La química es una ciencia que estudia diversas reacciones que ocurren en la naturaleza, así como la interacción de unos compuestos con otros. Las sustancias principales aquí son ácidos y álcalis, cuyas reacciones generalmente se denominan neutralización. Conducen a la formación de una sal soluble en agua.
Qué es la lejía
Hidróxidos alcalinos (metales del primer grupo del subgrupo principal (A) en la tabla periódica de elementos químicos de D. I. Mendeleev) y alcalinotérreos (metales del segundo grupo del subgrupo principal (A), incluidos calcio) metales que interactúan violentamente con el agua y se disuelven completamente en ella, se denominan álcalis. Dado que son capaces de destruir material orgánico (cuero, madera, papel), se denominan cáusticos. Por ejemplo, el hidróxido de potasio (KOH) es potasa cáustica, el bario (Ba(OH)2) es bario cáustico, y así sucesivamente.
Propiedades físicas de las bases fuertes
Basándonos en la definición de lo que es un álcali, podemos añadir que estos hidróxidos también son sólidos higroscópicos (capaces de absorber vapores del aireagua) sustancia blanca. Los álcalis más fuertes son los hidróxidos de cesio CsOH y el radio Ra(OH)2. Las reacciones alcalinas suelen ir acompañadas de la liberación de calor (exotérmicas). Además, las propiedades físicas de dichas bases incluyen su capacidad para disolverse en algunos compuestos orgánicos, por ejemplo, en alcoholes: metanol y etanol.
Propiedades químicas
Las soluciones de álcalis son capaces de entrar en diversas reacciones.
Las bases fuertes tienen la capacidad de interactuar con óxidos ácidos y anfóteros:
- KOH + SO3=K2SO4 + H2O (SO3 es un óxido ácido);
- 2KOH + Al2O3=2KAlO2 + H2O (reacción de fusión, ocurre cuando se calienta, donde Al2O3 es un óxido anfótero);
- 2KOH + Al2O3 + 3H2O=2K[Al(OH)4] (la reacción continúa con la formación de una sal compleja soluble: tetrahidroxoaluminato de potasio).
Al reaccionar con metales anfóteros (Zn, Al y otros), también es posible la formación tanto de una masa fundida como de la correspondiente sal compleja. Además, ambas reacciones van acompañadas del desprendimiento de hidrógeno gaseoso:
- 2KOH + 2Al=2KAlO2 + H2;
- 2KOH + 2Al + 6H2O=2K[Al(OH)4] + 3H2.
Los álcalis también pueden reaccionar con las sales, dando como resultado la formación de otra base y otra sal. La condición para que se produzca la reacción es que, como resultado, una de las sustancias formadas sea insoluble en agua:
NaOH + CuSO4=Na2SO4 + Cu(OH)2.
Como se mencionó anteriormente, los álcalis y los ácidos entran enreacción de neutralización, se forman sal y agua:
NaOH + HCl=NaCl + H2O.
Los álcalis reaccionan con otras bases solo si son hidróxidos de metales anfóteros:
NaOH + Al(OH)3=Na[Al(OH)4].
Algunos de ellos pueden interactuar con muchas sustancias orgánicas: ésteres, amidas, alcoholes polihídricos:
2C2H6O2 + 2NaOH=C2H4O2Na2 + 2H2O (el producto de reacción es alcóxido de sodio).
Qué tan fuertes son los fondos
Los álcalis se obtienen de diversas formas tanto en la industria como en los laboratorios.
En la industria industrial, existen varios métodos para producir álcalis: pirólisis, cal, ferrita, electrólisis, que se divide en métodos de diafragma, membrana y mercurio en cátodos líquidos y sólidos.
Es la electrólisis de soluciones de cloruros de sodio y potasio, después de lo cual se libera cloro e hidrógeno en el ánodo y el cátodo, y se obtienen los hidróxidos correspondientes:
- 2NaCl + 2H2O=H2 + Cl2 + 2NaOH;
- 2KCl + 2H2O=H2 + Cl2 + 2KOH.
Cuando la pirólisis a 1000 grados, la formación de óxido de sodio ocurre en la primera etapa:
Na2CO3=Na2O + CO2.
En la segunda etapa, el óxido enfriado resultante se disuelve en agua, como resultado de lo cual se obtiene el álcali necesario:
Na2O + H2O=2NaOH.
Los laboratorios también utilizan electrólisis. Los álcalis también se pueden obtener exponiendo los metales correspondientes al agua o haciendo reaccionar sales de estos metales con otras bases, como resultado de lo cualse obtiene el álcali necesario y el segundo producto de la reacción, insoluble en agua, es la sal.
Cuando el cesio y el agua interactúan, se obtiene hidróxido de cesio y se libera hidrógeno (la reacción continúa incluso a una temperatura de -120 grados):
2Cs + 2H2O=2CsOH + H2.
Como resultado de la acción del agua sobre el óxido de litio, se obtiene el álcali:
Li2O + 2H2O=2LiOH + H2.
Solicitud
Basado en la definición misma de lo que es un álcali, uno puede entender que son ampliamente utilizados no solo en la industria, sino también en la vida cotidiana:
- Desinfección de estanques para pesca.
- Como fertilizante.
- En productos farmacéuticos.
- En producción de papel.
- Producción de caucho sintético.
- Obtención de jabones y detergentes.
- Componentes electrolíticos en pilas alcalinas.
- Absorbedor de dióxido de carbono (hidróxido de litio).
- Producción de lubricantes.
- Tintes en la producción de alimentos (aditivos alimentarios).
- Electrólitos de batería (hidróxido de potasio).
- Limpieza de tuberías de alcantarillado y fregaderos de atascos de alimentos.
- Neutralización de ácidos.
- Catalizadores en industrias químicas.
- Procesamiento químico de fotografías.
Precauciones
Se vuelve obvio que los álcalis como los hidróxidos de sodio, litio, potasio, cesio y otros pueden dañar severamente y quemar la piel y las membranas mucosas de los ojos, incluso si las partículas más pequeñas del compuesto llegan allí. Para prevenir estoes necesario usar gafas, guantes de goma y overoles que estén tratados con sustancias especiales que no permitan que el material interactúe con los álcalis.
