Алкален разтвор - химическо училище
Алкален разтвор
Алкални разтвори или т.нар Алкали са в най-тесен смисъл водни разтвори на метални хидроксиди като натриев хидроксид (сода каустик) или калиев хидроксид (калиев хидроксид). Тези метални хидроксиди са сред алкалните хидроксиди. В по-широк смисъл терминът се използва и за всяко решение на основи. Те включват амоняк (амонячна вода) и органични съединения като амини. Алкалните разтвори в най-широкия смисъл също могат да бъдат неводни разтвори.
Водните разтвори са алкални, ако концентрацията на хидроксидни йони OH - надвишава тази на оксониевите йони H3O +. Тогава стойността на pH е по-голяма от 7. Силно алкалните водни разтвори имат стойност на pH над 10, например нормалният разтвор на натриев хидроксид има стойност на pH от 14.
характеристики
Киселините и алкалните разтвори имат някои общи свойства. С индикатори тези разтвори създават характерни оцветявания и се чувстват хлъзгави по кожата. Решенията са корозивни, така че винаги трябва да се носят защитни очила при работа с алкални разтвори. Те също така показват електрическа проводимост, така че трябва да има свободно движещи се йони.
Силно алкалните разтвори са изключително корозивни: те могат да разтварят метали като алуминий и протеини, така че контактът с кожата с тях трябва да се избягва. Следователно при работа със силно алкални разтвори трябва да се носят ръкавици и защитни очила. Те могат също да атакуват стъклени повърхности - особено ако са изложени на топлина за дълго време - това може да доведе, например, до стъкла, които да станат мътни. Обработката на сода каустик и др. В стъклени съдове като колби на Erlenmeyer, разбира се, все още е възможна, стига да не се използват запушалки от смляно стъкло, тъй като те ще заседнат при по-дълго съхранение.
използване
Алкалните разтвори се използват, наред с други неща, за осоляване и консервиране на храната, за да може тя да продължи по-дълго. Гевреците се използват и при печене на гевреци или гевреци. При химическото производство алкалите се използват и за неутрализиране на киселините.
Приготвяне на алкални разтвори
Производство на водни разтвори на алкални метални хидроксиди
Следните реакции, всяка от които е дадена с пример, водят до образуването на водни разтвори на алкални метални хидроксиди:
Разтворете съответния хидроксид във вода
Това е най-лесният начин за използване на разтворите в лабораторията. Топлината, генерирана по време на разтваряне (екзотермична реакция), обаче може да бъде толкова силна, че водата да започне да кипи, при което алкалният разтвор може да се пръсне и да причини изгаряния. Пример:
Натриев хидроксид + вода $ \ rightarrow $ Натриев хидроксид - разтвор или сода каустик NaOH (s) + H2O (l) $ \ rightarrow $ Na + (aq) + OH - (aq) + H2O (l)
Реакция на алкален метален оксид с вода
Твърдият алкалнометален хидроксид се образува при добавяне на стехиометрично подходящо количество вода и разтвор на алкален метален хидроксид при добавяне на излишната вода. Процесът на разтваряне, описан в производствен вариант 1, протича с литиев хидроксид, образуван по време на реакцията. Пример:
Литиев оксид + вода $ \ rightarrow $ литиев хидроксид Li2O (s) + H2O (l, стехиометричен) $ \ rightarrow $ 2 LiOH (s) литиев оксид + вода $ \ rightarrow $ литиев хидроксид - разтвор Li2O (s) + H2O (l, излишък) $ \ rightarrow $ Li + (aq) + OH - (aq) + H2O (l)
Реакция на алкален метал с вода
Както при втория производствен вариант, количеството добавена вода е определящо за създаването или наименованието на продукта. Пример:
Натрий + вода $ \ rightarrow $ Натриев хидроксид + водород 2 Na (s) + 2 H2O (l) $ \ rightarrow $ 2 NaOH (s) + H2 (g)
Ако се добави вода в излишък, се разтваря натриевият хидроксид от производствения вариант 1. В зависимост от използвания алкален метал и процедурата на изпитване, полученият водород се запалва поради отделената топлина от реакцията.
Важен вариант е техническото производство на сода каустик чрез реакция на вода с натриева амалгама, която се получава чрез хлорно-алкална електролиза с живачни електроди.
Електролиза на разтвори на халогенни соли на алкални метали
Разтворът на натриев хидроксид се получава в промишлен мащаб чрез електролиза на физиологичен разтвор, при което порестата преграда (диафрагмата) до голяма степен предотвратява смесването на солевия разтвор и разтвора на натриевия хидроксид. Това позволява непрекъсната електролиза:
2 Na + (aq) + 2 Cl - (aq) + 2 H2O (l) $ \ rightarrow $ 2 Na + (aq) + 2 OH - (aq) + Cl2 (g) + H2 (g)
По-алкални разтвори
Водната вар се получава най-добре от калциев оксид СаО, който се предлага евтино като изгорена вар.