Viele Oxide aktiver Metalle, wie Oxide von Kalium, Natrium oder Lithium, können mit Wasser interagieren. In diesem Fall finden sich in den Reaktionsprodukten mit Hydroxiden verwandte Verbindungen. Die Eigenschaften dieser Substanzen, die Merkmale des Ablaufs chemischer Prozesse, an denen Basen beteiligt sind, sind auf das Vorhandensein einer Hydroxylgruppe in ihren Molekülen zurückzuführen. Bei den Reaktionen der elektrolytischen Dissoziation werden Basen also in Metallionen und Anionen OH- gesp alten. Wie Basen mit Nichtmetalloxiden, Säuren und Salzen interagieren, werden wir in unserem Artikel betrachten.
Nomenklatur und Struktur des Moleküls
Um die Base richtig zu benennen, müssen Sie das Wort Hydroxid an den Namen des Metallelements anhängen. Lassen Sie uns konkrete Beispiele geben. Die Aluminiumbasis gehört zu amphoteren Hydroxiden, deren Eigenschaften wir im Artikel betrachten werden. Das obligatorische Vorhandensein einer Hydroxylgruppe, die durch einen ionischen Bindungstyp an ein Metallkation gebunden ist, in Basismolekülen kann unter Verwendung bestimmt werdenIndikatoren wie Phenolphthalein. In Gewässern wird ein Überschuss an OH--Ionen durch eine Farbänderung der Indikatorlösung festgestellt: Farbloses Phenolphthalein wird purpurrot. Wenn ein Metall mehrere Wertigkeiten aufweist, kann es mehrere Basen bilden. Beispielsweise hat Eisen zwei Basen, bei denen die Wertigkeit des Metalls 2 oder 3 ist. Die erste Verbindung ist durch Anzeichen basischer Hydroxide gekennzeichnet, die zweite ist amphoter. Daher unterscheiden sich die Eigenschaften höherer Hydroxide von Verbindungen, in denen das Metall eine niedrigere Wertigkeit hat.
Körperliche Eigenschaften
Die Basen sind hitzebeständige Feststoffe. In Bezug auf Wasser werden sie in lösliche (alkalische) und unlösliche unterteilt. Die erste Gruppe bilden chemisch aktive Metalle - Elemente der ersten und zweiten Gruppe. Wasserunlösliche Substanzen bestehen aus Atomen anderer Metalle, deren Aktivität der von Natrium, Kalium oder Calcium unterlegen ist. Beispiele für solche Verbindungen sind Eisen- oder Kupferbasen. Die Eigenschaften von Hydroxiden hängen davon ab, zu welcher Stoffgruppe sie gehören. Alkalien sind also thermisch stabil und zersetzen sich beim Erhitzen nicht, während wasserunlösliche Basen unter Einwirkung hoher Temperaturen zerstört werden und ein Oxid und Wasser bilden. Beispielsweise zerfällt eine Kupferbasis wie folgt:
Cu(OH)2=CuO + H2O
Chemische Eigenschaften von Hydroxiden
Die Wechselwirkung zwischen den beiden wichtigsten Verbindungsgruppen -Säuren und Basen werden in der Chemie Neutralisationsreaktionen genannt. Dieser Name erklärt sich aus der Tatsache, dass chemisch aggressive Hydroxide und Säuren neutrale Produkte bilden - Salze und Wasser. Als Austauschprozess zwischen zwei komplexen Substanzen ist die Neutralisation sowohl für Alkalien als auch für wasserunlösliche Basen charakteristisch. Hier ist die Gleichung für die Neutralisationsreaktion zwischen Kalilauge und Salzsäure:
KOH + HCl=KCl + H2O
Eine wichtige Eigenschaft von Alkalimetallbasen ist ihre Fähigkeit, mit sauren Oxiden zu reagieren, was zu Salz und Wasser führt. Wenn Sie beispielsweise Kohlendioxid durch Natriumhydroxid leiten, können Sie sein Carbonat und Wasser erh alten:
2NaOH + CO2=Na2CO3 + H 2O
Ionenaustauschreaktionen umfassen die Wechselwirkung zwischen Alkalien und Salzen, die zur Bildung von unlöslichen Hydroxiden oder Salzen führt. Wenn Sie also tropfenweise eine Lösung von Natronlauge zu einer Lösung von Kupfersulfat geben, können Sie einen blauen geleeartigen Niederschlag erh alten. Es ist eine Kupferbasis, die in Wasser unlöslich ist:
CuSO4 + 2NaOH=Cu(OH)2 + Na2 SO 4
Die chemischen Eigenschaften der wasserunlöslichen Hydroxide unterscheiden sich von den Alkalien dadurch, dass sie bei leichter Erwärmung Wasser verlieren - sie dehydrieren und nehmen die Form des entsprechenden basischen Oxids an.
Gelände mit doppelten Eigenschaften
Kann ein Element oder eine komplexe Substanz sowohl mit Säuren als auch mit Laugen reagieren, spricht man von amphoteren Stoffen. Dazu gehören zum Beispiel Zink,Aluminium und deren Basen. Die Eigenschaften amphoterer Hydroxide ermöglichen es, ihre Summenformeln sowohl in Form von Basen unter Isolierung der Hydroxogruppe als auch in Form von Säuren zu schreiben. Stellen wir einige Gleichungen für die Reaktionen einer Aluminiumbase mit Salzsäure und Natriumhydroxid auf. Sie verdeutlichen die besonderen Eigenschaften amphoterer Hydroxide. Die zweite Reaktion findet beim Zerfall von Alkali statt:
2Al(OH)3 + 6HCl=2AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + NaOH=NaAlO2 + 2H2O
Die Produkte der Prozesse sind Wasser und Salze: Aluminiumchlorid und Natriumaluminat. Alle amphoteren Basen sind in Wasser unlöslich. Sie werden durch das Zusammenwirken der entsprechenden Salze und Alkalien abgebaut.
Erlangungs- und Antragsverfahren
In der Industrie, die große Mengen Alkalien benötigt, werden sie durch Elektrolyse von Salzen gewonnen, die Kationen aktiver Metalle der ersten und zweiten Gruppe des Periodensystems enth alten. Der Rohstoff für die Gewinnung, beispielsweise Natronlauge, ist eine Kochsalzlösung. Die Reaktionsgleichung lautet:
2NaCl + 2H2O=2NaOH + H2 + Cl2
Die Basen niederaktiver Metalle im Labor werden durch die Wechselwirkung von Alkalien mit ihren Salzen gewonnen. Die Reaktion gehört zum Typ des Ionenaustausches und endet mit der Ausfällung der Base. Ein einfacher Weg, Alkalien zu erh alten, ist eine Substitutionsreaktion zwischen dem aktiven Metall und Wasser. Es wird von einer Erwärmung des Reaktionsgemisches begleitet und ist vom exothermen Typ.
Eigenschaften von Hydroxiden werden in der Industrie genutzt. Alkalien spielen hier eine besondere Rolle. Sie werden als Reiniger für Kerosin und Benzin, zur Herstellung von Seife, zur Verarbeitung von Naturleder sowie in Technologien zur Herstellung von Kunstseide und Papier verwendet.
