Álcalis

Los álcalis (en ruso de la palabra "lejía"; derivado de la misma raíz que la otra skola islandesa " lavar " [1] ) son hidróxidos de álcali y algunos otros elementos, como el talio . Los álcalis son bases que son fácilmente solubles en agua . Durante la disociación electrolítica , los álcalis forman aniones OH- y un catión metálico.

Los álcalis incluyen hidróxidos metálicos de los subgrupos IA y IIA (empezando por el calcio ) de la tabla periódica de elementos químicos , por ejemplo NaOH (sosa cáustica), KOH (potasa cáustica), Ba (OH) 2 (bario cáustico). Como excepción, los álcalis incluyen hidróxido de talio monovalente TlOH , que es altamente soluble en agua y es una base fuerte. " Álcalis cáusticos ": el nombre trivial de los hidróxidos de litio LiOH , sodio NaOH , potasio KOH , rubidio RbOH y cesio CsOH. El nombre de "álcali cáustico" se debe a la capacidad de corroer la piel y las membranas mucosas (provocando graves quemaduras químicas ), el papel y otras sustancias orgánicas.

Debido a la altísima actividad química de los metales alcalinos, los álcalis cáusticos no podían descomponerse durante mucho tiempo, por lo que se consideraban sustancias simples . Lavoisier fue uno de los primeros en sugerir la compleja composición de los álcalis cáusticos . Basado en su teoría de que todas las sustancias simples pueden oxidarse , Lavoisier decidió que los álcalis cáusticos ya son sustancias complejas oxidadas. Sin embargo, solo Davy logró confirmar esto a principios del siglo XIX después de su aplicación de la electroquímica [2] .

Propiedades físicas

Los hidróxidos de metales alcalinos ( álcalis cáusticos ) son sustancias sólidas, blancas y altamente higroscópicas . Los álcalis son bases fuertes , muy solubles en agua, y la reacción va acompañada de una importante liberación de calor . La fuerza de la base y la solubilidad en agua aumentan al aumentar el radio catiónico en cada grupo de la tabla periódica. Los álcalis más fuertes son el hidróxido de cesio (dado que, debido a la vida media muy corta, el hidróxido de francio no se produce en cantidades macroscópicas) en el grupo Ia y el hidróxido de radio en el grupo IIa. Además, los cáusticos son solubles en etanol y metanol .

Propiedades químicas

Los álcalis exhiben propiedades básicas. En estado sólido, todos los álcalis absorben H 2 O , así como CO 2 (también en estado de solución) del aire, convirtiéndose gradualmente en carbonatos . Los álcalis son ampliamente utilizados en la industria.

Reacciones cualitativas a los álcalis

Las soluciones alcalinas acuosas cambian el color de los indicadores .

Indicador de transición y número	x [3]	Rango de pH y número de transición
violeta de metilo		0,13-0,5 [I]	verde
Rojo Cresol [I]		0,2-1,8 [I]	amarillo
Violeta de metilo [II]		1.0-1.5 [II]	azul
Azul de timol [I]	A	1.2-2.8 [Yo]	amarillo
Tropeolina 00	O	1.3-3.2	amarillo
Violeta de metilo [III]		2.0-3.0 [III]	Violeta
(Di)metil amarillo	O	3.0-4.0	amarillo
Azul de bromofenol	A	3.0-4.6	Violeta Azul
rojo congo		3.0-5.2	azul
naranja de metilo	O	3.1-(4.0)4.4	(naranja amarillo
Verde de bromocresol	A	3.8-5.4	azul
Azul de bromocresol		3.8-5.4	azul
lakmoide	A	4.0-6.4	azul
rojo de metilo	O	4.2(4.4)-6.2(6.3)	amarillo
rojo clorofenol	A	5.0-6.6	rojo
tornasol (azolitina)		5.0-8.0 (4.5-8.3)	azul
Púrpura de bromocresol	A	5.2-6.8 (6.7)	rojo brillante
azul de bromotimol	A	6.0-7.6	azul
rojo neutro	O	6.8-8.0	ámbar amarillo
Fenol rojo	O	6.8-(8.0)8.4	rojo brillante
Rojo Cresol [II]	A	7.0(7.2)-8.8 [II]	Rojo oscuro
α-naftolftaleína	A	7.3-8.7	azul
Azul de timol [II]	A	8.0-9.6 [II]	azul
Fenolftaleína [4] [I]	A	8.2-10.0 [Yo]	rojo carmesí
timolftaleína	A	9.3(9.4)-10.5(10.6)	azul
Amarillo de alizarina LJ	A	10.1-12.0	marrón amarillo
Nilo azul		10.1-11.1	rojo
diazo violeta		10.1-12.0	Violeta
Índigo carmín		11.6-14.0	amarillo
azul épsilon		11.6-13.0	Violeta oscuro

Interacción con ácidos

Los álcalis, como las bases, reaccionan con los ácidos para formar sal y agua ( reacción de neutralización ). Esta es una de las propiedades químicas más importantes de los álcalis.

Álcali + Ácido → Sal + Agua

{\mathsf {NaOH+HCl\longrightarrow NaCl+H_{2}O}}

;

{\mathsf {NaOH+HNO_{3}\longrightarrow NaNO_{3}+H_{2}O))

Interacción con óxidos de ácido

Los álcalis interactúan con los óxidos ácidos para formar sal y agua:

Álcali + Óxido de ácido → Sal + Agua

{\mathsf {Ca(OH)_{2}+CO_{2}\longrightarrow CaCO_{3}\downarrow +H_{2}O))

;

Interacción con óxidos anfóteros

{\mathsf {2KOH+ZnO{\xrightarrow {t^{o}C}}K_{2}ZnO_{2}+H_{2}O}}

Interacción con metales de transición (anfóteros)

Las soluciones alcalinas interactúan con los metales , que forman óxidos e hidróxidos anfóteros ( y otros). Las ecuaciones de estas reacciones en forma simplificada se pueden escribir de la siguiente manera: ${\mathsf {Zn,Al}}$

{\mathsf {Zn+2NaOH\longrightarrow Na_{2}ZnO_{2}+H_{2}\uparrow ))

;

{\mathsf {2Al+2KOH+2H_{2}O\longrightarrow 2KAlO_{2}+3H_{2}\uparrow ))

En realidad, en el curso de estas reacciones, se forman hidroxo complejos en soluciones ( productos de hidratación de las sales anteriores):

{\mathsf {Zn+2NaOH+2H_{2}O\longrightarrow Na_{2}[Zn(OH)_{4}]+H_{2}\uparrow ))

;

{\mathsf {2Al+2KOH+6H_{2}O\longrightarrow 2K[Al(OH)_{4}]+3H_{2}\uparrow ))

;

Interacción con soluciones salinas

Las soluciones alcalinas interactúan con las soluciones salinas si se forma una base insoluble o una sal insoluble:

Solución alcalina + Solución salina → Base nueva + Sal nueva

{\mathsf {2NaOH+CuSO_{4}\longrightarrow Cu(OH)_{2}\downarrow +Na_{2}SO_{4))}

;

{\mathsf {Ba(OH)_{2}+Na_{2}SO_{4}\longrightarrow 2NaOH+BaSO_{4}\downarrow ))

;

Conseguir

Las bases solubles se obtienen de varias formas.

Electrólisis de soluciones de sales alcalinas/alcalinotérreas

Por electrólisis de cloruros de metales alcalinos o por acción del agua sobre óxidos de metales alcalinos.

Aplicación

Los álcalis son ampliamente utilizados en diversas industrias y medicinas; también para desinfección de estanques en piscicultura y como fertilizante, como electrolito para pilas alcalinas.

En la ciencia del suelo

Un suelo ligeramente alcalino en la ciencia del suelo es un suelo con un pH superior a 7,3. La mayoría de las plantas prefieren suelos ligeramente ácidos ( pH 6,0 a 6,8) [5] . El repollo prefiere suelos alcalinos y esto puede interferir con otras plantas.

Notas

↑ Lejía // Diccionario Fasmer
↑ A. S. Arseniev. Un análisis de un concepto en evolución . M. , "Ciencia", 1067. S. 332.
↑ *Columna "x" - la naturaleza del indicador: K-ácido, O-base.
↑ La fenolftaleína se vuelve incolora en un medio fuertemente alcalino. En medio de ácido sulfúrico concentrado, también da un color rojo debido a la estructura del catión fenolftaleína, aunque no tan intenso. Estos hechos poco conocidos pueden conducir a errores en la determinación de la reacción del medio.
↑ Enciclopedia de Chambers . — 1888.

Literatura

Kolotov S. S. Alkalis // Diccionario enciclopédico de Brockhaus y Efron : en 86 volúmenes (82 volúmenes y 4 adicionales). - San Petersburgo. , 1890-1907.
Álcalis cáusticos // Kazajstán. Enciclopedia Nacional . - Almaty: Enciclopedias kazajas , 2005. - T. II. — ISBN 9965-9746-3-2 . (Ruso) (CC POR SA 3.0)

Al escribir este artículo, material de la publicación “ Kazakhstan. National Encyclopedia " (1998-2007), proporcionada por los editores de "Kazakh Encyclopedia" bajo la licencia Creative Commons BY-SA 3.0 Unported .