Muitos óxidos de metais ativos, como óxidos de potássio, sódio ou lítio, podem interagir com a água. Neste caso, os compostos relacionados aos hidróxidos são encontrados nos produtos da reação. As propriedades dessas substâncias, as características do curso dos processos químicos nos quais as bases estão envolvidas, são devidas à presença de um grupo hidroxila em suas moléculas. Assim, nas reações de dissociação eletrolítica, as bases são divididas em íons metálicos e ânions OH-. Como as bases interagem com óxidos, ácidos e sais não metálicos, vamos considerar em nosso artigo.
Nomenclatura e estrutura da molécula
Para nomear corretamente a base, você precisa adicionar a palavra hidróxido ao nome do elemento metálico. Vamos dar exemplos específicos. A base de alumínio pertence aos hidróxidos anfotéricos, cujas propriedades consideraremos no artigo. A presença obrigatória em moléculas de base de um grupo hidroxila ligado a um cátion metálico por um tipo de ligação iônica pode ser determinada usandoindicadores como a fenolftaleína. No ambiente aquático, um excesso de íons OH- é determinado por uma mudança na cor da solução indicadora: a fenolftaleína incolor torna-se carmesim. Se um metal apresenta múltiplas valências, pode formar múltiplas bases. Por exemplo, o ferro tem duas bases, nas quais a valência do metal é 2 ou 3. O primeiro composto é caracterizado por sinais de hidróxidos básicos, o segundo é anfotérico. Portanto, as propriedades dos hidróxidos superiores diferem dos compostos em que o metal tem um menor grau de valência.
Características físicas
As bases são sólidas resistentes ao calor. Em relação à água, eles são divididos em solúveis (álcalis) e insolúveis. O primeiro grupo é formado por metais quimicamente ativos - elementos do primeiro e segundo grupos. As substâncias insolúveis em água são compostas por átomos de outros metais, cuja atividade é inferior ao sódio, potássio ou cálcio. Exemplos de tais compostos são as bases de ferro ou cobre. As propriedades dos hidróxidos dependerão de qual grupo de substâncias eles pertencem. Assim, os álcalis são termicamente estáveis e não se decompõem quando aquecidos, enquanto as bases insolúveis em água são destruídas sob a ação da alta temperatura, formando um óxido e água. Por exemplo, uma base de cobre se decompõe da seguinte forma:
Cu(OH)2=CuO + H2O
Propriedades químicas dos hidróxidos
A interação entre os dois grupos mais importantes de compostos -ácidos e bases são chamados de reações de neutralização em química. Esse nome pode ser explicado pelo fato de hidróxidos e ácidos quimicamente agressivos formar produtos neutros - sais e água. Sendo, de fato, um processo de troca entre duas substâncias complexas, a neutralização é característica tanto de álcalis quanto de bases insolúveis em água. Aqui está a equação para a reação de neutralização entre potassa cáustica e ácido clorídrico:
KOH + HCl=KCl + H2O
Uma propriedade importante das bases de metais alcalinos é sua capacidade de reagir com óxidos ácidos, resultando em sal e água. Por exemplo, passando o dióxido de carbono pelo hidróxido de sódio, você pode obter seu carbonato e água:
2NaOH + CO2=Na2CO3 + H 2O
As reações de troca iônica incluem a interação entre álcalis e sais, que leva à formação de hidróxidos ou sais insolúveis. Então, adicionando gota a gota uma solução de soda cáustica a uma solução de sulfato de cobre, você pode obter um precipitado azul gelatinoso. É uma base de cobre, insolúvel em água:
CuSO4 + 2NaOH=Cu(OH)2 + Na2 SO 4
As propriedades químicas dos hidróxidos, insolúveis em água, diferem dos álcalis, pois perdem água com um leve aquecimento - eles desidratam, transformando-se na forma do óxido básico correspondente.
Terrenos exibindo propriedades duplas
Se um elemento ou uma substância complexa pode reagir com ácidos e álcalis, é chamado de anfotérico. Estes incluem, por exemplo, zinco,alumínio e suas bases. As propriedades dos hidróxidos anfotéricos permitem escrever suas fórmulas moleculares tanto na forma de bases, isolando o grupo hidroxo, quanto na forma de ácidos. Vamos apresentar várias equações para as reações de uma base de alumínio com ácido clorídrico e hidróxido de sódio. Eles ilustram as propriedades especiais dos hidróxidos anfotéricos. A segunda reação ocorre com o decaimento do álcali:
2Al(OH)3 + 6HCl=2AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + NaOH=NaAlO2 + 2H2O
Os produtos dos processos serão água e sais: cloreto de alumínio e aluminato de sódio. Todas as bases anfotéricas são insolúveis em água. Eles são extraídos como resultado da interação dos sais e álcalis correspondentes.
Métodos de obtenção e aplicação
Na indústria que requer grandes volumes de álcalis, eles são obtidos por eletrólise de sais contendo cátions de metais ativos do primeiro e segundo grupos do sistema periódico. A matéria-prima para a extração, por exemplo, sódio cáustico, é uma solução de sal comum. A equação da reação será:
2NaCl + 2H2O=2NaOH + H2 + Cl2
As bases de metais pouco ativos em laboratório são obtidas pela interação de álcalis com seus sais. A reação pertence ao tipo de troca iônica e termina com a precipitação da base. Uma maneira simples de obter álcalis é uma reação de substituição entre o metal ativo e a água. É acompanhado pelo aquecimento da mistura reagente e é do tipo exotérmico.
As propriedades dos hidróxidos são utilizadas na indústria. Os álcalis desempenham aqui um papel especial. Eles são usados como purificadores de querosene e gasolina, para fabricação de sabão, processamento de couro natural, bem como em tecnologias para produção de rayon e papel.
