בטמפרטורה של -120 מעלות):
2Cs + 2H2O=2CsOH + H2.
כתוצאה מפעולת המים על תחמוצת ליתיום, מתקבל אלקלי:
Li2O + 2H2O=2LiOH + H2.
Application
בהתבסס על עצם ההגדרה של מהי אלקלי, אפשר להבין שהם נמצאים בשימוש נרחב לא רק בתעשייה, אלא גם בחיי היומיום:
- חיטוי בריכות לדיג.
- כדשן.
- בתרופות.
- בייצור נייר.
- ייצור של גומי סינטטי.
- השגת סבון וחומרי ניקוי.
- רכיבי אלקטרוליט בסוללות אלקליין.
- סופג פחמן דו חמצני (ליתיום הידרוקסיד).
- ייצור חומרי סיכה.
- צבעים בייצור מזון (תוספי מזון).
- אלקטרוליטים של סוללה (אשלגן הידרוקסיד).
- ניקוי צינורות ביוב וכיורים מחסימות מזון.
- ניטרול חומצה.
- זרזים בתעשיות כימיות.
- עיבוד כימי של תמונות.
אמצעי זהירות
זה הופך להיות ברור שאלקליות כגון הידרוקסידים של נתרן, ליתיום, אשלגן, צסיום ואחרים עלולים לפגוע קשות ולצרוב את העור והריריות של העיניים, גם אם החלקיקים הקטנים ביותר של התרכובת מגיעים לשם. כדי למנוע זאתיש צורך ללבוש משקפי מגן, כפפות גומי וסרבלים המטופלים בחומרים מיוחדים שאינם מאפשרים לחומר אינטראקציה עם אלקליות.
