Лужний розчин - хімічна школа
Лужний розчин
Лужні розчини або так званий Луги є у найвужчому розумінні водні розчини гідроксидів металів, таких як гідроксид натрію (їдкий натр) або калій (гідроксид калію). Ці гідроксиди металів належать до гідроксидів лугів. У більш широкому розумінні цей термін також використовується для будь-якого розв’язання основ. Сюди входять аміак (аміачна вода) та органічні сполуки, такі як аміни. Лужні розчини в широкому розумінні також можуть бути неводними розчинами.
Водні розчини лужні, якщо концентрація гідроксид-іонів OH - перевищує концентрацію іонів оксонію H3O +. Значення рН тоді перевищує 7. Сильно лужні водні розчини мають значення рН більше 10, наприклад, нормальний розчин гідроксиду натрію має значення рН 14.
характеристики
Кислоти та лужні розчини мають деякі спільні властивості. За допомогою індикаторів ці розчини дають характерні забарвлення та відчувають слизькість на шкірі. Розчини є корозійними, тому при роботі з лужними розчинами завжди потрібно носити захисні окуляри. Вони також демонструють електропровідність, тому повинні бути присутніми вільно рухаються іони.
Сильно лужні розчини надзвичайно їдкі: вони можуть розчиняти метали, такі як алюміній та білки, тому слід уникати контакту шкіри з ними. Тому при роботі з сильно лужними розчинами слід носити рукавички та захисні окуляри. Вони також можуть атакувати скляні поверхні - особливо якщо вони довго піддаються дії тепла - це може, наприклад, призвести до помутніння окулярів. Поводження з їдкою содою тощо у скляних посудинах, таких як колби Ерленмейєра, звичайно, все ще можливе, доки не використовуються пробки з шліфованого скла, оскільки вони застряють при тривалому зберіганні.
використання
Лужні розчини, серед іншого, використовуються для лікування та збереження їжі, щоб вона довше зберігалася. Кренделі також використовують для випікання кренделів або крендельних рулетів. У хімічному виробництві луги також використовуються для нейтралізації кислот.
Приготування лужних розчинів
Виробництво водних розчинів гідроксиду лужного металу
Наступні реакції, кожна з яких наведена на прикладі, призводять до утворення водних розчинів гідроксидів лужних металів:
Розчиніть у воді відповідний гідроксид
Це найпростіший спосіб використовувати розчини в лабораторії. Проте тепло, що утворюється під час розчинення (екзотермічна реакція), може бути настільки сильним, що вода починає кипіти, в результаті чого лужний розчин може розбризкуватися і спричиняти опіки. Приклад:
Гідроксид натрію + вода $ \ rightarrow $ Гідроксид натрію - розчин або розчин гідроксиду натрію NaOH (s) + H2O (l) $ \ rightarrow $ Na + (aq) + OH - (aq) + H2O (l)
Реакція оксиду лужного металу з водою
Твердий гідроксид лужного металу утворюється при додаванні стехіометрично придатної кількості води, а при додаванні надлишку води - розчин гідроксиду лужного металу. Процес розчинення, описаний у варіанті виготовлення 1, відбувається з гідроксидом літію, що утворюється під час реакції. Приклад:
Оксид літію + вода $ \ rightarrow $ гідроксид літію Li2O (s) + H2O (л, стехіометричний) $ \ rightarrow $ 2 LiOH (s) оксид літію + вода $ \ rightarrow $ гідроксид літію - розчин Li2O (s) + H2O (l, надлишок) $ \ rightarrow $ Li + (aq) + OH - (aq) + H2O (l)
Реакція лужного металу з водою
Як і у випадку з другим виробничим варіантом, кількість доданої води є визначальною для створення або найменування продукту. Приклад:
Натрій + вода $ \ rightarrow $ Гідроксид натрію + водень 2 Na (s) + 2 H2O (l) $ \ rightarrow $ 2 NaOH (s) + H2 (g)
Якщо додати надлишок води, розчиняється гідроксид натрію з варіанту виробництва 1. Залежно від використовуваного лужного металу та способу проведення експерименту, отриманий водень запалюється внаслідок теплоти реакції, що виділяється.
Важливим варіантом є технічне отримання їдкого натру в результаті реакції води з амальгамою натрію, яке отримують хлорно-лужним електролізом ртутними електродами.
Електроліз розчинів солей галогенів лужного металу
Розчин гідроксиду натрію отримують у промислових масштабах шляхом електролізу сольового розчину, пористого перегородки (діафрагми), що в значній мірі перешкоджає змішуванню сольового розчину та розчину гідроксиду натрію. Це забезпечує постійний електроліз:
2 Na + (aq) + 2 Cl - (aq) + 2 H2O (l) $ \ rightarrow $ 2 Na + (aq) + 2 OH - (aq) + Cl2 (g) + H2 (g)
Більш лужні розчини
Вапняну воду найкраще отримувати з оксиду кальцію СаО, який дешево доступний як згоріле вапно.