Ակտիվ մետաղների շատ օքսիդներ, ինչպիսիք են կալիումի, նատրիումի կամ լիթիումի օքսիդները, կարող են փոխազդել ջրի հետ: Այս դեպքում ռեակցիայի արտադրանքներում հայտնաբերվում են հիդրօքսիդների հետ կապված միացություններ։ Այս նյութերի հատկությունները, քիմիական պրոցեսների ընթացքի առանձնահատկությունները, որոնցում ներգրավված են հիմքերը, պայմանավորված են դրանց մոլեկուլներում հիդրօքսիլ խմբի առկայությամբ։ Այսպիսով, էլեկտրոլիտիկ դիսոցիացիայի ռեակցիաներում հիմքերը բաժանվում են մետաղական իոնների և անիոնների OH-: Ինչպես հիմքերը փոխազդում են ոչ մետաղական օքսիդների, թթուների և աղերի հետ, մենք կքննարկենք մեր հոդվածում։
Մոլեկուլի անվանումը և կառուցվածքը
Հիմքը ճիշտ անվանելու համար մետաղական տարրի անվան մեջ անհրաժեշտ է ավելացնել հիդրօքսիդ բառը: Բերենք կոնկրետ օրինակներ. Ալյումինե հիմքը պատկանում է ամֆոտերային հիդրօքսիդներին, որոնց հատկությունները մենք կքննարկենք հոդվածում: Իոնային կապի տիպով մետաղական կատիոնի հետ կապված հիդրօքսիլ խմբի բազային մոլեկուլներում պարտադիր ներկայությունը կարող է որոշվել՝ օգտագործելով.ցուցանիշներ, ինչպիսիք են ֆենոլֆտալեինը: Ջրային միջավայրում OH- իոնների ավելցուկը որոշվում է ցուցիչի լուծույթի գույնի փոփոխությամբ. անգույն ֆենոլֆթալեինը դառնում է բոսորագույն: Եթե մետաղը ցուցադրում է բազմաթիվ վալենտներ, այն կարող է ձևավորել բազմաթիվ հիմքեր: Օրինակ՝ երկաթն ունի երկու հիմք, որոնցում մետաղի վալենտությունը 2 կամ 3 է։ Առաջին միացությունը բնութագրվում է հիմնական հիդրօքսիդների նշաններով, երկրորդը՝ ամֆոտեր։ Հետևաբար, ավելի բարձր հիդրօքսիդների հատկությունները տարբերվում են այն միացություններից, որոնցում մետաղն ունի ավելի ցածր վալենտական աստիճան։
Ֆիզիկական բնութագրեր
Հիմքերը պինդ մարմիններ են, որոնք դիմացկուն են ջերմության նկատմամբ։ Ջրի նկատմամբ դրանք բաժանվում են լուծելի (ալկալիների) և չլուծվողների։ Առաջին խումբը կազմում են քիմիապես ակտիվ մետաղները՝ առաջին և երկրորդ խմբերի տարրերը։ Ջրում չլուծվող նյութերը կազմված են այլ մետաղների ատոմներից, որոնց ակտիվությունը զիջում է նատրիումին, կալիումին կամ կալցիումին։ Նման միացությունների օրինակներ են երկաթի կամ պղնձի հիմքերը: Հիդրօքսիդների հատկությունները կախված կլինեն նրանից, թե նյութերի որ խմբին են պատկանում: Այսպիսով, ալկալիները ջերմային կայուն են և տաքացնելիս չեն քայքայվում, մինչդեռ ջրի մեջ չլուծվող հիմքերը բարձր ջերմաստիճանի ազդեցության տակ քայքայվում են՝ առաջացնելով օքսիդ և ջուր։ Օրինակ՝ պղնձի հիմքը քայքայվում է հետևյալ կերպ՝
Cu(OH)2=CuO + H2O
Հիդրօքսիդների քիմիական հատկություններ
Միացությունների երկու կարևոր խմբերի փոխազդեցությունը.թթուները և հիմքերը քիմիայում կոչվում են չեզոքացման ռեակցիաներ: Այս անունը կարելի է բացատրել նրանով, որ քիմիապես ագրեսիվ հիդրօքսիդներն ու թթուները կազմում են չեզոք արտադրանք՝ աղեր և ջուր։ Իրականում լինելով երկու բարդ նյութերի փոխանակման գործընթաց՝ չեզոքացումը բնորոշ է ինչպես ալկալիներին, այնպես էլ ջրում չլուծվող հիմքերին։ Ահա կաուստիկ պոտաշի և աղաթթվի չեզոքացման ռեակցիայի հավասարումը.
KOH + HCl=KCl + H2O
Ալկալիական մետաղների հիմքերի կարևոր հատկությունը թթվային օքսիդների հետ փոխազդելու նրանց կարողությունն է, ինչը հանգեցնում է աղի և ջրի: Օրինակ՝ ածխաթթու գազը նատրիումի հիդրօքսիդի միջով անցնելով, կարող եք ստանալ դրա կարբոնատը և ջուրը՝
2NaOH + CO2=Na2CO3 + H 2O
Իոնափոխանակման ռեակցիաները ներառում են ալկալիների և աղերի փոխազդեցությունը, որը հանգեցնում է չլուծվող հիդրօքսիդների կամ աղերի առաջացմանը: Այսպիսով, պղնձի սուլֆատի լուծույթին կաթիլներով կաուստիկ սոդայի լուծույթ ավելացնելով, կարող եք ստանալ կապույտ դոնդողանման նստվածք: Պղնձի հիմք է, ջրում չլուծվող:
CuSO4 + 2NaOH=Cu(OH)2 + Na2 SO 4
Ջրում չլուծվող հիդրօքսիդների քիմիական հատկությունները տարբերվում են ալկալիներից նրանով, որ նրանք ջուր են կորցնում թեթև տաքանալուց՝ ջրազրկվում են՝ վերածվելով համապատասխան հիմնական օքսիդի։
Գրունդներ, որոնք ցուցադրում են երկակի հատկություններ
Եթե տարրը կամ բարդ նյութը կարող է արձագանքել և՛ թթուների, և՛ ալկալիների հետ, այն կոչվում է ամֆոտեր: Դրանք ներառում են, օրինակ, ցինկ,ալյումին և դրանց հիմքերը. Ամֆոտերային հիդրօքսիդների հատկությունները հնարավորություն են տալիս գրել դրանց մոլեկուլային բանաձևերը և՛ հիմքերի տեսքով, միաժամանակ հիդրոքսո խումբը մեկուսացնելով, և՛ թթուների տեսքով։ Ներկայացնենք ալյումինի հիմքի աղաթթվի և նատրիումի հիդրօքսիդի ռեակցիաների մի քանի հավասարումներ։ Դրանք ցույց են տալիս ամֆոտերային հիդրօքսիդների հատուկ հատկությունները: Երկրորդ ռեակցիան տեղի է ունենում ալկալիների քայքայման հետ՝
2Al(OH)3 + 6HCl=2AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + NaOH=NaAlO2 + 2H2O
Գործընթացների արգասիքները կլինեն ջուրն ու աղերը՝ ալյումինի քլորիդը և նատրիումի ալյումինատը։ Բոլոր ամֆոտերային հիմքերը ջրում անլուծելի են։ Դրանք արդյունահանվում են համապատասխան աղերի և ալկալիների փոխազդեցության արդյունքում։
Ստացման և կիրառման եղանակներ
Մեծ ծավալների ալկալիներ պահանջող արդյունաբերության մեջ դրանք ստացվում են պարբերական համակարգի առաջին և երկրորդ խմբերի ակտիվ մետաղների կատիոններ պարունակող աղերի էլեկտրոլիզով։ Արդյունահանման հումքը, օրինակ՝ կաուստիկ նատրիումը, սովորական աղի լուծույթն է։ Ռեակցիայի հավասարումը կլինի՝
2NaCl + 2H2O=2NaOH + H2 + Cl2
Ցածր ակտիվ մետաղների հիմքերը լաբորատորիայում ստացվում են ալկալիների աղերի հետ փոխազդեցությամբ։ Ռեակցիան պատկանում է իոնափոխանակության տեսակին և ավարտվում է բազայի տեղումներով։ Ալկալիներ ստանալու պարզ միջոցը փոխարինող ռեակցիան է ակտիվ մետաղի և ջրի միջև: Այն ուղեկցվում է արձագանքող խառնուրդի տաքացմամբ և էկզոտերմիկ տեսակի է։
Հիդրօքսիդների հատկությունները օգտագործվում են արդյունաբերության մեջ. Այստեղ հատուկ դեր են խաղում ալկալիները։ Օգտագործվում են որպես կերոսինի և բենզինի մաքրիչներ, օճառ պատրաստելու, բնական կաշվի մշակման, ինչպես նաև ռայոնի և թղթի արտադրության տեխնոլոգիաներում։
