Kemija je znanost, ki preučuje različne reakcije, ki se pojavljajo v naravi, pa tudi interakcijo nekaterih spojin z drugimi. Tu so glavne snovi kisline in alkalije, reakcije med katerimi običajno imenujemo nevtralizacija. Privedejo do tvorbe v vodi topne soli.
Kaj je lug
Alkalni hidroksidi (kovine prve skupine glavne (A) podskupine v periodnem sistemu kemičnih elementov D. I. Mendelejeva) in zemeljskoalkalijskih (kovine druge skupine glavne (A) podskupine, vključno kalcij) kovine, ki silovito sodelujejo z vodo in se v njej popolnoma raztopijo, imenujemo alkalije. Ker so sposobni uničiti organski material (usnje, les, papir), jih imenujemo jedki. Na primer, kalijev hidroksid (KOH) je kavstična pepelika, barij (Ba(OH)2) je kavstičen barij itd.
Fizikalne lastnosti močnih baz
Na podlagi definicije, kaj je alkalija, lahko dodamo, da so ti hidroksidi tudi trdni higroskopni (zmožni absorbirati hlape iz zrakavoda) bela snov. Najmočnejše alkalije sta cezijev hidroksid CsOH in radij Ra(OH)2. Alkalijske reakcije najpogosteje spremlja sproščanje toplote (eksotermne). Fizikalne lastnosti takšnih baz vključujejo tudi njihovo sposobnost raztapljanja v nekaterih organskih spojinah, na primer v alkoholih: metanolu in etanolu.
Kemijske lastnosti
Raztopine alkalij so sposobne vstopiti v različne reakcije.
Močne baze imajo sposobnost interakcije s kislimi in amfoternimi oksidi:
- KOH + SO3=K2SO4 + H2O (SO3 je kisli oksid);
- 2KOH + Al2O3=2KAlO2 + H2O (fuzijska reakcija, poteka pri segrevanju, kjer je Al2O3 amfoterni oksid);
- 2KOH + Al2O3 + 3H2O=2K[Al(OH)4] (reakcija poteka s tvorbo topne kompleksne soli - kalijev tetrahidroksoaluminat).
Pri reakciji z amfoternimi kovinami (Zn, Al in drugimi) je možna tudi tvorba tako taline kot ustrezne kompleksne soli. Poleg tega obe reakciji spremlja razvoj plinastega vodika:
- 2KOH + 2Al=2KAlO2 + H2;
- 2KOH + 2Al + 6H2O=2K[Al(OH)4] + 3H2.
Alkalije lahko reagirajo tudi s solmi, kar povzroči nastanek druge baze in druge soli. Pogoj za nadaljevanje reakcije je, da mora biti ena od nastalih snovi netopna v vodi:
NaOH + CuSO4=Na2SO4 + Cu(OH)2.
Kot že omenjeno, vstopajo alkalije in kislinereakcija nevtralizacije, nastaneta sol in voda:
NaOH + HCl=NaCl + H2O.
Alkalije reagirajo z drugimi bazami samo, če so hidroksidi amfoternih kovin:
NaOH + Al(OH)3=Na[Al(OH)4].
Nekateri od njih lahko medsebojno delujejo s številnimi organskimi snovmi: estri, amidi, polihidrični alkoholi:
2C2H6O2 + 2NaOH=C2H4O2Na2 + 2H2O (reakcijski produkt je natrijev alkoksid).
Kako močna dna so narejena
Alkalije pridobivamo na različne načine, tako v industriji kot v laboratorijih.
V industrijski industriji obstaja več metod za pridobivanje alkalij: piroliza, apno, ferit, elektroliza, ki se deli na membranske, membranske in živosrebrne metode na tekočih in trdnih katodah.
To je elektroliza raztopin natrijevega in kalijevega klorida, po kateri se na anodi in katodi sprostita klor in vodik, pri čemer se dobijo ustrezni hidroksidi:
- 2NaCl + 2H2O=H2 + Cl2 + 2NaOH;
- 2KCl + 2H2O=H2 + Cl2 + 2KOH.
Pri pirolizi pri 1000 stopinjah se na prvi stopnji pojavi tvorba natrijevega oksida:
Na2CO3=Na2O + CO2.
Na drugi stopnji se nastali ohlajeni oksid raztopi v vodi, zaradi česar dobimo potrebno alkalijo:
Na2O + H2O=2NaOH.
Laboratoriji uporabljajo tudi elektrolizo. Alkalije lahko pridobimo tudi z izpostavljanjem ustreznih kovin vodi ali z reakcijo soli teh kovin z drugimi bazami, zaradi česardobimo potrebno alkalijo in drugi produkt reakcije, netopen v vodi, je sol.
Pri medsebojnem delovanju cezija in vode nastane cezijev hidroksid in sprošča se vodik (reakcija poteka tudi pri temperaturi -120 stopinj):
2Cs + 2H2O=2CsOH + H2.
Zaradi delovanja vode na litijev oksid dobimo alkalijo:
Li2O + 2H2O=2LiOH + H2.
Prijava
Na podlagi same definicije, kaj je alkalija, lahko razumemo, da se pogosto uporabljajo ne samo v industriji, ampak tudi v vsakdanjem življenju:
- Dezinfekcija ribnikov za ribolov.
- Kot gnojilo.
- V farmacevtskih izdelkih.
- V proizvodnji papirja.
- Proizvodnja sintetičnega kavčuka.
- Pridobivanje mila in detergentov.
- Elektrolitne komponente v alkalnih baterijah.
- Absorber ogljikovega dioksida (litijev hidroksid).
- Proizvodnja maziv.
- Barvila v proizvodnji hrane (aditivi za živila).
- Akumulatorski elektroliti (kalijev hidroksid).
- Čiščenje kanalizacijskih cevi in ponorov pred zamašitvami hrane.
- Nevtralizacija kisline.
- Katalizatorji v kemični industriji.
- Kemična obdelava fotografij.
Previdnostni ukrepi
Postane očitno, da lahko alkalije, kot so hidroksidi natrija, litija, kalija, cezija in drugi, močno poškodujejo in opečejo kožo in sluznico oči, tudi če tja pridejo najmanjši delci spojine. Da bi to preprečilipotrebno je nositi očala, gumijaste rokavice in kombinezone, ki so obdelani s posebnimi snovmi, ki ne dopuščajo interakcije materiala z alkalijami.
