Wodorotlenki - czym są, właściwości i zastosowanie

Co to są wodorotlenki?
Wodorotlenki są to związki chemiczne, które w wodzie dysocjują z utworzeniem jonów wodorotlenkowych OH-, np. KOH K+ + OH-, uwalnianie jonów OH- decyduje o ich charakterze zasadowym. Wodorotlenki reagują z kwasami tworząc sole. Niektóre wodorotlenki wykazują charakter amfoteryczny, to znaczy reagują zarówno z kwasami, jak i zasadami, np. wodorotlenek glinu Al(OH)3:2Al(OH)3 + 3H 2SO4 = Al2(SO4)3 + 6H2O Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4].
Wodorotlenki są na ogół ciałami stałymi. Wodorotlenki litowców i berylowców (z wyjątkiem wodorotlenków berylu i magnezu) łatwo rozpuszczają się w wodzie. Wodne roztwory wodorotlenków barwią indykatory na niebiesko. Niektóre z nich można otrzymać w reakcji tlenków metali z wodą, np. Na2O + H2O = 2NaOH. Wodorotlenki litowców i berylowców są stosowane w syntezach oraz do zobojętniania kwasów.

Wodorotlenki potasu, sodu, wapnia i magnezu.

Na lekcjach chemii poznaliśmy i omówiliśmy następujące wodorotlenki:

WODOROTLENEK POTASU, tzw. potaż żrący, KOH.
Właściwości fizyczne:
- związek nieorganiczny,
- biała masa krystaliczna,
- silnie higroskopijna,
- rozpuszcza w wodzie (z wydzieleniem dużej ilości ciepła) oraz alkoholu etylowym,
- Gęstość: 2,044 g/cm3.

Roztwór wodny wodorotlenku potsu (tzw. ług potasowy) jest zasadą o właściwościach podobnych do właściwości roztworu wodorotlenku sodu. Jest otrzymywany przez elektrolizę roztworu chlorku potasu.
Stosuje się go rzadko, m.in. do wyrobu mydeł, jako środek suszący, bielący oraz jako odczynnik w analizie chemicznej i syntezach organicznych.

WODOROTLENEK SODU, tzw. soda żrąca, soda kaustyczna, NaOH.
- związek nieorganiczny,
- temp. topnienia 328oC,
- temperatura wrzenia1390oC,
- biała substancja krystaliczna,
- Gęstość: 2,13g/ cm3,
- silnie higroskopijna,
- łatwo rozpuszcza się w wodzie z wydzieleniem znacznej ilości ciepła;
- roztwór wodny wodorotlenku sodu (tzw. ług sodowy ) jest b. mocną zasadą; niszczy substancje organiczne oraz działa żrąco na skórę.

Na skalę przemysłową jest otrzymywany przez elektrolizę wodnego roztworu chlorku sodu oraz (obecnie rzadko) metodą tzw. kaustyfikacji sody — z wodorotlenku wapnia (wapno gaszone) i węglanu sodu; laboratoryjnie wodorotlenek sodu otrzymuje się przez działanie sodu metalicznego na wodę.
Stosowany m.in. do produkcji mydła i innych środków piorących, sodu i jego związków, jedwabiu sztucznego, celulozy, papieru, barwników, szkła wodnego, do merceryzacji bawełny, do rafinacji ropy naft., olejów i tłuszczów, do regeneracji kauczuku oraz jako odczynnik chemiczny. W postaci roztworu wodnego ( 10-30% ) jest składnikiem różnych płynów czyszczących i wybielaczy (np.:Domestosu,Harpica, Cloroxu, i.t.p).

WODOROTLENEK WAPNIA, wapno gaszone, Ca(OH) 2.
Właściwości fizyczne:
- związek nieorganiczny,
- biała substancja krystaliczna,
- Gęstość: 2,24g/cm3,
- źle rozpuszcza się w wodzie (wodna zawiesina wodorotlenku wapnia to tzw. mleko wapienne, a klarowny, nasycony roztwór jest zw. wodą wapienną).

Wodorotlenek wapnia otrzymuje się działając wodą na wapno palone CaO + H2O = Ca(OH)2 (tzw. gaszenie wapna, zachodzące z wydzieleniem znacznej ilości ciepła); stosując niewielką ilość wody otrzymuje się suchy proszek wodorotlenku wapnia (tzw. wapno hydratyzowane).
Używany jako tania, mocna zasada, do wyrobu zaprawy murarskiej (podczas tężenia zaprawy murarskiej zachodzi reakcja: Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O), do produkcji sody, wodorotlenków sodowego i potasowego, in. związków wapnia oraz jako środek bakteriobójczy.

WODOROTLENEK MAGNEZU, Mg(OH)2.
Właściwości fizyczne:
- substancja stała,
- pylista,
- barwa biała,
- Gęstość: 2,36g/ cm3.

Nie jest substancją żrącą i dlatego stosuje się go w niektórych preparatach, które muszą mieć środowisko zasadowe. Wchodzi w skład wysokogatunkowej pasty do zębów. Ma także duże zastosowanie.

Inne wodorotlenki
WODOROTLENKI GLINU, związki nieorganiczne o ogólnym wzorze Al2O3 · nH2O, amfoteryczne. Znane są 4 odmiany krystaliczne — 2 spośród nich: hydrargilit (gibbsyt), występujący w przyrodzie jako minerał, i bajeryt, otrzymywany sztucznie, odpowiadają wzorowi Al2O3·3H2O (Al(OH)3), 2 pozostałe natomiast wzorowi Al2O3 · H 2O — są to minerały diaspor (HAlO2) i bemit (AlO(OH)). Wszystkie minerały występują w boksycie (w największych ilościach — bemit). Podczas działania zasad na roztwory soli glinu wytrąca się bezpostaciowy osad — żel, o zmiennej zawartości wody. Jest on stosowany w produkcji papieru, mydła, kosmetyków, w lecznictwie. Ogrzewanie wodorotlenku glinu prowadzi do tlenku glinu. Gęstość: 2,42 - 2,52 g/ cm3.

WODOROTLENEK KOBALTU (II), Co(OH)2.
Właściwości fizyczne:
- różowo – czerwony proszek,
- słabo rozpuszczalny w wodzie,
Znajduje on zastosowanie w przemyśle farb i lakierów, katalizatorów oraz otrzymywania innych związków kobaltu.

WODOROTLENEK NIKLU, Ni(OH)2.
Właściwości fizyczne:
- krystaliczna postać,
- zielona barwa,
- słabo rozpuszczalny w wodzie,
- rozpuszczalny w kwasach i roztworze amoniaku.

Stosuje się go do produkcji akumulatorów oraz do produkcji innych związków niklu.

WODOROTLENEK BARU, najczęściej występuje jako oktahydrat Ba(OH)2 * 8H2O.
Właściwości fizyczne:
- białe ciało stałe trudno,
- rozpuszczalne w wodzie,
- krystalizuje się w układzie jednoskośnym,
- gęstość: 2.18 g/cm3,
- temp. topnienia: 78ºC.

Można go otrzymać poprzez dodanie wody do tlenku baru lub przez działanie wodorotlenku sodu na rozpuszczalne związki baru. Stosowany jest jako słaba zasada w analizie objętościowej.

WODOROTLENEK BERYLU, Be(OH)2.
Właściwości fizyczne:
- biała substancja o postaci krystalicznej.

Otrzymuje się go podczas wytrącania soli berylowych po dodaniu zasady. Jest amfoteryczny i rozpuszcza się w nadmiarze zasady tworząc berylany.