Alcalii

Alcalii (în limba rusă de la cuvântul „leșie”; derivat din aceeași rădăcină ca și cealaltă skola islandeză „ spălare ” [1] ) sunt hidroxizi de alcali și alte elemente, cum ar fi taliul . Alcaliile sunt baze care sunt ușor solubile în apă . În timpul disocierii electrolitice , alcaliile formează anioni OH - și un cation metalic.

Alcalii includ hidroxizi metalici din subgrupele IA și IIA (începând cu calciu ) din tabelul periodic al elementelor chimice , de exemplu NaOH (sodă caustică), KOH (potasiu caustic), Ba (OH) 2 (bariu caustic). Ca o excepție, alcaliile includ hidroxidul de taliu monovalent TlOH , care este foarte solubil în apă și este o bază puternică. „ Alcalii caustici ” este denumirea banală pentru hidroxizi de litiu LiOH , NaOH de sodiu , KOH de potasiu, RbOH de rubidiu și CsOH de cesiu . Denumirea „alcalin caustic” se datorează capacității de a coroda pielea și membranele mucoase (care provoacă arsuri chimice severe ), hârtie și alte substanțe organice.

Datorită activității chimice foarte ridicate a metalelor alcaline, alcaliile caustice nu au putut fi descompuse mult timp și, prin urmare, au fost considerate substanțe simple . Lavoisier a fost unul dintre primii care au sugerat compoziția complexă a alcalinelor caustice . Pe baza teoriei sale conform căreia toate substanțele simple pot fi oxidate , Lavoisier a decis că alcaliile caustice sunt deja substanțe complexe oxidate. Cu toate acestea, numai Davy a reușit să confirme acest lucru la începutul secolului al XIX-lea după aplicarea sa a electrochimiei [2] .

Proprietăți fizice

Hidroxizii de metale alcaline ( alcalii caustici ) sunt substanțe solide, albe, foarte higroscopice . Alcaliile sunt baze puternice , foarte solubile în apă, iar reacția este însoțită de o eliberare semnificativă de căldură . Rezistența bazei și solubilitatea în apă cresc odată cu creșterea razei cationilor în fiecare grupă a tabelului periodic. Cele mai puternice alcaline sunt hidroxidul de cesiu (deoarece, din cauza timpului de înjumătățire foarte scurt, hidroxidul de franciu nu se produce în cantități macroscopice) din grupa Ia și hidroxidul de radiu din grupa IIa. În plus, substanțele caustice sunt solubile în etanol și metanol .

Proprietăți chimice

Alcaliile prezintă proprietăți de bază. În stare solidă, toate alcalinele absorb H 2 O , precum și CO 2 (tot în stare de soluție) din aer, transformându-se treptat în carbonați . Alcaliile sunt utilizate pe scară largă în industrie.

Reacții calitative la alcalii

Soluțiile alcaline apoase schimbă culoarea indicatorilor .

Indicator de tranziție și număr	x [3]	Intervalul de pH și numărul de tranziție
violet de metil		0,13-0,5 [I]	verde
Roșu Cresol [I]		0,2-1,8 [I]	galben
violet de metil [II]		1,0-1,5 [II]	albastru
Albastru de timol [I]	La	1.2-2.8 [I]	galben
Tropeolin 00	O	1.3-3.2	galben
violet de metil [III]		2,0-3,0 [III]	violet
galben de (di)metil	O	3,0-4,0	galben
Albastru de bromofenol	La	3,0-4,6	Albastru violet
roșu Congo		3,0-5,2	albastru
metil portocală	O	3.1-(4.0)4.4	(portocaliu-)galben
verde de bromocrezol	La	3,8-5,4	albastru
Albastru de bromocrezol		3,8-5,4	albastru
Lakmoid	La	4,0-6,4	albastru
roșu de metil	O	4,2(4,4)-6,2(6,3)	galben
rosu de clorofenol	La	5,0-6,6	roșu
Turnesol (azolitină)		5,0-8,0 (4,5-8,3)	albastru
Mov de bromocrezol	La	5,2-6,8 (6,7)	Rosu aprins
Albastru de bromotimol	La	6,0-7,6	albastru
Roșu neutru	O	6,8-8,0	galben chihlimbar
Roșu fenol	O	6,8-(8,0)8,4	Rosu aprins
Roșu Cresol [II]	La	7,0(7,2)-8,8 [II]	Roșu-închis
α-Naftolftaleină	La	7,3-8,7	albastru
Albastru de timol [II]	La	8,0-9,6 [II]	albastru
Fenolftaleină [4] [I]	La	8,2-10,0 [I]	roșu purpuriu
timolftaleină	La	9,3(9,4)-10,5(10,6)	albastru
Galben alizarina LJ	La	10,1-12,0	galben maro
Albastru de Nil		10.1-11.1	roșu
diazo violet		10,1-12,0	violet
indigo carmin		11,6-14,0	galben
Epsilon Blue		11,6-13,0	violet închis

Interacțiunea cu acizii

Alcalii, ca și bazele, reacționează cu acizii pentru a forma sare și apă ( reacție de neutralizare ). Aceasta este una dintre cele mai importante proprietăți chimice ale alcalinelor.

Alcali + Acid → Sare + Apă

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

;

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

Interacțiune cu oxizi acizi

Alcalii interacționează cu oxizii acizi pentru a forma sare și apă:

Alcali + oxid acid → sare + apă

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

;

Interacțiunea cu oxizii amfoteri

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

Interacțiunea cu metalele de tranziție (amfotere)

Soluțiile alcaline interacționează cu metalele , care formează oxizi și hidroxizi amfoteri ( și altele). Ecuațiile acestor reacții într-o formă simplificată pot fi scrise după cum urmează: ${\mathsf {Zn,Al}}$

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

;

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

În realitate, în cursul acestor reacții, se formează complexe hidroxo în soluții ( produși de hidratare ai sărurilor de mai sus):

{\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 ))

;

Interacțiunea cu soluțiile sărate

Soluțiile alcaline interacționează cu soluțiile sărate dacă se formează o bază insolubilă sau o sare insolubilă:

Soluție de alcali + Soluție de sare → Bază nouă + sare nouă

{\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 ))

;

Obținerea

Bazele solubile se obțin în diferite moduri.

Electroliza soluțiilor de săruri alcaline/alcalino-pământoase

Prin electroliza clorurilor de metale alcaline sau prin actiunea apei asupra oxizilor de metale alcaline.

Aplicație

Alcaliile sunt utilizate pe scară largă în diverse industrii și medicină; de asemenea pentru dezinfecția iazurilor în piscicultură și ca îngrășământ, ca electrolit pentru bateriile alcaline.

În știința solului

Solul ușor alcalin în știința solului este un sol cu un pH mai mare de 7,3. Majoritatea plantelor preferă solurile ușor acide ( pH 6,0 până la 6,8) [5] . Varza preferă solurile alcaline și acest lucru poate interfera cu alte plante.

Note

↑ Lye // Dicţionar Fasmer
↑ A. S. Arseniev. O analiză a unui concept în evoluție . M. , „Știință”, 1067. S. 332.
↑ *Coloana „x” - natura indicatorului: K-acid, O-bază.
↑ Fenolftaleina devine incoloră într-un mediu puternic alcalin. Într-un mediu de acid sulfuric concentrat, dă și o culoare roșie datorită structurii cationului fenolftaleină, deși nu la fel de intensă. Aceste fapte puțin cunoscute pot duce la erori în determinarea reacției mediului.
↑ Chambers's Encyclopaedia . — 1888.

Literatură

Kolotov S. S. Alkalis // Dicționar enciclopedic al lui Brockhaus și Efron : în 86 de volume (82 de volume și 4 suplimentare). - Sankt Petersburg. , 1890-1907.
Alcalii caustici // Kazahstan. Enciclopedia Națională . - Almaty: Enciclopedii kazahe , 2005. - T. II. — ISBN 9965-9746-3-2 . (Rusă) (CC BY SA 3.0)

Când scriu acest articol, material din publicația „ Kazahstan. National Encyclopedia " (1998-2007), furnizat de editorii "Kazakh Encyclopedia" sub licența Creative Commons BY-SA 3.0 Unported .