De nombreux oxydes de métaux actifs, tels que les oxydes de potassium, de sodium ou de lithium, peuvent interagir avec l'eau. Dans ce cas, des composés apparentés aux hydroxydes se retrouvent dans les produits de réaction. Les propriétés de ces substances, les caractéristiques du déroulement des processus chimiques dans lesquels des bases sont impliquées, sont dues à la présence d'un groupe hydroxyle dans leurs molécules. Ainsi, dans les réactions de dissociation électrolytique, les bases sont scindées en ions métalliques et en anions OH-. Comment les bases interagissent avec les oxydes non métalliques, les acides et les sels, nous examinerons dans notre article.
Nomenclature et structure de la molécule
Pour nommer correctement la base, vous devez ajouter le mot hydroxyde au nom de l'élément métallique. Donnons des exemples précis. La base d'aluminium appartient aux hydroxydes amphotères, dont nous examinerons les propriétés dans l'article. La présence obligatoire dans les molécules de base d'un groupe hydroxyle lié à un cation métallique par une liaison de type ionique peut être déterminée à l'aide deindicateurs tels que la phénolphtaléine. Dans le milieu aquatique, un excès d'ions OH- est déterminé par un changement de couleur de la solution indicatrice: la phénolphtaléine incolore devient pourpre. Si un métal présente plusieurs valences, il peut former plusieurs bases. Par exemple, le fer a deux bases, dans lesquelles la valence du métal est de 2 ou 3. Le premier composé est caractérisé par des signes d'hydroxydes basiques, le second est amphotère. Par conséquent, les propriétés des hydroxydes supérieurs diffèrent des composés dans lesquels le métal a un degré de valence inférieur.
Caractéristiques physiques
Les bases sont des solides qui résistent à la chaleur. Par rapport à l'eau, ils sont divisés en solubles (alcalis) et insolubles. Le premier groupe est formé de métaux chimiquement actifs - éléments des premier et deuxième groupes. Les substances insolubles dans l'eau sont composées d'atomes d'autres métaux, dont l'activité est inférieure à celle du sodium, du potassium ou du calcium. Des exemples de tels composés sont des bases de fer ou de cuivre. Les propriétés des hydroxydes dépendront du groupe de substances auquel ils appartiennent. Ainsi, les alcalis sont thermiquement stables et ne se décomposent pas lorsqu'ils sont chauffés, tandis que les bases insolubles dans l'eau sont détruites sous l'action d'une température élevée, formant un oxyde et de l'eau. Par exemple, une base en cuivre se décompose comme suit:
Cu(OH)2=CuO + H2O
Propriétés chimiques des hydroxydes
L'interaction entre les deux groupes de composés les plus importants -les acides et les bases sont appelés réactions de neutralisation en chimie. Ce nom peut s'expliquer par le fait que les hydroxydes et les acides chimiquement agressifs forment des produits neutres - sels et eau. S'agissant en fait d'un processus d'échange entre deux substances complexes, la neutralisation est caractéristique à la fois des alcalis et des bases insolubles dans l'eau. Voici l'équation de la réaction de neutralisation entre la potasse caustique et l'acide chlorhydrique:
KOH + HCl=KCl + H2O
Une propriété importante des bases de métaux alcalins est leur capacité à réagir avec les oxydes acides, ce qui donne du sel et de l'eau. Par exemple, en faisant passer du dioxyde de carbone à travers de l'hydroxyde de sodium, vous pouvez obtenir son carbonate et son eau:
2NaOH + CO2=Na2CO3 + H 2O
Les réactions d'échange d'ions comprennent l'interaction entre les alcalis et les sels, qui conduit à la formation d'hydroxydes ou de sels insolubles. Ainsi, en ajoutant goutte à goutte une solution de soude caustique à une solution de sulfate de cuivre, vous pouvez obtenir un précipité bleu ressemblant à une gelée. C'est une base de cuivre, insoluble dans l'eau:
CuSO4 + 2NaOH=Cu(OH)2 + Na2 SO 4
Les propriétés chimiques des hydroxydes, insolubles dans l'eau, diffèrent des alcalis en ce sens qu'ils perdent de l'eau lors d'un léger chauffage - ils se déshydratent et se transforment en l'oxyde basique correspondant.
Motifs présentant des propriétés doubles
Si un élément ou une substance complexe peut réagir à la fois avec les acides et les alcalis, on l'appelle amphotère. Ceux-ci comprennent, par exemple, le zinc,l'aluminium et leurs socles. Les propriétés des hydroxydes amphotères permettent d'écrire leurs formules moléculaires à la fois sous forme de bases, en isolant le groupement hydroxo, et sous forme d'acides. Présentons plusieurs équations pour les réactions d'une base d'aluminium avec l'acide chlorhydrique et l'hydroxyde de sodium. Ils illustrent les propriétés particulières des hydroxydes amphotères. La deuxième réaction a lieu avec la désintégration de l'alcali:
2Al(OH)3 + 6HCl=2AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + NaOH=NaAlO2 + 2H2O
Les produits des procédés seront de l'eau et des sels: chlorure d'aluminium et aluminate de sodium. Toutes les bases amphotères sont insolubles dans l'eau. Ils sont extraits à la suite de l'interaction des sels et des alcalis correspondants.
Modalités d'obtention et de candidature
Dans l'industrie qui nécessite de grands volumes d'alcalis, ils sont obtenus par électrolyse de sels contenant des cations de métaux actifs des premier et deuxième groupes du système périodique. La matière première pour l'extraction, par exemple le sodium caustique, est une solution de sel commun. L'équation de la réaction sera:
2NaCl + 2H2O=2NaOH + H2 + Cl2
Les bases des métaux peu actifs en laboratoire sont obtenues par l'interaction des alcalis avec leurs sels. La réaction appartient au type d'échange d'ions et se termine par la précipitation de la base. Un moyen simple d'obtenir des alcalis est une réaction de substitution entre le métal actif et l'eau. Elle s'accompagne d'un échauffement du mélange réactionnel et est de type exothermique.
Les propriétés des hydroxydes sont utilisées dans l'industrie. Les alcalis jouent ici un rôle particulier. Ils sont utilisés comme purificateurs pour le kérosène et l'essence, pour la fabrication de savon, le traitement du cuir naturel, ainsi que dans les technologies de production de rayonne et de papier.
