Щелочи: понятие, свойства и применение
К щелочам принято относить гидроксиды щелочных и щелочно-земельных металлов.
Все щелочи — это основания, но не наоборот, нельзя считать определения «основание» и «щелочь» синонимами.
Правильное химическое название щелочей — гидроксид (гидроокись), например, гидроокись натрия, гидроксид калия. Часто употребляются также названия, которые сложились исторически. Ввиду того, что щелочи разрушают материалы органического происхождения — кожу, ткани, бумагу, древесину, их называют едкими: например, едкий натр, едкий барий. Однако понятием «едкие щелочи» химики определяют гидроксиды щелочных металлов — лития, натрия, калия, рубидия, цезия.
Щелочь и щелок: различия
Щелочь
Щелочь — это химическое соединение, имеющее кислотообразующие свойства и способное уменьшать концентрацию водородных ионов в растворе. Щелочные растворы имеют pH более 7. Они также могут быть использованы для нейтрализации кислот.
- Щелочи обладают свойством растворять жиры и масла.
- Они могут использоваться в бытовой химии, как часть мыла, моющих средств и дезинфицирующих средств.
- Карбонаты и гидроксиды являются самыми распространенными щелочами.
Щелок
Щелок — это металлы периодической таблицы элементов, расположенные в колонках I и II. Щелочные металлы характеризуются низкой электроотрицательностью и высокими активностью и реакционной способностью.
- Щелочные металлы вступают в реакцию с водой и выделяются водородный газ.
- Они также могут использоваться в научных и промышленных процессах, например, натрий применяется для производства стекла и щелочей.
- Щелочные металлы являются наиболее активными металлами из всех элементов периодической таблицы.
Итак, главное различие между щелочью и щелоком заключается в их химическом составе и свойствах. Щелочь — это химическое соединение, а щелок — это металлы групп I и II периодической таблицы элементов. Они имеют различные реакционные способности и могут использоваться в различных научных и промышленных процессах.
Сильные кислоты и слабые кислоты
Есть некоторые кислоты, которые мы можем употреблять, в то время как работа с другими предполагает строгие меры безопасности.
Сильные кислоты — это те, которые полностью диссоциируют или ионизируются в водных растворах.
Один из способов визуализировать, как отличить слабые и сильные кислоты, по аналогии с игроками в регби:
- сильная кислота является игроком, который бросает мяч, как только он его получает;
- слабая кислота, как игрок , который получает мяч и бежит с ним.
Примеры сильных кислот
Среди известных сильных кислот выделяют:
- HCl соляная кислота,
- серная кислота H 2 SO 4 ,
- азотная кислота HNO 3
- хлорная кислота HClO 4
- фторантимоновая кислота H [SbF 6 ]
Примеры слабых кислот
Обычно кислоты органических соединений известны как слабые:
- уксусная кислота H 3 CCOOH,
- масляная или бутановая кислота H 7 C 3 COOH (органическая кислота в масле),
- лимонная кислота или 2-гидрокси кислота 1,2,3-трикарбоксилпропан C 6 H 8 O 7,
- молочная кислота или 2-гидроксипропановая кислота H 6 C 3 O 3 .
Что такое щелочь?
Наш мир состоит из элементов. Некоторые существуют, делясь электронами с кем-то, образуя ионные связи, а некоторые образуют ковалентные связи, выполняя октет друг друга.
Однако некоторые вещи являются общими. Связи, которые они образуют, всегда находятся в стабильном состоянии. И все стихии стремятся связать себя с кем-то, чтобы обрести стабильность.
Щелочные металлы являются элементом 1 группы периодической таблицы, разработанной учеными. Были предложены различные периодические таблицы, но в 1913 году окончательная таблица считалась одной из самых надежных и подходящих.
Щелочные металлы, такие как литий, натрий, калий, цезий и т. д., имеют одну общую черту. У них одни выборы в последней оболочке.
Этот электрон играет важную роль в стабилизации элементов. Их последний электрон может быть использован для создания связей с элементами с 7 электронами в их последней оболочке, и им нужен еще один.
Подобно хлор, Если мы увидим его последнюю оболочку, это Дефицит одного электрона. Этот электрон натрия может быть передан хлору для образования связей с образованием хлорида натрия.
Окончательная стабильность наступает, когда ваша последняя оболочка завершена. Либо принять от кого-то, либо отдать кому-то. Последняя оболочка должна быть полной, чтобы быть стабильной.
Щелочные металлы имеют рН 7 и более, окрашивая красную лакмусовую бумажку в синюю и проявляя свойства кислотности.
Также щелочные металлы можно использовать для натурализации кислотных реакций. Они имеют меньшую энергию ионизации, так как им легко жертвовать один электрон из их валентной оболочки.
Минералы, относящиеся к щелочам
Щелочи — это химические соединения, обладающие основными свойствами. Они растворяются в воде, образуя электролитические растворы. В природе можно встретить несколько минералов, относящихся к щелочам.
Один из таких минералов — кальций. Он является основным компонентом многих пород и встречается в виде различных соединений, например, карбонатов. Кальций является важным электролитом и необходим для нормального функционирования организма животных и человека.
Ещё одним минералом, относящимся к щелочам, является натрий. Натрий также относится к элементам, необходимым для поддержания основного баланса в организме. Он широко используется в пищевой промышленности, а также в производстве стекла и щелочных батареек.
Интересным минералом, относящимся к щелочам, является ковыль. Он содержит в своем составе гидроксид калия, который относится к сильным основаниям. Ковыль используется в сельском хозяйстве и садоводстве в качестве удобрения, так как его воздействие способствует повышению pH почвы.
Нельзя не упомянуть о таком минерале, как мышьяк. Он является основным компонентом солей мышьяковой кислоты, которые тоже относятся к щелочам. Несмотря на свою токсичность, мышьяк находит применение в некоторых отраслях промышленности, например, в электрометаллургии.
Таким образом, минералы, относящиеся к щелочам, встречаются разнообразные. Они играют важную роль в природе, а также используются в различных сферах жизни человека.
Состав и химические свойства щелочных минералов
Щелочные минералы обладают важными химическими свойствами, которые отличают их от других групп минералов. Натрий и калий являются основными элементами щелочей. Натрий входит в состав многих щелочных минералов, таких как ковыль и мышьяк, а также в некоторые корма. Эти элементы в форме щелочей широко используются в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства.
Щелочные минералы также обладают высокой щелочностью и служат хорошими основаниями. Их способность нейтрализовать кислоты делает их полезными в многих процессах. Кальций, входящий в состав щелочных минералов, обладает также электролитными свойствами, что делает его необходимым элементом в организмах живых существ.
Щелочные минералы также имеют важное значение для сельского хозяйства. Они используются в качестве удобрений, так как способны повышать плодородие почвы и улучшать качество сельскохозяйственных культур
Натрий и калий, находящиеся в щелочных минералах, необходимы для развития растений и обеспечения нормальных процессов обмена веществ.
Применение щелочных минералов
Щелочные минералы, такие как натрий и кальций, имеют широкое применение в различных отраслях и областях. Они широко используются в пищевой промышленности для регулирования кислотности и щелочности продуктов. Натрий является основной составляющей поваренной соли, а кальций используется для обогащения молочных продуктов.
Щелочные минералы также находят применение в сельском хозяйстве. Они используются в производстве кормов для животных, чтобы обеспечить правильный баланс питательных веществ. Ковыль, содержащий щелочные минералы, добавляют в корма для скота, чтобы компенсировать дефицит основания в рационе.
Кроме того, щелочные минералы играют важную роль в человеческом организме. Натрий и кальций являются необходимыми элементами для поддержания нормального функционирования клеток и тканей. Натрий является важным электролитом, регулирующим уровень воды в организме. Благодаря щелочным минералам, наш организм способен поддерживать оптимальный pH-баланс.
Однако, важно понимать, что щелочные минералы необходимы в умеренном количестве. Их избыток, особенно в виде пищевых добавок, может быть вредным для здоровья, вызывать различные проблемы со здоровьем, включая отложение мышьяка в организме
Поэтому важно соблюдать правильное питание и контролировать потребление щелочных минералов.
Щёлочи
Щёлочи — гидроксиды щелочных, щёлочноземельных металлов и некоторых других элементов, например, таллия.
К щелочам относятся хорошо растворимые в воде основания.
При диссоциации щёлочи образуют анионы OH− и катион металла.
К щелочам относятся гидроксиды металлов подгрупп Iа и IIа (начиная с кальция) периодической системы, например NaOH (едкий натр), KOH (едкий калий), Ba(OH)2 (едкий барий).
В качестве исключения можно отнести к щелочам гидроксид одновалентного таллия TlOH, который хорошо растворим в воде и является сильным основанием.
Едкие щёлочи — тривиальное название гидроксидов лития LiOH, натрия NaOH, калия КОН, рубидия RbOH и цезия CsOH. Название «едкая щёлочь» обусловлено свойством разъедать кожу и слизистые оболочки, вызывая сильные ожоги, бумагу и другие органические вещества.
Из-за очень большой химической активности щёлочных металлов едкие щёлочи долгое время не удавалось разложить и они потому считались простыми веществами.
Физические свойства Щелочи:Гидроксиды щелочных металлов (едкие щёлочи) представляют собой твёрдые, белые, очень гигроскопичные вещества. Щёлочи — сильные основания, очень хорошо растворимые в воде, причём реакция сопровождается значительным тепловыделением.
Сила основания и растворимость в воде возрастает с увеличением радиуса катиона в каждой группе периодической системы. Самые сильные щёлочи — гидроксид цезия (поскольку из-за очень малого периода полураспада гидроксид франция не получен в макроскопических количествах) в группе Ia и гидроксид радия в группе IIa. Кроме того, едкие щёлочи растворимы в этаноле и метаноле.
Химические свойства Щелочи:Щёлочи проявляют основные свойства.
В твёрдом состоянии все щёлочи поглощают H2O из воздуха, а также CO2 (также и в состоянии раствора) из воздуха, постепенно превращаясь в карбонаты.
Щёлочи, как основания, взаимодействуют с кислотами с образованием соли и воды (реакция нейтрализации).
Это одно из самых важных химических свойств щелочей.
Щёлочь + Кислота → Соль + Вода
Щёлочи взаимодействуют с кислотными оксидами с образованием соли и воды:
Щёлочь + Кислотный оксид → Соль + Вода
Щёлочи широко применяются в различных производствах и медицине; также для дезинфекции прудов в рыбоводстве и как удобрение, в качестве электролита для щелочных аккумуляторов.
Водные растворы щелочей изменяют окраску индикаторов.
Метиловый фиолетовый — ЗелёныйКрезоловый красный — ЖёлтыйМетиловый фиолетовый — СинийТимоловый синий — ЖёлтыйТропеолин — ЖёлтыйМетиловый фиолетовый — Фиолетовый(Ди)метиловый жёлтый — ЖёлтыйБромфеноловый синий — Сине-фиолетовыйКонго красный — СинийМетиловый оранжевый — Оранжево — жёлтыйБромкрезоловый зелёный — СинийБромкрезоловый синий — СинийЛакмоид — СинийМетиловый красный — ЖёлтыйХлорфеноловый красный — КрасныйЛакмус (азолитмин) — СинийБромкрезоловый пурпурный — Ярко-красныйБромтимоловый синий — СинийНейтральный красный — Янтарно-жёлтыйФеноловый красный — Ярко-красныйКрезоловый красный — Тёмно-красныйα-Нафтолфталеин — СинийТимоловый синий — СинийФенолфталеин — Малиново-красныйТимолфталеин — СинийАлизариновый жёлтый — Коричнево-жёлтыйНильский голубой — КрасныйДиазофиолетовый — ФиолетовыйИндигокармин — ЖёлтыйEpsilon Blue — Тёмно-фиолетовый
Хромовый Тёмно синий — Синий
Свойства оснований
Щёлочи реагируют
1. С кислотными оксидами:
2КОН+SO3>K2SO4+H2O.
Щёлочи способны растворять оксидную плёнку алюминия (амфотерного оксида):
2. С кислотами:
NaOH+HCl>NaCl+HOH.
Можно определить, осталась ли щёлочь, если добавить 1-2 капли раствора фенолфталеина. Щёлочь прореагировала полностью, если малиновый цвет окрашивания раствора не появился.
Реакция между основанием и кислотой – реакция нейтрализации. Подобные реакции часто применяют с целью очищения сточных вод промышленных предприятий от щелочей и кислот. Продукты таких реакций – соли, которые более безопасны для окружающей среды. Очень эффективной и экономически выгодной является нейтрализация стоков различных производств.
3. С солями. Это реакции обмена. Происходят в растворе, при этом исходная соль должна быть водорастворимой. А получаемое вещество – нерастворимым:
2NaOH+Mn(NO3)2=Mn(OH)2v+2NaNO3
4. С галогенами.
На холоде: Cl2 + 2NaOH = NaClO+NaCl+H2O.
При нагревании: 3Cl2+6NaOH = NaClO3+5NaCl+3H2O.
Расплавить можно только гидроксиды натрия и калия (температуры плавления соединений составляют 322о и 405о соответственно).
Воздействие щёлочей на организм человека
Щёлочи — это химические соединения, которые характеризуются высоким pH значением (больше 7). Они обладают основными свойствами и могут взаимодействовать с кислотами, образуя соли и воду. Их нахождение в организме человека может оказывать как положительное, так и негативное воздействие.
Воздействие щёлочей начинается с момента попадания их в организм. Некоторые щёлочи, например, гидроксид натрия, при попадании на кожу могут вызвать её ожоги. Это связано с их высокой щелочностью и способностью разрушать клетки кожи. Также, воздействие щёлочей на слизистые оболочки может привести к образованию язв и ран, что сопровождается болезненными ощущениями
Поэтому необходимо избегать контакта с щёлочами и принимать меры предосторожности при работе с ними
Отрицательное воздействие щёлочей на организм может проявляться и посредством внутреннего применения. Большое количество щелочей в организме может нарушить его электролитный баланс, что может привести к нарушению функций органов и систем. Кроме того, некоторые щёлочи, например, калия гидроксид, могут вызывать отравление и приводить к серьезным побочным эффектам, даже смерти.
Однако, щёлочи также могут иметь положительное воздействие на организм. Например, натрий является одним из важных электролитов и участвует в регуляции водно-солевого баланса. Ковыль, который является щелочным основанием, используется в медицине для лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта. Кальций, также относящийся к щёлочам, является необходимым элементом для здоровых костей и зубов.
Корма, состоящие из щелочных веществ, могут быть необходимы для определенных животных, в зависимости от их питательных потребностей. Вместе с тем, излишнее потребление щелочных продуктов, особенно с добавлением тяжелых металлов, таких как мышьяк, может иметь негативное воздействие на организм животных и привести к отравлению и заболеваниям.
Что за вещество «нашатырный спирт»?
Жидкость с названием «нашатырный спирт» — это водный раствор газа аммиака NH3. Его используют, как лекарственный препарат. В нашатырном спирте содержатся основание NH4OH (гидроксид аммония). Образуется в результате реакции:
NH3+H2O- NH4OH.
Во взаимодействие вступает небольшое количество растворённого аммиака и одновременно распадается на исходные вещества, на что указывает знак «-» в уравнении. Гидроксид аммония, подобно щелочам, изменяет окрашивание индикатора, взаимодействует с кислотными оксидами, кислотами и солями.
2NH4OH+СО2>(NH4)2СО3+H2O
NH4OH+HCl>NH4Cl+H2O
NH4OH+Pb(NO3)2>Pb(OH)2v+2NH4NO3.
Химические свойства
Растворы щелочей способны вступать в различные реакции.
Сильные основания обладают способностью взаимодействовать с кислотными и амфотерными оксидами:
При реагировании с амфотерными металлами (Zn, Al и прочие) также возможно образование как расплава, так и соответствующей комплексной соли. Причем обе реакции сопровождаются выделением газообразного водорода:
Также щелочи способны реагировать с солями, в результате чего образуется другое основание и другая соль. Условием протекания реакции является то, что в результате одно из образовавшихся веществ должно быть не растворимо в воде:
NaOH + CuSO4 = Na2SO4 + Cu(OH)2.
Как уже было упомянуто ранее, щелочи и кислоты вступают в реакцию нейтрализации, образуется соль и вода:
NaOH + HCl = NaCl + H2O.
Щелочи вступают в реакцию с другими основаниями только, если это гидроксиды амфотерных металлов:
NaOH + Al(OH)3 = Na.
Некоторые из них могут вступать во взаимодействие со многими органическими веществами: эфирами, амидами, многоатомными спиртами:
2C2H6O2 + 2NaOH = C2H4O2Na2 + 2H2O (продукт реакции – алкоголят натрия).
«Не все йогурты одинаково полезны».
Все современные химические насосы для кислот и щелочей изготавливаются из материалов, специально рассчитанных на длительный контакт с активными жидкостями. Есть модели с корпусами из нержавеющей стали, полипропилена, поливинилденфторида. Движущиеся элементы, обеспечивающие перекачку жидкости, направляющие, уплотнения – изготавливаются из полимеров, керамики, сложных соединений класса этилен-пропилен каучука и др.
Однако, эти материалы не являются равнозначными с точки зрения наилучшей химической совместимости. Каждый материал отлично справляется с одной или несколькими задачами, но всегда имеются исключения, когда для конкретной жидкости лучше выбрать другой вариант.
К примеру, полипропилен стоек к многим неорганическим кислотам, но становится хрупким от кислоты азотной. Поливинилденфторид спокойно переносит азотную кислоту, но не любит длительного контакта с уксусной – и так далее.
Кроме того, у разных материалов разные требования к температурному режиму: одни материалы трескаются при низкой температуре, другие деформируются при высокой. Да и стойкость к химической агрессии часто зависит от температуры.
Чтобы положительные качества различных материалов могли использоваться в полной мере, импортные насосы химические (в частности – итальянского производства) выпускаются в нескольких комплектациях для каждой модели. Комбинируя элементы в зависимости от конкретных технических условий эксплуатации, можно получить насос, идеально соответствующий требованиям ситуации, то есть – химическим и физическим свойствам кислоты или щёлочи, перекачку которой планируется осуществлять.
Каково применение оснований и щелочей?
Использование баз
- Гидроксид натрия (каустическая сода) используется в производстве мыла. …
- Гидроксид кальция также известен как гашеная известь. …
- Гидроксид аммония используется для удаления чернильных пятен с одежды и удаления жира с оконных стекол. …
- Щелочи используются в щелочных батареях.
Какие щелочи называют любые 2? Щелочные соли
Гидроксид натрия (NaOH) – часто называемый «каустической содой» Гидроксид калия (КОН) – обычно называемый «едким кали» Щелок – общий термин для любой из двух предыдущих солей или их смеси. Гидроксид кальция (Ca(OH)2) – насыщенный раствор, известный как «известковая вода».
Что такое щелочные 1 марки?
Основания, которые могут растворяться в воде без какой-либо химической реакции, являются щелочами. Таким образом, основания, растворимые в воде, называются щелочами. Щелочи также превращаются окраску красной лакмусовой кислоты в синюю.
Что такое щелочь в темном шоколаде? Избегайте алкализированного или голландского темного шоколада.
Датчинг — это метод обработки шоколада, который включает обработку щелочью, иначе известную как подщелачивание. Этот метод используется для изменить цвет шоколада и уменьшить горький вкус.
Является ли какао-порошок Hershey щелочным?
Наше специальное темное какао Hershey’s производится в Голландии (обработанный щелочью), что приводит к более темному цвету и более мягкому вкусу. Это также один из наименее подщелоченных какао-бобов, и его можно использовать взаимозаменяемо с натуральным какао Hershey’s в большинстве рецептов.
Из чего делают щелочь? Под производством технической щелочи обычно понимают производство кальцинированная сода (Na2CO3; карбонат натрия) и едкий натр (NaOH; гидроксид натрия). Другие промышленные щелочи включают гидроксид калия, поташ и щелочь. Производство широкого спектра товаров народного потребления зависит от использования щелочи на той или иной стадии.
Можно ли использовать алкализированный какао-порошок?
Его легче смешивать с другими ингредиентами, и он лучше впитывает жидкости, чем натуральный какао-порошок. Алкализованный какао-порошок используется в мороженое, горячие какао-смеси, конфеты, напитки и шоколадные сиропы где желателен насыщенный, гладкий, шоколадный вкус.
Вода с лимоном щелочная? Лимонный сок кислый, с рН 3, в то время как вода имеет рН около 7, что является нейтральным. Это означает, что это ни кислотный, ни щелочной.
Щелочные продукты питания
Различают кислые, щелочные и нейтральные продукты питания. Среди щелочных продуктов можно перечислить зелень, репу, огурцы, хрен, сельдерей, лимоны, свеклу, морковь, капусту, цитрусовые, смородину, виноград, вишню, сухофрукты, картофель, перец, помидоры, чеснок.
Примечательно, что в составе нейтральных продуктов содержатся и кислоты, и щёлочи. Это растительное, сливочное масло.
Интересно, что молоко — это щелочной продукт. Но тёплое или кипячёное молоко – кислый продукт.
Щёлочи активно используются человеком. При этом следует помнить и в обязательном порядке соблюдать правила техники безопасности.
Щелочи в Группе PCC
Наиболее известным представителем группы щелочей является гидроксид натрия. Это соединение доступно в предложении Группы PCC в форме твердого вещества в виде каустической соды, и в форме водного раствора, например, содовой щелочи. Гидроксид натрия может быть получен в результате каустификации соды, то есть реакции карбоната натрия с гидроксидом кальция (гашеной известью), или путем электролиза водного раствора хлорида натрия. В Группе PCC он производится вторым методом на установке мембранного электролиза. Продукт, полученный таким образом, характеризуется высоким качеством и химической чистотой, поэтому он соответствует требованиям последней версии Европейской фармакопеи.
Гидроксид натрия является одним из основных химических сырьевых материалов и используется в различных отраслях промышленности, в том числе в качестве сырья для производства ионных поверхностно-активных веществ, в фармацевтической промышленности для производства сульфаниламидов и салициловой кислоты, для производства синтетических красителей, а также в процессах очистки воды.
Хлорированное производное гидроксида натрия — это гипохлорит натрия, также относящийся к группе щелочей. В Группе PCC это соединение получают путем насыщения гидроксида натрия газообразным хлором. Химически гипохлорит натрия представляет собой натриевую соль хлорноватистой кислоты. Он используется, в частности, в химической промышленности в качестве окислителя органических соединений, для синтеза химических соединений (например, гидразинов) и для производства чистящих средств в бытовой химии.
Как получают сильные основания
Щелочи получают разными способами как в промышленности, так и в лабораториях.
В промышленной индустрии существуют несколько методов получения щелочей: пиролиз, известковый, ферритный, электролиз, который делится на диафрагменный, мембранный и ртутный методы на жидких и твердых катодах.
Это электролиз растворов хлоридов натрия и калия, после чего на аноде и катоде выделяются хлор и водород, и получаются соответствующие гидроксиды:
При пиролизе в 1000 градусов на первом этапе происходит образование оксида натрия:
На втором этапе полученный охлажденный оксид растворяют в воде, в результате чего и получается необходимая щелочь:
В лабораториях также применяется электролиз. Еще щелочи могут получиться путем воздействия на соответствующие металлы водой или взаимодействия солей этих металлов с другими основаниями, в результате чего получается необходимая щелочь и нерастворимый в воде второй продукт реакции – соль.
2Cs + 2H2O = 2CsOH + H2.
В результате действия воды на оксид лития получается щелочь:
Li2O + 2H2O = 2LiOH + H2.
Щелочное определение
В чистой воде небольшая часть молекул теряет один водород из структуры H2O в процессе, называемом диссоциацией. Таким образом, вода содержит небольшое количество ионов водорода H + и остаточных гидроксильных ионов OH-. Существует равновесие между постоянным образованием и диссоциацией небольшого процента молекул воды.
Шкала pH варьируется от 0 до 10. Чистая вода имеет pH 7, что считается совершенно нейтральным. Это означает, что в нем точно равное количество ионов водорода и гидроксила.
Любое вещество ниже 7 по шкале pH считается кислым, а вещества, которые выше 7 по шкале pH, считаются основными или щелочными.