Soluție alcalină - școală de chimie
Soluție alcalină
Soluții alcaline sau așa-numitele Alcalii sunt în cel mai restrâns sens soluții apoase de hidroxizi metalici precum hidroxid de sodiu (sodă caustică) sau hidroxid de potasiu (hidroxid de potasiu). Acești hidroxizi metalici se numără printre hidroxizii alcalini. Într-un sens mai larg, termenul este folosit și pentru orice soluție de baze. Acestea includ amoniac (apă amoniacală) și compuși organici, cum ar fi aminele. Soluțiile alcaline în sens larg pot fi și soluții neapoase.
Soluțiile apoase sunt alcaline dacă concentrația ionilor de hidroxid OH - o depășește pe cea a ionilor de oxoni H3O +. Valoarea pH-ului este apoi mai mare de 7. Soluțiile apoase puternic alcaline au o valoare a pH-ului mai mare de 10, de exemplu, soluția normală de hidroxid de sodiu are o valoare a pH-ului de 14.
caracteristici
Acizii și soluțiile alcaline au unele proprietăți în comun. Cu indicatori, aceste soluții produc colorații caracteristice și se simt alunecoase pe piele. Soluțiile sunt corozive, astfel încât ochelarii de protecție trebuie purtați întotdeauna atunci când lucrați cu soluții alcaline. De asemenea, prezintă conductivitate electrică, deci trebuie să existe ioni în mișcare liberă.
Soluțiile puternic alcaline sunt extrem de corozive: pot dizolva metale precum aluminiul și proteinele, astfel încât contactul cu pielea cu acestea ar trebui evitat. Prin urmare, trebuie purtate mănuși și ochelari de protecție atunci când se manipulează soluții puternic alcaline. De asemenea, pot ataca suprafețele de sticlă - mai ales dacă sunt expuse la căldură o perioadă lungă de timp - acest lucru poate duce, de exemplu, la înnorarea ochelarilor. Manevrarea sifonului caustic etc. în vase de sticlă, precum baloane Erlenmeyer, este desigur încă posibilă atâta timp cât nu se utilizează dopuri de sticlă măcinată, deoarece acestea se vor bloca într-un depozit mai lung.
utilizare
Soluțiile alcaline sunt utilizate, printre altele, pentru a vindeca și conserva alimentele pentru a le face să dureze mai mult. Covrigii sunt, de asemenea, folosiți pentru coacerea covrigei sau a rulourilor de covrigei. În producția chimică, alcalii sunt folosiți și pentru neutralizarea acizilor.
Prepararea soluțiilor alcaline
Producerea de soluții apoase de hidroxid de metal alcalin
Următoarele reacții, fiecare dintre care sunt date cu un exemplu, conduc la formarea de soluții apoase de hidroxizi ai metalelor alcaline:
Se dizolvă hidroxidul corespunzător în apă
Acesta este cel mai simplu mod de a utiliza soluțiile în laborator. Căldura generată în timpul dizolvării (reacție exotermă) poate fi totuși atât de puternică încât apa începe să fiarbă, prin care soluția alcalină se poate stropi și poate provoca arsuri. Exemplu:
Hidroxid de sodiu + apă $ \ rightarrow $ Soluție de hidroxid de sodiu sau sodă caustică NaOH (s) + H2O (l) $ \ rightarrow $ Na + (aq) + OH - (aq) + H2O (l)
Reacția unui oxid de metal alcalin cu apă
Hidroxidul de metal alcalin solid se formează atunci când se adaugă o cantitate adecvată de apă din punct de vedere stoichiometric și se formează o soluție de hidroxid de metal alcalin când se adaugă exces de apă. Procesul de dizolvare descris în varianta de fabricație 1 are loc cu hidroxidul de litiu format în timpul reacției. Exemplu:
Oxid de litiu + apă $ \ rightarrow $ hidroxid de litiu Li2O (s) + H2O (l, stoichiometric) $ \ rightarrow $ 2 LiOH (s) oxid de litiu + apă $ \ rightarrow $ hidroxid de litiu - soluție Li2O (s) + H2O (l, exces) $ \ rightarrow $ Li + (aq) + OH - (aq) + H2O (l)
Reacția unui metal alcalin cu apă
Ca și în cazul celei de-a doua variante de producție, cantitatea de apă adăugată este decisivă pentru crearea sau denumirea produsului. Exemplu:
Sodiu + apă $ \ rightarrow $ Hidroxid de sodiu + hidrogen 2 Na (s) + 2 H2O (l) $ \ rightarrow $ 2 NaOH (s) + H2 (g)
Dacă se adaugă exces de apă, se dizolvă hidroxidul de sodiu din varianta de producție 1. În funcție de metalul alcalin utilizat și de modul în care se desfășoară experimentul, hidrogenul rezultat se aprinde din cauza căldurii de reacție eliberate.
O variantă importantă este producția tehnică de sodă caustică prin reacția apei cu amalgamul de sodiu, care se obține prin electroliză clor-alcalină cu electrozi de mercur.
Electroliza soluțiilor de sare halogenată a metalelor alcaline
Soluția de hidroxid de sodiu este produsă la scară industrială prin electroliza soluției saline, prin care o partiție poroasă (diafragma) împiedică în mare măsură amestecarea soluției saline și a soluției de hidroxid de sodiu. Acest lucru permite electroliza continuă:
2 Na + (aq) + 2 Cl - (aq) + 2 H2O (l) $ \ rightarrow $ 2 Na + (aq) + 2 OH - (aq) + Cl2 (g) + H2 (g)
Mai multe soluții alcaline
Apa de var se obține cel mai bine din oxid de calciu CaO, care este disponibil ieftin ca var rapid.