Chemie je věda, která studuje různé reakce probíhající v přírodě a také interakce některých sloučenin s jinými. Hlavními látkami jsou zde kyseliny a zásady, jejichž reakce se obvykle nazývají neutralizace. Vedou k tvorbě ve vodě rozpustné soli.
Co je louh
Hydroxidy alkalických (kovy první skupiny hlavní (A) podskupiny v periodické tabulce chemických prvků D. I. Mendělejeva) a hydroxidů alkalických zemin (kovy druhé skupiny hlavní (A) podskupiny, vč. vápník), kovy, které prudce interagují s vodou a úplně se v ní rozpouštějí, se nazývají alkálie. Protože jsou schopny ničit organický materiál (kůže, dřevo, papír), nazývají se žíravé. Například hydroxid draselný (KOH) je žíravá potaš, baryum (Ba(OH)2) je žíravé baryum a tak dále.
Fyzikální vlastnosti silných zásad
Na základě definice toho, co je alkálie, můžeme dodat, že tyto hydroxidy jsou také pevné hygroskopické (schopné absorbovat páry ze vzduchuvoda) bílá látka. Nejsilnějšími alkáliemi jsou hydroxidy česné CsOH a radium Ra(OH)2. Alkalické reakce jsou nejčastěji doprovázeny uvolňováním tepla (exotermní). Fyzikální vlastnosti těchto bází zahrnují také jejich schopnost rozpouštět se v některých organických sloučeninách, například v alkoholech: methanolu a ethanolu.
Chemické vlastnosti
Roztoky alkálií mohou vstupovat do různých reakcí.
Silné báze mají schopnost interagovat s kyselými a amfoterními oxidy:
- KOH + SO3=K2SO4 + H2O (SO3 je kyselý oxid);
- 2KOH + Al2O3=2KAlO2 + H2O (fúzní reakce, probíhá při zahřátí, kde Al2O3 je amfoterní oxid);
- 2KOH + Al2O3 + 3H2O=2K[Al(OH)4] (reakce probíhá za vzniku rozpustné komplexní soli - tetrahydroxoaluminátu draselného).
Při reakci s amfoterními kovy (Zn, Al a další) je také možný vznik jak taveniny, tak odpovídající komplexní soli. Navíc jsou obě reakce doprovázeny vývojem plynného vodíku:
- 2KOH + 2Al=2KAlO2 + H2;
- 2KOH + 2Al + 6H2O=2K[Al(OH)4] + 3H2.
Alkálie jsou také schopny reagovat se solemi, což vede k vytvoření další báze a další soli. Podmínkou pro průběh reakce je, že v důsledku toho musí být jedna ze vzniklých látek nerozpustná ve vodě:
NaOH + CuSO4=Na2SO4 + Cu(OH)2.
Jak již bylo zmíněno dříve, do něj vstupují zásady a kyselinyneutralizační reakce, tvoří se sůl a voda:
NaOH + HCl=NaCl + H2O.
Alkálie reagují s jinými zásadami pouze v případě, že se jedná o hydroxidy amfoterních kovů:
NaOH + Al(OH)3=Na[Al(OH)4].
Některé z nich mohou interagovat s mnoha organickými látkami: estery, amidy, vícesytnými alkoholy:
2C2H6O2 + 2NaOH=C2H4O2Na2 + 2H2O (produkt reakce je alkoxid sodný).
Jak se vyrábí pevná dna
Alkálie se získávají různými způsoby jak v průmyslu, tak v laboratořích.
V průmyslovém průmyslu existuje několik metod výroby alkálií: pyrolýza, vápno, ferit, elektrolýza, která se na kapalných a pevných katodách dělí na diafragmové, membránové a rtuťové metody.
Jedná se o elektrolýzu roztoků chloridů sodných a draselných, po které se na anodě a katodě uvolní chlor a vodík a získají se odpovídající hydroxidy:
- 2NaCl + 2H2O=H2 + Cl2 + 2NaOH;
- 2KCl + 2H2O=H2 + Cl2 + 2KOH.
Při pyrolýze při 1000 stupních dochází v první fázi k tvorbě oxidu sodného:
Na2CO3=Na2O + CO2.
Ve druhém stupni se výsledný ochlazený oxid rozpustí ve vodě, čímž se získá potřebná alkálie:
Na2O + H2O=2NaOH.
Laboratoře také využívají elektrolýzu. Alkálie lze také získat vystavením odpovídajících kovů vodě nebo reakcí solí těchto kovů s jinými zásadami, v důsledku čehožzíská se potřebná alkálie a druhým produktem reakce, nerozpustným ve vodě, je sůl.
Při interakci cesia a vody se získává hydroxid česný a uvolňuje se vodík (reakce probíhá i při teplotě -120 stupňů):
2Cs + 2H2O=2CsOH + H2.
V důsledku působení vody na oxid lithný vzniká alkálie:
Li2O + 2H2O=2LiOH + H2.
Aplikace
Na základě samotné definice toho, co jsou alkálie, lze pochopit, že jsou široce používány nejen v průmyslu, ale také v každodenním životě:
- Dezinfekce rybníků pro rybolov.
- Jako hnojivo.
- V léčivech.
- V papírenské výrobě.
- Výroba syntetického kaučuku.
- Získání mýdla a pracích prostředků.
- Elektrolytové součásti v alkalických bateriích.
- Pohlcovač oxidu uhličitého (hydroxid lithný).
- Výroba maziv.
- Barviva při výrobě potravin (potravinářské přísady).
- Elektrolyty baterie (hydroxid draselný).
- Čištění kanalizačních potrubí a dřezů od ucpání jídlem.
- Neutralizace kyselin.
- Katalyzátory v chemickém průmyslu.
- Chemické zpracování fotografií.
Opatření
Je zřejmé, že alkálie, jako jsou hydroxidy sodíku, lithia, draslíku, cesia a další, mohou vážně poškodit a popálit kůži a sliznice očí, i když se tam dostanou ty nejmenší částice sloučeniny. Aby se tomu zabrániloje nutné nosit ochranné brýle, gumové rukavice a kombinézy, které jsou ošetřeny speciálními látkami, které neumožňují interakci materiálu s alkáliemi.
