Zasady – budowa, właściwości, otrzymywanie

Zasady to jedna z podstawowych grup związków chemicznych.

Wzór ogólny zasad to: Mn(OH)n
(gdzie: M – metal, OH – grupa wodorotlenkowa, n - wartość metalu)

Zasady czyli wodorotlenki są związkami pierwiastków (zwykle metali) i grupy wodorotlenkowej. Używane są do wyrobu detergentów, lekarstw, papieru i tekstyliów.

Grupa wodorotlenkowa występuje w alkaliach lub zasadach i w pewnych związkach organicznych. Wiele alkalii, np. wodorotlenek sodowy, tworzą roztwory jonowe przewodzące elektryczność. Roztwory te są gorzkie w smaku i pienią się, a silne roztwory wodorotlenkowe mają właściwości żrące i mogą poparzyć skórę.

Wodorotlenek sodu (soda kaustyczna) i wodorotlenek potasu (potas żrący) są niebezpiecznymi związkami stosowanymi do neutralizacji smarów.
Rozcieńczony wodorotlenek amonowy, jest domową postacią amoniaku używaną do czyszczenia.

Wodorotlenki możemy podzielić:
1. Ze względu na stopień dysocjacji, na:
- mocne-wszystkie wodorotlenki litowców i berylowców z wyjątkiem wodorotlenku magnezu i berylu np. Ca(OH)3
- słabe-pozostałe np. Al.(OH)3

2. Ze względu na rozpuszczalność w wodzie, na:
- rozpuszczalne-wszystkie wodorotlenki litowców np. Na OH
- nierozpuszczalne-pozostałe np. Al.(OH)3

3. Ze względu na reakcje z kwasami i zasadami, na:
- zasadowe-reagują z kwasami, a nie reagują z zasadami; wszystkie wodorotlenki litowców i berylowców z wyjątkiem berylu np. KOH
- amfoteryczne-reagują zarówno z kwasami, jak i z zasadami np. AL.(OH)3

Według teorii szwedzkiego fizyko chemika Arrheniusa, wodorotlenki pod wpływem wody dysocjują, czyli rozpadają się na kationy metalu i aniony grupy wodorotlenkowej.
Kationy metalu zawsze są dodatnie, a aniony wodorotlenkowe są ujemne.
np. NaOH↔Na+OH
Ca(OH)2↔Ca2+2OH

Zasada sodowa i potasowa

Zarówno stały wodorotlenek sodu (NaOH) jak i potasu (KOH) wilgotnieją na powietrzu chłonąc m.in. parę wodną, czyli są substancjami hydroskopijnymi.

Oba wodorotlenki dobrze się rozpuszczają w wodzie z wydzieleniem znacznych ilości energii na sposób ciepła. Stężone roztwory NaOH i KOH wykazują właściwości żrące,
działają niszcząco na substancje białkowe, np. na jedwab naturalny i wełnę, powodują również bolesne oparzenia.

Stopione wodorotlenki sodu i potasu działają żrąco także na szkło, porcelanę a nawet platynę. KOH ma silniejsze właściwości żrące i zasadowe niż NaOH.

Wodorotlenek sodu potocznie nazywany sodą kaustyczną jest cennym odczynnikiem i należy do ważnych chemikaliów przemysłowych. Używa się go do wytwarzania mydła, środków piorących, produkcji papieru, tekstyliów i rafinacji ropy naftowej oraz jako odczynnik laboratoryjny.

Wodorotlenek wapnia Ca(OH)2 – biały krystaliczny proszek, słabo rozpuszczalny w wodzie, jest mocna zasadą i wywołuje groźne oparzenia skóry. Zwany jest również wapnem gaszonym i ma zastosowanie w budownictwie jako składnik zaprawy murarskiej, w stanie suchym używany do odkwaszania gleb, po zmieszaniu z wodą (mleko wapienne) do bielenia pni drzew owocowych, bielenia mieszkań. Stosowany jest również do środków odkażających i dezynfekcyjnych, oraz używany w przemyśle nawozów sztucznych.

Wodorotlenek magnezu Mg(OH)2 – wytraca się z roztworów soli magnezowych, pod działaniem wodorotlenków litowców (sodu i potasu). Jest substancją o białej barwie, słabo rozpuszczalny w wodzie. W przyrodzie związek ten występuje w postaci minerału brucytu, natomiast w medycynie jako tzw. mleko magnezjowe, w przemyśle w procesie rafinacji cukru i jest składnikiem wysokogatunkowych past do zębów.

Otrzymywanie wodorotlenków

Działając wodą na niektóre metale:
- zasada sodowa 2Na+2H2O2NaOH+H2
- zasada potasowa 2K+2H2O2KOH+H2
- zasada wapniowa Ca+2H2OCa(OH)2+H2

Działając wodą na tlenki niektórych metali
- zasada magnezu MgO+H2OMg(OH)2
- zasada potasu K2O+H2O2KOH
- zasada sodowa Na2O+H2O2NaOH

NaOH – wodorotlenki mają zawsze grupę OH, która jako całość jest I wartościowa.

Dysocjacja elektrolityczna zasad

Zasady, tak jak kwasy, przewodzą prąd elektryczny.
Należą, więc do elektrolitów, a w roztworach wodnych dysocjują na jony.
NaOHNa+ +OH-
Zasada sodowa pod wpływem wody dysocjuje na jednodatni kation sodowy Na+ oraz jednoujemny anion wodorotlenkowy OH-

Ogólny wzór dysocjacji elektrolitycznej zasad:
M(OH)nMn+ +nOH-

Podsumowując - wodorotlenki to szeroka grupa związków chemicznych zbudowanych z metalu i grupy wodorotlenkowej. Mają postać krystalicznych ciał stałych i prawie wszystkie są silnie żrące. Należy więc zachować szczególna ostrożność w ich używaniu.

Ponadto wodorotlenki są substancjami hydroskopijnymi. Znalazły szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu np. w przemyśle chemicznym czy kosmetycznym