Alkalit

Alkalit (venäjäksi sanasta "lye"; johdettu samasta juuresta kuin muu islantilainen skola " pesu " [1] ) ovat alkalien ja joidenkin muiden alkuaineiden, kuten talliumin , hydroksideja . Alkalit ovat emäksiä , jotka liukenevat helposti veteen . Elektrolyyttisen dissosiaation aikana alkalit muodostavat anioneja OH- ja metallikationin.

Alkaleihin kuuluvat kemiallisten alkuaineiden jaksollisen järjestelmän alaryhmien IA ja IIA ( kalsiumista alkaen ) metallihydroksidit , esimerkiksi NaOH (emäksinen sooda), KOH (emäksinen potaska), Ba (OH) 2 (emäksinen barium). Emäksiin kuuluu poikkeuksena yksiarvoinen talliumhydroksidi TlOH , joka liukenee hyvin veteen ja on vahva emäs. " Kaustiset alkalit " - litiumhydroksidien LiOH , natrium NaOH , kalium KOH , rubidium RbOH ja cesium CsOH triviaali nimi . Nimi "emäksinen alkali" johtuu kyvystä syövyttää ihoa ja limakalvoja (aiheuttaa vakavia kemiallisia palovammoja ), paperia ja muita orgaanisia aineita.

Alkalimetallien erittäin korkean kemiallisen aktiivisuuden vuoksi emäkset eivät pystyneet hajoamaan pitkään aikaan, ja siksi niitä pidettiin yksinkertaisina aineina . Lavoisier oli yksi ensimmäisistä, joka ehdotti syövyttävien alkalien monimutkaista koostumusta . Perustuen teoriaansa, jonka mukaan kaikki yksinkertaiset aineet voidaan hapettaa , Lavoisier päätti, että emäkset ovat jo hapettuneita monimutkaisia aineita. Kuitenkin vain Davy onnistui vahvistamaan tämän 1800-luvun alussa soveltaessaan sähkökemiaa [2] .

Fysikaaliset ominaisuudet

Alkalimetallihydroksidit ( emäksiset alkalit ) ovat kiinteitä, valkoisia, erittäin hygroskooppisia aineita. Alkalit ovat vahvoja emäksiä , hyvin veteen liukenevia, ja reaktioon liittyy merkittävää lämmön vapautumista . Emäksen vahvuus ja liukoisuus veteen kasvavat kationisäteen kasvaessa jaksollisen järjestelmän jokaisessa ryhmässä. Vahvimmat emäkset ovat cesiumhydroksidi (koska erittäin lyhyen puoliintumisajan vuoksi franciumhydroksidia ei muodostu makroskooppisia määriä) ryhmässä Ia ja radiumhydroksidia ryhmässä IIa. Lisäksi emäkset liukenevat etanoliin ja metanoliin .

Kemialliset ominaisuudet

Alkalilla on perusominaisuudet. Kiinteässä tilassa kaikki emäkset imevät H 2 O :ta sekä CO 2 :ta (myös liuenneena) ilmasta muuttuen vähitellen karbonaateiksi . Alkaleita käytetään laajalti teollisuudessa.

Laadulliset reaktiot emäksiin

Alkalivesiliuokset muuttavat indikaattoreiden väriä .

Siirtymäilmaisin ja numero	x [3]	pH-alue ja siirtymäluku
metyylivioletti		0,13-0,5 [I]	vihreä
Cresol Red [I]		0,2-1,8 [I]	keltainen
Metyylivioletti [II]		1,0-1,5 [II]	sininen
Tymolinsininen [I]	Vastaanottaja	1,2-2,8 [I]	keltainen
Tropeoliini 00	O	1.3-3.2	keltainen
Metyylivioletti [III]		2,0-3,0 [III]	violetti
(Di)metyylikeltainen	O	3,0-4,0	keltainen
Bromifenolisininen	Vastaanottaja	3,0-4,6	sinivioletti
Kongon punainen		3,0-5,2	sininen
metyylioranssi	O	3.1-(4.0)4.4	(oranssi-)keltainen
Bromokresolin vihreä	Vastaanottaja	3,8-5,4	sininen
Bromokresolinsininen		3,8-5,4	sininen
Lakmoid	Vastaanottaja	4,0-6,4	sininen
metyylipunainen	O	4.2(4.4)-6.2(6.3)	keltainen
Kloorifenolipunainen	Vastaanottaja	5,0-6,6	punainen
lakmus ( atsolitiini )		5,0–8,0 (4,5–8,3)	sininen
Bromokresolivioletti	Vastaanottaja	5,2-6,8(6,7)	kirkkaan punainen
Bromotymolinsininen	Vastaanottaja	6,0-7,6	sininen
Neutraali punainen	O	6,8-8,0	meripihkan keltainen
Fenolipunainen	O	6,8-(8,0)8,4	kirkkaan punainen
Kresolinpunainen [II]	Vastaanottaja	7,0 (7,2) - 8,8 [II]	Tummanpunainen
α-naftolftaleiini	Vastaanottaja	7.3-8.7	sininen
Tymolinsininen [II]	Vastaanottaja	8,0-9,6 [II]	sininen
Fenolftaleiini [4] [I]	Vastaanottaja	8,2-10,0 [I]	karmiininpunainen
tymolftaleiini	Vastaanottaja	9,3 (9,4) - 10,5 (10,6)	sininen
Alizariinin keltainen LJ	Vastaanottaja	10.1-12.0	ruskea keltainen
Niilinsininen		10.1-11.1	punainen
diatsovioletti		10.1-12.0	violetti
indigokarmiini		11.6-14.0	keltainen
Epsilon sininen		11.6-13.0	tumma violetti

Vuorovaikutus happojen kanssa

Alkalit, kuten emäkset, reagoivat happojen kanssa muodostaen suolaa ja vettä ( neutralointireaktio ). Tämä on yksi alkalien tärkeimmistä kemiallisista ominaisuuksista.

Alkali + happo → suola + vesi

{\mathsf {NaOH+HCl\longrightarrow NaCl+H_{2}O))

;

{\mathsf {NaOH+HNO_{3}\longrightarrow NaNO_{3}+H_{2}O))

Vuorovaikutus happooksidien kanssa

Alkalit vuorovaikuttavat happamien oksidien kanssa muodostaen suolaa ja vettä:

Alkali + Happooksidi → Suola + Vesi

{\mathsf {Ca(OH)_{2}+CO_{2}\longrightarrow CaCO_{3}\downarrow +H_{2}O))

;

Vuorovaikutus amfoteeristen oksidien kanssa

{\mathsf {2KOH+ZnO{\xrightarrow {t^{o}C}}K_{2}ZnO_{2}+H_{2}O}}

Vuorovaikutus siirtymämetallien (amfoteeristen) kanssa

Alkaliliuokset ovat vuorovaikutuksessa metallien kanssa , jotka muodostavat amfoteerisia oksideja ja hydroksideja ( ja muita). Näiden reaktioiden yhtälöt yksinkertaistetussa muodossa voidaan kirjoittaa seuraavasti: ${\mathsf {Zn,Al}}$

{\mathsf {Zn+2NaOH\longrightarrow Na_{2}ZnO_{2}+H_{2}\uparrow ))

;

{\mathsf {2Al+2KOH+2H_{2}O\longrightarrow 2KAlO_{2}+3H_{2}\uparrow ))

Todellisuudessa näiden reaktioiden aikana liuoksissa muodostuu hydroksokomplekseja ( edellä mainittujen suolojen hydraatiotuotteet ):

{\mathsf {Zn+2NaOH+2H_{2}O\longrightarrow Na_{2}[Zn(OH)_{4}]+H_{2}\uparrow ))

;

{\mathsf {2Al+2KOH+6H_{2}O\longrightarrow 2K[Al(OH)_{4}]+3H_{2}\uparrow ))

;

Vuorovaikutus suolaliuosten kanssa

Alkaliliuokset ovat vuorovaikutuksessa suolaliuosten kanssa, jos muodostuu liukenematon emäs tai liukenematon suola:

Alkaliliuos + Suolaliuos → Uusi emäs + Uusi suola

{\mathsf {2NaOH+CuSO_{4}\longrightarrow Cu(OH)_{2}\downarrow +Na_{2}SO_{4}}}

;

{\mathsf {Ba(OH)_{2}+Na_{2}SO_{4}\longrightarrow 2NaOH+BaSO_{4}\downarrow ))

;

Haetaan

Liukoisia emäksiä saadaan eri tavoilla.

Alkali/maa-alkalisuolojen liuosten elektrolyysi

Alkalimetallikloridien elektrolyysillä tai veden vaikutuksella alkalimetallioksideihin .

Sovellus

Alkaleita käytetään laajasti eri teollisuudenaloilla ja lääketieteessä; myös lampien desinfiointiin kalanviljelyssä ja lannoitteeksi, alkaliparistojen elektrolyyttinä.

Maaperätieteessä

Maaperätieteessä lievästi emäksinen maa on maaperää, jonka pH on yli 7,3. Useimmat kasvit pitävät hieman happamasta maaperästä ( pH 6,0-6,8) [5] . Kaali suosii alkalista maaperää ja tämä voi häiritä muita kasveja.

Muistiinpanot

↑ Lye // Fasmer-sanakirja
↑ A. S. Arseniev. Kehittyvän konseptin analyysi . M. , "Science", 1067. S. 332.
↑ *Sarake "x" - indikaattorin luonne: K-happo, O-emäs.
↑ Fenolftaleiini muuttuu värittömäksi voimakkaasti emäksisessä väliaineessa. Väkevän rikkihapon väliaineessa se antaa myös punaisen värin fenolftaleiinikationin rakenteesta johtuen, vaikkakaan ei niin voimakkaana. Nämä vähän tunnetut tosiasiat voivat johtaa virheisiin väliaineen reaktion määrittämisessä.
↑ Chambers's Encyclopaedia . – 1888.

Kirjallisuus

Kolotov S. S. Alkalis // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron : 86 osassa (82 osaa ja 4 lisäosaa). - Pietari. , 1890-1907.
Kaustiset alkalit // Kazakstan. Kansallinen tietosanakirja . - Almaty: Kazakstanin tietosanakirjat , 2005. - T. II. — ISBN 9965-9746-3-2 . (Venäjän kieli) (CC BY SA 3.0)

Tätä artikkelia kirjoitettaessa materiaalia julkaisusta “ Kazakhstan. National Encyclopedia " (1998-2007), jonka "Kazakh Encyclopedia" -julkaisun toimittajat tarjoavat Creative Commons BY-SA 3.0 Unported -lisenssillä .