Nhiều oxit của kim loại hoạt động, chẳng hạn như oxit của kali, natri hoặc liti, có thể tương tác với nước. Trong trường hợp này, các hợp chất liên quan đến hydroxit được tìm thấy trong các sản phẩm phản ứng. Các tính chất của các chất này, các đặc điểm của quá trình hóa học trong đó bazơ tham gia, là do sự hiện diện của một nhóm hydroxyl trong phân tử của chúng. Vì vậy, trong các phản ứng điện li, bazơ bị phân li thành ion kim loại và anion OH-. Bazơ tương tác với oxit, axit và muối phi kim loại như thế nào, chúng ta sẽ xem xét trong bài viết của chúng tôi.
Danh pháp và cấu trúc của phân tử
Để gọi tên bazơ một cách chính xác, bạn cần thêm từ hiđroxit vào tên của nguyên tố kim loại. Hãy đưa ra các ví dụ cụ thể. Bazơ nhôm thuộc loại hiđroxit lưỡng tính, tính chất của nó chúng ta sẽ cùng tìm hiểu trong bài. Sự hiện diện bắt buộc trong các phân tử bazơ của nhóm hydroxyl liên kết với cation kim loại bằng loại liên kết ion có thể được xác định bằng cách sử dụngcác chất chỉ thị như phenolphtalein. Trong môi trường nước, lượng dư ion OH-được xác định bằng sự thay đổi màu của dung dịch chỉ thị: phenolphtalein không màu trở nên đỏ thẫm. Nếu một kim loại thể hiện nhiều hóa trị, nó có thể tạo ra nhiều bazơ. Ví dụ, sắt có hai bazơ, trong đó hóa trị của kim loại là 2 hoặc 3. Hợp chất thứ nhất được đặc trưng bởi các dấu hiệu của hiđroxit bazơ, hợp chất thứ hai là chất lưỡng tính. Do đó, tính chất của các hiđroxit cao hơn khác với các hợp chất mà kim loại có mức hóa trị thấp hơn.
Đặc điểm thể chất
Bazơ là chất rắn có khả năng chịu nhiệt. Trong mối quan hệ với nước, chúng được chia thành hòa tan (kiềm) và không hòa tan. Nhóm đầu tiên được tạo thành bởi các kim loại hoạt động hóa học - các nguyên tố của nhóm thứ nhất và thứ hai. Các chất không tan trong nước bao gồm các nguyên tử của các kim loại khác, có hoạt tính kém hơn natri, kali hoặc canxi. Ví dụ về các hợp chất như vậy là sắt hoặc đồng bazơ. Tính chất của các hiđroxit sẽ phụ thuộc vào nhóm chất nào. Vì vậy, kiềm bền nhiệt và không bị phân hủy khi đun nóng, trong khi bazơ không tan trong nước bị phá hủy dưới tác dụng của nhiệt độ cao, tạo thành oxit và nước. Ví dụ, một cơ sở đồng phân hủy như sau:
Cu (OH)2=CuO + H2O
Tính chất hóa học của hydroxit
Sự tương tác giữa hai nhóm hợp chất quan trọng nhất -axit và bazơ được gọi là phản ứng trung hòa trong hóa học. Tên này có thể được giải thích bởi thực tế là các hydroxit và axit mạnh về mặt hóa học tạo thành các sản phẩm trung tính - muối và nước. Trên thực tế, là một quá trình trao đổi giữa hai chất phức tạp, sự trung hòa là đặc trưng của cả kiềm và bazơ không tan trong nước. Đây là phương trình phản ứng trung hòa giữa muối ăn da và axit clohydric:
KOH + HCl=KCl + H2O
Tính chất quan trọng của bazơ kim loại kiềm là khả năng phản ứng với oxit axit, tạo ra muối và nước. Ví dụ: bằng cách cho khí cacbonic đi qua natri hydroxit, bạn có thể nhận được cacbonat và nước của nó:
2NaOH + CO2=Na2CO3+ H2O
Phản ứng trao đổi ion bao gồm sự tương tác giữa kiềm và muối, dẫn đến sự hình thành các hydroxit hoặc muối không hòa tan. Vì vậy, thêm từng giọt dung dịch xút vào dung dịch đồng sunfat, bạn có thể nhận được kết tủa màu xanh lam giống như thạch. Nó là một cơ sở đồng, không hòa tan trong nước:
CuSO4+ 2NaOH=Cu (OH)2+ Na2SO4
Các tính chất hóa học của hydroxit, không tan trong nước, khác với kiềm ở chỗ chúng mất nước khi đun nóng nhẹ - chúng mất nước, chuyển thành dạng oxit bazơ tương ứng.
Căn cứ thể hiện tính chất kép
Nếu một nguyên tố hoặc một chất phức tạp có thể phản ứng với cả axit và kiềm, nó được gọi là chất lưỡng tính. Chúng bao gồm, ví dụ, kẽm,nhôm và bazơ của chúng. Tính chất của hiđroxit lưỡng tính giúp ta có thể viết công thức phân tử của chúng ở dạng bazơ, đồng thời phân lập nhóm hiđroxo và ở dạng axit. Chúng ta hãy trình bày một số phương trình phản ứng của một cơ sở nhôm với axit clohydric và natri hiđroxit. Chúng minh họa các tính chất đặc biệt của hiđroxit lưỡng tính. Phản ứng thứ hai xảy ra với sự phân rã của kiềm:
2Al (OH)3+ 6HCl=2AlCl3+ 3H2O
Al (OH)3+ NaOH=NaAlO2+ 2H2O
Sản phẩm của quá trình này sẽ là nước và muối: nhôm clorua và natri aluminat. Tất cả các bazơ lưỡng tính đều không tan trong nước. Chúng được khai thác là kết quả của sự tương tác của các muối và kiềm tương ứng.
Phương pháp thu nhận và ứng dụng
Trong công nghiệp đòi hỏi khối lượng lớn kiềm, người ta thu được chúng bằng cách điện phân muối chứa cation của các kim loại hoạt động ở nhóm thứ nhất và thứ hai của hệ thống tuần hoàn. Nguyên liệu để chiết xuất, ví dụ, natri ăn da, là một dung dịch muối thông thường. Phương trình phản ứng sẽ là:
2NaCl + 2H2O=2NaOH + H2+ Cl2
Bazơ của các kim loại hoạt động thấp trong phòng thí nghiệm thu được do tương tác của kiềm với muối của chúng. Phản ứng thuộc loại trao đổi ion và kết thúc bằng sự kết tủa của bazơ. Một cách đơn giản để thu được kiềm là phản ứng thế giữa kim loại hoạt động và nước. Nó đi kèm với việc đốt nóng hỗn hợp phản ứng và thuộc loại tỏa nhiệt.
Tính chất của hydroxit được sử dụng trong công nghiệp. Alkalis đóng một vai trò đặc biệt ở đây. Chúng được sử dụng làm chất lọc dầu hỏa và xăng, để làm xà phòng, chế biến da tự nhiên, cũng như trong công nghệ sản xuất giấy và rayon.
