Αλκαλικές λύσεις, ιδιότητες και χρήσεις

Το αλκαλικά διαλύματα σχηματίζονται όταν ένα αλκάλιο διαλύεται στο νερό. Ένα αλκαλικό διάλυμα μπορεί να συντεθεί στο εργαστήριο και μπορεί επίσης να σχηματιστεί σε φυσικές διεργασίες όπως η διάβρωση.

Ορισμένα παραδείγματα αλκαλικών διαλυμάτων περιλαμβάνουν υδροξείδιο του νατρίου, υδροξείδιο του καλίου, υδροξείδιο του μαγνησίου και ανθρακικό ασβέστιο. Κάθε μια από αυτές τις λύσεις έχει διαφορετικές εφαρμογές σε διαφορετικές βιομηχανίες (Τι είναι ένα Alkali ;, S.F.).

Οι κατασκευαστές χρησιμοποιούν συνήθως αλκαλικά διαλύματα σε προϊόντα όπως τα βιοκαύσιμα, τα σαπούνια, τα φάρμακα, τα απορρυπαντικά και τα προϊόντα καθαρισμού, καθώς και σε πολλά παρασκευάσματα τροφίμων και εξειδικευμένες εφαρμογές..

Ως καθαριστικά αλκαλικά διαλύματα μπορούν να διαλύσουν λίπη, έλαια και πρωτεΐνες (ADAMS, 2015).

Ευρετήριο

• 1 Βάσεις και αλκάλια για κατανόηση αλκαλικών διαλυμάτων                  
• 2 Αλκαλικά διαλύματα και η σχέση τους με το pH             
• 3 Ιδιότητες                      
• 4 Χρήσεις
• 5 Αναφορές

Βάσεις και αλκάλια για να κατανοήσουν τα αλκαλικά διαλύματα                  

Βάση, χημική, αναφέρεται σε οποιαδήποτε ουσία στο υδατικό διάλυμα είναι ολισθηρό στην αφή, έχει πικρή γεύση, αλλάζει το χρώμα των δεικτών (π.χ. γίνεται κόκκινο χαρτί ηλιοτροπίου για να μπλε όπως φαίνεται στο Σχήμα 1), αντιδρά με οξέα για να σχηματίσουν άλατα και προωθεί ορισμένες χημικές αντιδράσεις.

Παραδείγματα βάσεων είναι τα υδροξείδια των μετάλλων αλκαλίων και αλκαλικών γαιών (νάτριο, ασβέστιο κ.λπ.) και τα υδατικά διαλύματα αμμωνίας ή των οργανικών παραγώγων της (αμίνες).

Τέτοιες ουσίες παράγουν ιόντα υδροξειδίου (ΟΗ-) (Britannica, Base chemical compound, 2010). Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι ταξινομήσεων τόσο για τα οξέα όσο και για τις βάσεις:

Σύμφωνα με τη θεωρία Arrhenius, οι βάσεις είναι ουσίες που θα διασπαστούν στο νερό για να παραχθεί ηλεκτρικά φορτισμένα άτομα ή μόρια, που ονομάζονται ιόντα υδροξειδίου (ΟΗ-) (θεωρία Britannica, Arrhenius, 1998).

Θεωρία Bronsted-Lowry, που ονομάζεται επίσης θεωρία των οξέων πρωτονίου και βάσεων εισήχθη ανεξάρτητα το 1923 από τη Δανική χημικός Johannes Nicolaus Br? Nsted και το αγγλικό χημικός Thomas Martin Lowry, υποδεικνύει ότι οποιαδήποτε ένωση που μπορεί να δεχτεί ένα πρωτόνιο (Η +) από ένα άλλο ένωση είναι μια βάση. Για παράδειγμα στην αντίδραση:

Η αμμωνία θα είναι μια βάση δεδομένου ότι δέχεται πρωτόνια από υδροχλωρικό οξύ (Britannica, Brønsted-Lowry theory, 1998).

Lewis θεωρία των οξέων και βάσεων εισήχθη το 1923, προβλέπει ότι ένα βάσης θεωρείται να είναι οποιαδήποτε ένωση που έχει ένα μεμονωμένο ζεύγος ηλεκτρονίων διαθέσιμο και είναι ικανό να συνδέεται με μια ουσία η οποία είναι ικανή αποδοχής (οξύ Lewis).

Το άζωτο αμμωνίας και το οξυγόνο στο νερό είναι παραδείγματα βάσεων Lewis (Britannica, Lewis theory, 1998).

Οι όροι "βασική λύση" και "αλκαλικό διάλυμα" χρησιμοποιούνται συχνά εναλλακτικά, ιδιαίτερα εκτός του πλαισίου της χημείας.

Τα αλκάλεα γενικά ορίζονται ως ένα υποσύνολο των βάσεων. Είναι ένα βασικό υδροξείδιο ή ένα ιονικό άλας ενός στοιχείου αλκαλικής ή αλκαλικής γαίας, το οποίο είναι διαλυτό στο νερό σχηματίζοντας ένα αλκαλικό διάλυμα.

Μόνο μερικά αλκάλια είναι γνωστά, όπως το υδροξείδιο του νατρίου (NaOH), το υδροξείδιο του καλίου (KOH), το υδροξείδιο του ασβεστίου (Ca (OH))₂), ανθρακικό ασβέστιο (CaCO)₃) και υδροξείδιο του μαγνησίου (Mg (ΟΗ))₂).

Τα αλκάλια αποκλείουν βάσεις όπως το ΝΗ₃ ή διαλύματα όπως το υδροξείδιο του αμμωνίου, δεδομένου ότι δεν σχηματίζονται από αλκαλικά ή αλκαλικά μέταλλα.

Αλκαλικά διαλύματα και η σχέση τους με το ρΗ             

Το δυναμικό υδρογόνου, επίσης γνωστό ως κλίμακα pH, μετρά το επίπεδο αλκαλικότητας ή οξύτητας ενός διαλύματος. Η κλίμακα ποικίλει από το μηδέν έως το 14, το οξύ είναι ένα pH μικρότερο από 7 και βασικό ένα pH μεγαλύτερο από 7.

Το μεσαίο σημείο 7 αντιπροσωπεύει ένα ουδέτερο ρΗ. Ένα ουδέτερο διάλυμα δεν είναι ούτε οξύ ούτε αλκαλικό. Η κλίμακα του ρΗ λαμβάνεται με βάση τη συγκέντρωση του Η + στο διάλυμα.

Η κλίμακα του ρΗ είναι λογαριθμική και, ως αποτέλεσμα, κάθε πλήρης τιμή ρΗ κάτω από 7 είναι δέκα φορές πιο όξινη από την επόμενη υψηλότερη τιμή. Για παράδειγμα, το pH 4 είναι δέκα φορές πιο όξινο από το pH 5 και 100 φορές (10 φορές το 10) πιο όξινο από το pH 6.

Το ίδιο συμβαίνει και με τις τιμές pH υψηλότερες από 7, καθένα από τα οποία είναι δέκα φορές πιο αλκαλικό (ένας άλλος τρόπος να λέμε βασικά) από την επόμενη χαμηλότερη ολική τιμή. Για παράδειγμα, το ρΗ 10 είναι δέκα φορές περισσότερο αλκαλικό από το ρΗ 9 και 100 φορές (10 φορές 10) περισσότερο αλκαλικό από το ρΗ 8 (κλίμακα pH, S.F.).

Ανάλογα, υπάρχει μια κλίμακα ρΟΗ που λαμβάνεται ως συνάρτηση της συγκέντρωσης του ΟΗ και είναι αντίστροφη στην κλίμακα ρΗ (ρΗ, ρΟΗ και κλίμακα ρΗ, S.F.).

Χαρακτηριστική ιδιότητα των αλκαλικών διαλυμάτων είναι ότι, όταν παράγονται ιόντα ΟΗ, το ρΗ ενός διαλύματος αυξάνει σε τιμές μεγαλύτερες από 7 (ή χαμηλότερες του ρΗΗ σε τιμές μικρότερες από 7).

Ιδιότητες                      

Τα παρακάτω είναι ιδιότητες που παρουσιάζονται από αλκαλικά διαλύματα:

1- Έχουν πικρή γεύση.

2-Το χαρτί λακκούβας αλλάζει σε μπλε χρώμα.

3-Έχουν σαπούνι ή ολισθηρό συναίσθημα στην αφή.

4-Ορισμένοι είναι διαβρωτικοί. Παραδείγματα, ΝαΟΗ και ΚΟΗ.

5-Ένα λιγότερο πτητικό αλκάλι μετατοπίζει ένα πιο πτητικό αλκάλι από το άλας του. Παράδειγμα, το NaOH (λιγότερο πτητικό) αντικαθιστά το NH₃ (πιο πτητικές) από το ΝΗ₄Cl.

ΝαΟΗ (υδατ.) + ΝΗ₄Cl (aq) -> NaCl (aq) + Η₂O (1) + ΝΗ₃ (ζ)

6-Αντιδρά με οξέα για να σχηματίσουν άλατα και νερό (αντίδραση εξουδετέρωσης).

7-Συμπεριφορά ηλεκτρικής ενέργειας (δηλ. Ηλεκτρολύτες).

8 - Έχουν τιμές ρΗ πάνω από 7.

Χρησιμοποιεί

Από αλκάλια είναι βάσεις που είναι διαλυτά στο νερό, καθιστούν πιθανό ότι οι χημικές ιδιότητες των βάσεων που χρησιμοποιούνται για πολλούς σκοπούς στο εργαστήριο, τη βιομηχανία και στο σπίτι, αφού σχεδόν όλοι οι χημικές αντιδράσεις που πραγματοποιούνται σε διάλυμα.

Το 1-NaOH χρησιμοποιείται στην κατασκευή χαρτιού, σαπουνιού και κεραμικών.

2-Ca (OH) 2 (άσβεστος σβησμένος ή απλά "ασβέστης") προστίθεται σε εδάφη ή λίμνες για να τα καταστήσει λιγότερο όξινα.

3-Δυσπεψία συνήθως προκαλείται από την περίσσεια του HCl στο στομάχι, να είναι σε θέση να διορθωθεί με δισκίων για τη δυσπεψία που περιέχει μια βάση όπως MgO ή CaCO3 προς εξουδετέρωση του οξέος.

4-Βιομηχανικές χρήσεις περιλαμβάνουν την κατασκευή διαφόρων χημικών προϊόντων.

5-Χρησιμοποιούνται σε αντιδράσεις μείωσης οξειδίου για να καθιερωθεί το βασικό περιβάλλον όπου συμβαίνει η εν λόγω αντίδραση.

Αναφορές

1. ADAMS, Α. (2015, 17 Ιουνίου). Τι είναι μια αλκαλική λύση; Λήψη από το livestrong.com.
2. Britannica, Τ. Ε. (1998, 21 Δεκεμβρίου). Η θεωρία του Arrhenius. Λήψη από britannica.com.
3. Britannica, Τ. Ε. (1998, 20 Ιουλίου). Brønsted-Lowry θεωρία. Λήψη από britannica.com.
4. Britannica, Τ. Ε. (1998, 20 Ιουλίου). Η θεωρία του Λιούις. Ανακτήθηκε από britannica.com.
5. Britannica, Τ. Ε. (2010, 27 Απριλίου). Βασική χημική ένωση. Λήψη από britannica.com.
6. κλίμακα pH. (S.F.). Ανακτήθηκε από chemistry.elmhurst.edu.
7. ρΗ, ρΗΗ και την κλίμακα ρΗ. (S.F.). Λαμβάνεται από το khanacademy.org.
8. Τι είναι αλκάλι; (S.F.). Λήψη από freechemistryonline.com.