Mnohé oxidy aktívnych kovov, ako sú oxidy draslíka, sodíka alebo lítia, môžu interagovať s vodou. V tomto prípade sa v produktoch reakcie nachádzajú zlúčeniny príbuzné hydroxidom. Vlastnosti týchto látok, znaky priebehu chemických procesov, na ktorých sa zúčastňujú zásady, sú spôsobené prítomnosťou hydroxylovej skupiny v ich molekulách. Takže v reakciách elektrolytickej disociácie sa zásady rozdeľujú na kovové ióny a anióny OH-. Ako zásady interagujú s oxidmi nekovov, kyselinami a soľami, budeme uvažovať v našom článku.
Nomenklatúra a štruktúra molekuly
Pre správne pomenovanie bázy je potrebné k názvu kovového prvku pridať slovo hydroxid. Uveďme konkrétne príklady. Hliníková báza patrí k amfotérnym hydroxidom, ktorých vlastnosti sa budeme zaoberať v článku. Povinná prítomnosť hydroxylovej skupiny naviazanej na kovový katión typom iónovej väzby v základných molekulách sa môže určiť pomocouindikátory, ako je fenolftaleín. Vo vodnom prostredí je prebytok OH- iónov určený zmenou farby roztoku indikátora: bezfarebný fenolftaleín sa stáva karmínovým. Ak kov vykazuje viacero mocností, môže tvoriť viacero báz. Napríklad železo má dve zásady, v ktorých je mocenstvo kovu 2 alebo 3. Prvá zlúčenina je charakterizovaná znakmi zásaditých hydroxidov, druhá je amfotérna. Preto sa vlastnosti vyšších hydroxidov líšia od zlúčenín, v ktorých má kov nižší stupeň mocenstva.
Fyzické vlastnosti
Základy sú pevné látky, ktoré sú odolné voči teplu. Vo vzťahu k vode sa delia na rozpustné (zásady) a nerozpustné. Prvú skupinu tvoria chemicky aktívne kovy – prvky prvej a druhej skupiny. Látky nerozpustné vo vode sú zložené z atómov iných kovov, ktorých aktivita je nižšia ako aktivita sodíka, draslíka alebo vápnika. Príkladmi takýchto zlúčenín sú železné alebo medené zásady. Vlastnosti hydroxidov budú závisieť od toho, do ktorej skupiny látok patria. Zásady sú teda tepelne stabilné a pri zahrievaní sa nerozkladajú, zatiaľ čo vo vode nerozpustné zásady sa pôsobením vysokej teploty ničia, pričom sa vytvára oxid a voda. Napríklad medená báza sa rozkladá takto:
Cu(OH)2=CuO + H2O
Chemické vlastnosti hydroxidov
Interakcia medzi dvoma najdôležitejšími skupinami zlúčenín -kyseliny a zásady sa v chémii nazývajú neutralizačné reakcie. Tento názov možno vysvetliť tým, že chemicky agresívne hydroxidy a kyseliny tvoria neutrálne produkty – soli a vodu. Keďže ide v skutočnosti o proces výmeny medzi dvoma komplexnými látkami, neutralizácia je charakteristická pre alkálie aj pre vo vode nerozpustné zásady. Tu je rovnica pre neutralizačnú reakciu medzi hydroxidom draselným a kyselinou chlorovodíkovou:
KOH + HCl=KCl + H2O
Dôležitou vlastnosťou zásad alkalických kovov je ich schopnosť reagovať s kyslými oxidmi, čoho výsledkom je soľ a voda. Napríklad prechodom oxidu uhličitého cez hydroxid sodný získate jeho uhličitan a vodu:
2NaOH + CO2=Na2CO3 + H 2O
Reakcie výmeny iónov zahŕňajú interakciu medzi zásadami a soľami, čo vedie k tvorbe nerozpustných hydroxidov alebo solí. Takže pridaním roztoku hydroxidu sodného po kvapkách do roztoku síranu meďnatého môžete získať modrú želé podobnú zrazeninu. Je to medená báza, nerozpustná vo vode:
CuSO4 + 2NaOH=Cu(OH)2 + Na2 SO 4
Chemické vlastnosti hydroxidov, nerozpustných vo vode, sa líšia od alkálií tým, že pri miernom zahriatí strácajú vodu - dehydratujú sa a prechádzajú do formy zodpovedajúceho zásaditého oxidu.
Pozemky s dvojitými vlastnosťami
Ak prvok alebo komplexná látka môže reagovať s kyselinami aj zásadami, nazýva sa amfotérna. Patria sem napríklad zinok,hliník a ich základy. Vlastnosti amfotérnych hydroxidov umožňujú písať ich molekulové vzorce ako vo forme zásad, tak pri izolácii hydroxoskupiny, ako aj vo forme kyselín. Uveďme niekoľko rovníc pre reakcie hlinitej zásady s kyselinou chlorovodíkovou a hydroxidom sodným. Ilustrujú špeciálne vlastnosti amfotérnych hydroxidov. Druhá reakcia prebieha s rozpadom alkálie:
2Al(OH)3 + 6HCl=2AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + NaOH=NaAlO2 + 2H2O
Produkty procesov budú voda a soli: chlorid hlinitý a hlinitan sodný. Všetky amfotérne bázy sú nerozpustné vo vode. Ťažia sa ako výsledok interakcie zodpovedajúcich solí a zásad.
Spôsoby získania a aplikácie
V priemysle, ktorý vyžaduje veľké objemy alkálií, sa získavajú elektrolýzou solí obsahujúcich katióny aktívnych kovov prvej a druhej skupiny periodického systému. Surovinou na extrakciu, napríklad hydroxid sodný, je roztok kuchynskej soli. Reakčná rovnica bude:
2NaCl + 2H2O=2NaOH + H2 + Cl2
Bázy nízkoaktívnych kovov sa v laboratóriu získavajú interakciou alkálií s ich soľami. Reakcia patrí k typu iónovej výmeny a končí vyzrážaním zásady. Jednoduchým spôsobom získania alkálií je substitučná reakcia medzi aktívnym kovom a vodou. Je sprevádzané zahrievaním reakčnej zmesi a je exotermického typu.
Vlastnosti hydroxidov sa využívajú v priemysle. Osobitnú úlohu tu zohrávajú alkálie. Používajú sa ako čističe petroleja a benzínu, na výrobu mydla, spracovanie prírodnej kože, ako aj v technológiách na výrobu umelého hodvábu a papiera.
