مواد قلیایی

لیمو، منیزیم ، عملاً در آب نامحلول هستند ) و تالیم ( هیدروکسید تالیم (I)  یک قلیایی است، با وجود این واقعیت که تالیم پس از انتقال است. فلز ، اما هیدروکسید تالیم (III) دیگر قلیایی نیست – این یک باز ضعیف است که در آب نامحلول است). قلیاها شامل بازهایی هستند که در آب بسیار محلول هستند . در طی تفکیک الکترولیتی ، قلیایی ها آنیون های OH- و یک کاتیون فلزی تشکیل ^می دهند .  

قلیایی ها شامل هیدروکسیدهای فلزی زیرگروه های IA و IIA (با کلسیم شروع می شوند ) سیستم تناوبی عناصر شیمیایی ، به عنوان مثال NaOH (سودا سوز آور)، KOH (پتاسیم سوزآور)، Ba(OH) ₂ (باریم سوزاننده). به عنوان استثناء، قلیایی ها شامل هیدروکسید تالیم تک ظرفیتی TlOH ، که بسیار محلول در آب است و یک باز قوی است، و هیدروکسید یوروپیوم (II) Eu(OH) _{2 می} باشد . ” قلیاهای سوزاننده ” نام بی اهمیت هیدروکسیدهای لیتیوم LiOH ، سدیم NaOH ، پتاسیم KOH ، روبیدیم RbOH و سزیم CsOH است . نام قلیایی سوزاننده به دلیل توانایی آن در خوردگی پوست و غشاهای مخاطی (باعث سوختگی شدید شیمیایی )، کاغذ و سایر مواد آلی است.

به دلیل فعالیت شیمیایی بسیار بالای فلزات قلیایی، قلیاهای سوزاننده برای مدت طولانی قابل تجزیه نبودند و به همین دلیل آنها را مواد ساده ای می دانستند . Lavoisier یکی از اولین کسانی بود که ترکیب پیچیده قلیاهای سوزاننده را پیشنهاد کرد . بر اساس نظریه خود مبنی بر اینکه همه مواد ساده می توانند اکسید شوند ، لاووازیه تصمیم گرفت که قلیایی های سوزاننده از قبل مواد پیچیده اکسید شده هستند. با این حال، تنها دیوی توانست این را در آغاز قرن نوزدهم پس از استفاده از الکتروشیمی تایید کند.

هیدروکسیدهای فلزات قلیایی ( قلیاهای سوزاننده ) جامد، سفید (به جز هیدروکسید سزیم  – بژ کثیف به نظر می رسد)، مواد بسیار مرطوب کننده هستند. قلیاها بازهای قوی هستند که در آب بسیار محلول هستند و واکنش با تولید گرمای قابل توجهی همراه است و آب موجود در محلول حتی می تواند بجوشد که بسیار خطرناک است. استحکام پایه و حلالیت در آب با افزایش شعاع کاتیون در هر گروه از جدول تناوبی افزایش می یابد. قوی ترین قلیایی ها هیدروکسید سزیم (از آنجایی که به دلیل نیمه عمر بسیار کوتاه، هیدروکسید فرانسیم در مقادیر ماکروسکوپی به دست نمی آید) در گروه Ia و هیدروکسید رادیوم در گروه IIa هستند. علاوه بر این، قلیاهای سوزاننده در اتانول و متانول محلول هستند .

قلیاها خواص اساسی از خود نشان می دهند. در حالت جامد، همه قلیاها H ₂ O و همچنین CO ₂ (همچنین در محلول) را از هوا جذب می کنند و به تدریج به کربنات تبدیل می شوند . قلیاها به طور گسترده در صنعت استفاده می شوند.

محلول های آبی قلیاها رنگ نشانگرها را تغییر می دهند .

نشانگر و شماره انتقال	x [3]	فاصله pH و عدد انتقال	رنگ فرم قلیایی
متیل ویولت		0.13-0.5 [I]		سبز
کرزول قرمز [I]		0.2-1.8 [I]		رنگ زرد
متیل ویولت [II]		1.0-1.5 [II]		آبی
تیمول آبی [I]	به	1.2-2.8 [I]		رنگ زرد
تروپئولین 00	در باره	1.3-3.2		رنگ زرد
متیل ویولت [III]		2.0-3.0 [III]		بنفش
(دی) متیل زرد	در باره	3.0-4.0		رنگ زرد
بروموفنول آبی	به	3.0-4.6		آبی-بنفش
قرمز کنگو		3.0-5.2		آبی
متیل اورنج	در باره	3.1-(4.0)4.4		(نارنجی-) زرد
بروموکرزول سبز	به	3.8-5.4		آبی
بروموکرزول آبی		3.8-5.4		آبی
لاکموئید	به	4.0-6.4		آبی
متیل رد	در باره	4.2 (4.4) -6.2 (6.3)		رنگ زرد
کلروفنل قرمز	به	5.0-6.6		قرمز
تورنسل (آزولیتمین)		5.0-8.0 (4.5-8.3)		آبی
بروموکرزول بنفش	به	5.2-6.8 (6.7)		قرمز روشن
بروموتیمول آبی	به	6.0-7.6		آبی
قرمز خنثی	در باره	6.8-8.0		زرد کهربایی
فنل قرمز	در باره	6.8-(8.0)8.4		قرمز روشن
کرزول قرمز [II]	به	7.0 (7.2)-8.8 [II]		قرمز تیره
α-نفتولفتالئین	به	7.3-8.7		آبی
تیمول آبی [II]	به	8.0-9.6 [II]		آبی
فنل فتالئین [4] [I]	به	8.2-10.0 [I]		قرمز تمشکی
تیمولفتالئین	به	9.3 (9.4) -10.5 (10.6)		آبی
آلیزارین زرد ال جی	به	10.1-12.0		قهوه ای-زرد
آبی نیل		10.1-11.1		قرمز
دیازو بنفش		10.1-12.0		بنفش
کارمین نیل		11.6-14.0		رنگ زرد
اپسیلون آبی		11.6-13.0		بنفش تیره

قلیاها به عنوان باز با اسیدها واکنش داده و نمک و آب تشکیل می دهند ( واکنش خنثی سازی ). این یکی از مهمترین خواص شیمیایی قلیاها است.

قلیایی + اسید → نمک + آب

نآ𝑂اچ+اچسیل⟶نآسیل+اچ2𝑂;

نآ𝑂اچ+اچن𝑂3⟶نآن𝑂3+اچ2𝑂.

قلیاها با اکسیدهای اسیدی واکنش داده و نمک و آب تشکیل می دهند:

قلیایی + اکسید اسید → نمک + آب

سیآ(𝑂اچ)2+سی𝑂2⟶سیآسی𝑂3↓+اچ2𝑂;

2ک𝑂اچ+ز𝑛𝑂→تی𝑜سیک2ز𝑛𝑂2+اچ2𝑂.

محلول های قلیایی با فلزات واکنش می دهند که اکسیدهای آمفوتریک و هیدروکسیدها را تشکیل می دهند .ز𝑛،آلو غیره). معادلات این واکنش ها را می توان به صورت ساده به صورت زیر نوشت:

ز𝑛+2نآ𝑂اچ⟶نآ2ز𝑛𝑂2+اچ2↑;

2آل+2ک𝑂اچ+2اچ2𝑂⟶2کآل𝑂2+3اچ2↑.

در حقیقت، در طی این واکنش ها، کمپلکس های هیدروکسی ( محصولات هیدراتاسیون نمک های فوق) در محلول ها تشکیل می شوند:

ز𝑛+2نآ𝑂اچ+2اچ2𝑂⟶نآ2[ز𝑛(𝑂اچ)4]+اچ2↑;

2آل+2ک𝑂اچ+6اچ2𝑂⟶2ک[آل(𝑂اچ)4]+3اچ2↑;

محلول‌های قلیایی با محلول‌های نمکی واکنش نشان می‌دهند اگر یک پایه نامحلول یا نمک نامحلول تشکیل شود:

محلول قلیایی + محلول نمک → پایه جدید + نمک جدید

2نآ𝑂اچ+سیتواس𝑂4⟶سیتو(𝑂اچ)2↓+نآ2اس𝑂4;

بآ(𝑂اچ)2+نآ2اس𝑂4⟶2نآ𝑂اچ+بآاس𝑂4↓;

پایه های محلول به روش های مختلفی تهیه می شوند.

با الکترولیز کلریدهای فلز قلیایی

2NaCl + 2H2O = 2NaOH + Cl2 + H2

واکنش باید زیر یک هود انجام شود، زیرا کلر آزاد شده برای سلامتی بسیار مضر است.

واکنش آب با فلزات قلیایی/قلیایی خاکی

با واکنش آب با فلزات گروه IA و گروه IIA می توان هیدروکسید و هیدروژن به دست آورد که به دلیل دمای بالای واکنش می تواند خود به خود مشتعل شود.

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

واکنش آب با اکسیدها و پراکسیدهای فلزات قلیایی/قلیایی خاکی

واکنش اکسیدها و پراکسیدهای فلزات با آب می تواند باز تولید کند

Na2O2 + 2H2O = 2NaOH + H2O2

2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 (t°)

CaO + H2O = Ca(OH)2

برهمکنش قلیاها با نمک های محلول برای تشکیل یک قلیایی دیگر و یک نمک نامحلول

هنگامی که قلیایی ها با نمک های محلول واکنش می دهند، نمک جدیدی تشکیل می شود (برای نتیجه موفقیت آمیز واکنش، محصول نهایی باید یک نمک نامحلول باشد، در غیر این صورت فقط محلولی از یون های آزاد به دست می آوریم) و یک قلیایی.

3LiOH + K3PO4 = Li3PO4 + 3KOH

واکنش یک نمک فلز قلیایی خاکی که تحت هیدرولیز قرار می گیرد.

هنگام واکنش با نمک های فلزات قلیایی که آماده واکنش با آب هستند (این را می توانید از جدول حلالیت دریابید)، یک قلیایی و یک اسید تشکیل می شود (بسته به آنیون اسیدی)

SrS + H2O = Sr(OH)2 + H2S (t°)