Քիմիան գիտություն է, որն ուսումնասիրում է բնության մեջ տեղի ունեցող տարբեր ռեակցիաները, ինչպես նաև որոշ միացությունների փոխազդեցությունը մյուսների հետ: Այստեղ հիմնական նյութերը թթուներն ու ալկալիներն են, որոնց միջև տեղի ունեցող ռեակցիաները սովորաբար կոչվում են չեզոքացում։ Դրանք հանգեցնում են ջրում լուծվող աղի ձևավորմանը։
Ի՞նչ է լորը
Ալկալային (գլխավոր (A) ենթախմբի առաջին խմբի մետաղներ Դ. Ի. Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակում) և հողալկալային (հիմնական (A) ենթախմբի երկրորդ խմբի մետաղներ, ներառյալ. կալցիում) մետաղները, որոնք դաժանորեն փոխազդում են ջրի հետ և ամբողջությամբ լուծվում դրա մեջ, կոչվում են ալկալիներ: Քանի որ նրանք կարողանում են ոչնչացնել օրգանական նյութերը (կաշի, փայտ, թուղթ), դրանք կոչվում են կաուստիկ։ Օրինակ՝ կալիումի հիդրօքսիդը (KOH) կաուստիկ պոտաշ է, բարիումը (Ba(OH)2) կաուստիկ բարիում է և այլն։
Ուժեղ հիմքերի ֆիզիկական հատկություններ
Հիմք ընդունելով այն սահմանումը, թե ինչ է ալկալին, մենք կարող ենք ավելացնել, որ այս հիդրօքսիդները նույնպես ամուր հիգրոսկոպիկ են (կարող են կլանել օդից գոլորշիներըջուր) սպիտակ նյութ. Ամենաուժեղ ալկալիներն են ցեզիումի հիդրօքսիդները CsOH և ռադիումի Ra(OH)2: Ալկալիների ռեակցիաներն առավել հաճախ ուղեկցվում են ջերմության արտազատմամբ (էկզոտերմիկ)։ Նաև նման հիմքերի ֆիզիկական հատկությունները ներառում են որոշ օրգանական միացություններում, օրինակ՝ սպիրտների՝ մեթանոլի և էթանոլի մեջ լուծվելու կարողությունը։
Քիմիական հատկություններ
Ալկալիների լուծույթներն ունակ են տարբեր ռեակցիաների մեջ մտնելու։
Ուժեղ հիմքերն ունեն թթվային և ամֆոտերային օքսիդների հետ փոխազդելու հատկություն:
- KOH + SO3=K2SO4 + H2O (SO3-ը թթվային օքսիդ է);
- 2KOH + Al2O3=2KAlO2 + H2O (միաձուլման ռեակցիա, տեղի է ունենում տաքացման ժամանակ, որտեղ Al2O3-ը ամֆոտերային օքսիդ է);
- 2KOH + Al2O3 + 3H2O=2K[Al(OH)4] (ռեակցիան ընթանում է լուծելի բարդ աղի` կալիումի տետրահիդրոքսոալյումինատի ձևավորմամբ):
Ամֆոտերային մետաղների (Zn, Al և այլն) հետ փոխազդելու ժամանակ հնարավոր է նաև ինչպես հալոցի, այնպես էլ համապատասխան բարդ աղի առաջացում։ Ավելին, երկու ռեակցիաներն էլ ուղեկցվում են գազային ջրածնի էվոլյուցիայով:
- 2KOH + 2Al=2KAlO2 + H2;
- 2KOH + 2Al + 6H2O=2K[Al(OH)4] + 3H2.
Ալկալները նույնպես կարողանում են արձագանքել աղերի հետ, ինչի արդյունքում ձևավորվում է մեկ այլ հիմք և մեկ այլ աղ: Ռեակցիայի առաջացման պայմանն այն է, որ արդյունքում առաջացած նյութերից մեկը պետք է ջրի մեջ չլուծվի՝
NaOH + CuSO4=Na2SO4 + Cu(OH)2.
Ինչպես նշվեց ավելի վաղ, ալկալիներն ու թթուները մտնում ենչեզոքացման ռեակցիա, առաջանում է աղ և ջուր՝
NaOH + HCl=NaCl + H2O.
Ալկալները փոխազդում են այլ հիմքերի հետ միայն այն դեպքում, եթե դրանք ամֆոտերային մետաղների հիդրօքսիդներ են:
NaOH + Al(OH)3=Na[Al(OH)4].
Դրանցից ոմանք կարող են փոխազդել բազմաթիվ օրգանական նյութերի հետ՝ եթերներ, ամիդներ, պոլիհիդրիկ սպիրտներ.
2C2H6O2 + 2NaOH=C2H4O2Na2 + 2H2O (ռեակցիայի արտադրանքը նատրիումի ալկօքսիդ է):
Ինչպես ամուր են ներքևիքները
Ալկալները ձեռք են բերվում տարբեր ձևերով ինչպես արդյունաբերության, այնպես էլ լաբորատորիաներում:
Արդյունաբերական արդյունաբերության մեջ ալկալիների արտադրության մի քանի եղանակ կա՝ պիրոլիզ, կրաքար, ֆերիտ, էլեկտրոլիզ, որը բաժանվում է դիֆրագմային, թաղանթային և սնդիկի մեթոդների՝ հեղուկ և պինդ կաթոդների վրա։
Սա նատրիումի և կալիումի քլորիդների լուծույթների էլեկտրոլիզն է, որից հետո անոդում և կաթոդում անջատվում են քլոր և ջրածին, և ստացվում են համապատասխան հիդրօքսիդներ:
- 2NaCl + 2H2O=H2 + Cl2 + 2NaOH;
- 2KCl + 2H2O=H2 + Cl2 + 2KOH.
Երբ պիրոլիզի ժամանակ 1000 աստիճանում, առաջին փուլում առաջանում է նատրիումի օքսիդ:
Na2CO3=Na2O + CO2.
Երկրորդ փուլում ստացված սառեցված օքսիդը լուծվում է ջրի մեջ, որի արդյունքում ստացվում է անհրաժեշտ ալկալի:
Na2O + H2O=2NaOH։
Լաբորատորիաներում կիրառվում է նաև էլեկտրոլիզ: Ալկալիներ կարելի է ստանալ նաև համապատասխան մետաղները ջրին ենթարկելու կամ այդ մետաղների աղերը այլ հիմքերի հետ փոխազդելու միջոցով, ինչի արդյունքում.ստացվում է անհրաժեշտ ալկալի և ռեակցիայի երկրորդ արդյունքը, որը ջրում չլուծվում է, աղն է։
Երբ ցեզիումը և ջուրը փոխազդում են, ստացվում է ցեզիումի հիդրօքսիդ և արտազատվում ջրածին (ռեակցիան ընթանում է նույնիսկ -120 աստիճան ջերմաստիճանում).
2Cs + 2H2O=2CsOH + H2.
Լիտիումի օքսիդի վրա ջրի գործողության արդյունքում ստացվում է ալկալի:
Li2O + 2H2O=2LiOH + H2.
Դիմում
Ելնելով հենց այն սահմանումից, թե ինչ է ալկալին, կարելի է հասկանալ, որ դրանք լայնորեն կիրառվում են ոչ միայն արդյունաբերության մեջ, այլև առօրյա կյանքում:
- Լճակների ախտահանում ձկնորսության համար.
- Որպես պարարտանյութ.
- Դեղագործությունում.
- Թղթի արտադրության մեջ.
- Սինթետիկ կաուչուկի արտադրություն.
- Օճառի և լվացող միջոցների ձեռքբերում.
- Էլեկտրոլիտային բաղադրիչներ ալկալային մարտկոցներում:
- Ածխածնի երկօքսիդի կլանիչ (լիթիումի հիդրօքսիդ).
- Քսայուղերի արտադրություն.
- Ներկանյութեր սննդի արտադրության մեջ (սննդային հավելումներ).
- Մարտկոցի էլեկտրոլիտներ (կալիումի հիդրօքսիդ).
- Մաքրում ենք կոյուղու խողովակները և լվացարանները սննդի խցանումից։
- Թթվային չեզոքացում.
- Կատալիզատորներ քիմիական արդյունաբերության մեջ.
- Լուսանկարների քիմիական մշակում.
Նախազգուշական միջոցներ
Ակնհայտ է դառնում, որ ալկալիները, ինչպիսիք են նատրիումի, լիթիումի, կալիումի, ցեզիումի հիդրօքսիդները և այլն, կարող են լրջորեն վնասել և այրել աչքերի մաշկը և լորձաթաղանթները, նույնիսկ եթե այդ միացության ամենափոքր մասնիկները հասնեն այնտեղ: Դա կանխելու համարանհրաժեշտ է կրել ակնոցներ, ռետինե ձեռնոցներ և կոմբինեզոններ, որոնք մշակված են հատուկ նյութերով, որոնք թույլ չեն տալիս նյութին փոխազդել ալկալիների հետ։
