Просмотр кода страницы Щёлочи

{{перенаправление|Каустик|Каустик (значения)|о других значениях}}
'''Щёлочи''' (в рус. языке от слова «щёлок»; производное от того же корня, что и [[Древнеисландский язык|др.-исл.]] {{lang-non2|skola}} «[[Стирка|стирать]]»<ref>[http://www.endic.ru/fasmer/Schelok-16757.html Щёлок] {{Wayback|url=http://www.endic.ru/fasmer/Schelok-16757.html |date=20171209044429 }} // [[Словарь Фасмера]]</ref>) — гидроксиды [[Щелочные металлы|щелочных]], [[Щёлочноземельные металлы|щелочноземельных металлов]] (кроме обладающего слабыми основными свойствами гидроксида магния, [[Амфотерный гидроксид|амфотерных гидроксидов]] [[Гидроксид бериллия|бериллия]] и [[Гидроксид цинка|цинка]] – они практически нерастворимы в [[Вода|воде]]), [[Таллий|таллия]] ([[гидроксид таллия(I)]] — является щелочью, несмотря на то что таллий это [[Постпереходные металлы|постпереходный металл]], но [[гидроксид таллия(III)]] уже не является щелочью — это слабое основание, не растворимое в воде) и [[Европий|европия]] ([[Гидроксид европия(II)|гидроксид европия (ІІ)]]). К щелочам относятся хорошо растворимые в воде [[Основание (химия)|основания]] и [[гидроксид кальция]] (малорастворимое основание). При [[электролитическая диссоциация|электролитической диссоциации]] щёлочи образуют [[Гидроксид-ион|анионы OH<sup>−</sup>]] и катион металла.

К щелочам относятся [[гидроксиды]] [[Щелочные металлы|металлов подгрупп IA]] и [[Щёлочноземельные металлы|IIA]] (начиная с [[кальций|кальция]]) [[Периодическая система элементов|периодической системы химических элементов]], например [[гидроксид натрия|NaOH]] (едкий натр), [[гидроксид калия|KOH]] (едкое кали), [[гидроксид бария|Ba(OH)<sub>2</sub>]] (едкий барий). В качестве исключений к щелочам относят гидроксид одновалентного таллия [[Гидроксид таллия(I)|TlOH]], который хорошо растворим в воде и является сильным основанием и [[гидроксид европия(II)]] Eu(OH)<sub>2</sub>. «''Едкие щёлочи''» — [[Тривиальные названия неорганических соединений|тривиальное название]] гидроксидов металлов ІА и ІІА (начиная с кальция) группы. Название обусловлено свойством разъедать кожу и слизистые оболочки (вызывая сильные химические ожоги), бумагу и другие органические вещества. 

Из-за очень большой химической активности щелочных металлов едкие щёлочи долгое время не удавалось разложить и потому они считались [[Простые вещества|простыми веществами]]. Одним из первых предположение о сложном составе едких щелочей высказал [[Лавуазье]]. Основываясь на своей теории о том, что все простые вещества могут [[окисление|окисляться]], Лавуазье решил, что едкие щёлочи — это уже окисленные сложные вещества. Однако подтвердить это удалось лишь [[Дэви, Гемфри|Дэви]] в начале XIX века после применения им [[Электрохимия|электрохимии]]<ref>А. С. Арсеньев. [https://books.google.com/books?id=__P8AgAAQBAJ&pg=PA332 Анализ развивающегося понятия]. {{М}}, «Наука», 1067. С. 332.</ref>.

== Физические свойства ==
Гидроксиды щелочных металлов ([[едкие щёлочи]]) представляют собой твёрдые, белые (кроме [[Гидроксид цезия|гидроксида цезия]] — он выглядит грязно-бежевым), очень [[гигроскопичность|гигроскопичные]] вещества. Щёлочи — это сильные [[Основание (химия)|основания]], очень хорошо растворимые в [[Вода|воде]] (и малорастворимый [[гидроксид кальция]]), причём реакция сопровождается значительным [[Экзотермические реакции|тепловыделением]], из-за которого вода в растворе может даже [[Кипение|закипеть]], что очень опасно. Сила основания и растворимость в воде возрастает с увеличением радиуса катиона в каждой группе периодической системы. Самые сильные щёлочи — [[гидроксид цезия]] (поскольку из-за очень малого периода полураспада гидроксид франция не получен в макроскопических количествах) в группе IА и [[гидроксид радия]] в группе IIА.
Кроме того, едкие щёлочи растворимы в [[этанол]]е и [[метанол]]е.

== Химические свойства ==
Щёлочи проявляют осно́вные свойства. В твёрдом состоянии все щёлочи поглощают [[Вода|H<sub>2</sub>O]] и [[Углекислый газ|CO<sub>2</sub>]] (поглощение возможно и в растворённом состоянии) из воздуха, постепенно превращаясь в [[карбонаты]] (при поглощении СО<sub>2</sub>). Щёлочи широко применяются в промышленности: гидроксиды натрия и калия – в мыловарении, гидроксид кальция – в строительстве.

=== Качественные реакции на щёлочи ===
Водные растворы щелочей изменяют окраску [[Индикатор (химия)|индикаторов]].

{| class="wikitable" BORDER="1" CELLSPACING=0 WIDTH=100% cellpadding=1
!Индикатор<br>и номер перехода
!х<ref>*Столбец «х» — характер индикатора: К—кислота, О—основание.</ref>
!Интервал pH<br>и номер перехода
! colspan="2" |Цвет<br>щелочной формы
|-
|[[Метиловый фиолетовый]]
|
|0,13-0,5 [I]
|bgcolor="#90EE90" WIDTH="3%"|
|зелёный
|-
|[[Крезоловый красный]] [I]
|
|0,2-1,8 [I]
|bgcolor="#FFFF00"|
|жёлтый
|-
|[[Метиловый фиолетовый]] [II]
|
|1,0-1,5 [II]
|bgcolor="#0000FF"|
|синий
|-
|[[Тимоловый синий]] [I]
|К
|1,2-2,8 [I]
|bgcolor="#FFFF00"|
|жёлтый
|-
|[[Тропеолин 00]]
|О
|1,3-3,2
|bgcolor="#FFFF00"|
|жёлтый
|-
|[[Метиловый фиолетовый]] [III]
|
|2,0-3,0 [III]
|bgcolor="#EE82EE "|
|фиолетовый
|-
|[[(Ди)метиловый жёлтый]]
|О
|3,0-4,0
|bgcolor="#FFFF00"|
|жёлтый
|-
|[[Бромфеноловый синий]]
|К
|3,0-4,6
|bgcolor="#0000FF"|
|сине-фиолетовый
|-
|[[Конго красный]]
|
|3,0-5,2
|bgcolor="#0000FF"|
|синий
|-
|[[Метиловый оранжевый]]
|О
|3,1-(4,0)4,4
|bgcolor="#FFCC00"|
|(оранжево-)жёлтый
|-
|[[Бромкрезоловый зелёный]]
|К
|3,8-5,4
<td bgcolor="#0000FF">
|синий
|-
|[[Бромкрезоловый синий]]
|
|3,8-5,4
|bgcolor="#0000FF"|
|синий
|-
|[[Лакмоид]]
|К
|4,0-6,4
|bgcolor="#0000FF"|
|синий
|-
|[[Метиловый красный]]
|О
|4,2(4,4)-6,2(6,3)
|bgcolor="#FFFF00"|
|жёлтый
|-
|[[Хлорфеноловый красный]]
|К
|5,0-6,6
|bgcolor="#FF0000"|
|красный
|-
|[[Лакмус]] (азолитмин)
|
|5,0-8,0 (4,5-8,3)
|bgcolor="#0000FF"|
|синий
|-
|[[Бромкрезоловый пурпурный]]
|К
|5,2-6,8(6,7)
|bgcolor="#FF0000"|
|ярко-красный
|-
|[[Бромтимоловый синий]]
|К
|6,0-7,6
|bgcolor="#0000FF"|
|синий
|-
|[[Нейтральный красный]]
|О
|6,8-8,0
|bgcolor="#FFFF00"|
|янтарно-жёлтый
|-
|[[Феноловый красный]]
|О
|6,8-(8,0)8,4
|bgcolor="#FF0000"|
|ярко-красный
|-
|[[Крезоловый красный]] [II]
|К
|7,0(7,2)-8,8 [II]
|bgcolor="#8B0000"|
|тёмно-красный
|-
|[[&alpha;-Нафтолфталеин]]
|К
|7,3-8,7
|bgcolor="#0000FF"|
|синий
|-
|[[Тимоловый синий]] [II]
|К
|8,0-9,6 [II]
|bgcolor="#0000FF"|
|синий
|-
|[[Фенолфталеин]]<ref>[[Фенолфталеин]] в сильно щелочной среде обесцвечивается. В среде концентрированной серной кислоты также он даёт красную окраску, обусловленную строением катиона фенолфталеина, хотя и не такую интенсивную. Эти малоизвестные факты могут привести к ошибкам при определении реакции среды.</ref> [I]
|К
|8,2-10,0 [I]
|bgcolor="#FF0066"|
|малиново-красный
|-
|[[Тимолфталеин]]
|К
|9,3(9,4)-10,5(10,6)
|bgcolor="#0000FF"|
|синий
|-
|[[Ализариновый жёлтый ЖЖ]]
|К
|10,1-12,0
|bgcolor="#CC6600"|
|коричнево-жёлтый
|-
|[[Нильский голубой]]
|
|10,1-11,1
|bgcolor="#FF0000"|
|красный
|-
|[[Диазофиолетовый]]
|
|10,1-12,0
|bgcolor="#EE82EE"|
|фиолетовый
|-
|[[Индигокармин]]
|
|11,6-14,0
|bgcolor="#FFFF00"|
|жёлтый
|-
|[[Epsilon Blue]]
|
|11,6-13,0
|bgcolor="#990099"|
|тёмно-фиолетовый
|}
<!--

требуют проверки перед введением в таблицу:
|[[Methyl violet]]
|align=center bgcolor="#FFFF00"|yel
|align=center bgcolor=white|0.0-1.6
|align=center bgcolor=#B516E9|blu-vi
|-|
|[[Eosin Yellow]]
|align=center bgcolor="#FF0000"|red
|align=center bgcolor=white|0.0-3.0
|align=center bgcolor=#00ff00|br grn
|-
|[[Malachite green]]
|align=center bgcolor=green|grn
|align=center bgcolor=white|0.2-1.8
|align=center bgcolor=#00cccc|bl-gr
|-
|[[Methyl yellow]] (in ethanol)
|align=center bgcolor="#FF0000"|red
|align=center bgcolor=white|2.9-4.0
|align=center bgcolor="#FFFF00"|yel
|-
|[[Methyl orange]] in xylene cyanole solution
|align=center bgcolor=#800080|purp
|align=center bgcolor=white|3.2-4.2
|align=center bgcolor=#00CD00|l grn
|-
|[[Bromophenol Red]]
|align=center bgcolor=#FFA824|or-yel
|align=center bgcolor=white|5.2-6.8
|align=center bgcolor=#800080|purp
|-
|[[Phenol red]]
|align=center bgcolor="#FFFF00"|yel
|align=center bgcolor=white|6.6-8.0
|align=center bgcolor="#FF0000"|red
|-
|[[Neutral red]]
|align=center bgcolor=#B452CD|l purp
|align=center bgcolor=white|6.8-8.0
|align=center bgcolor=#FFCC11|yel-or
|-
|[[Naphtholphthalein]]
|align=center bgcolor=#8B4513|brown
|align=center bgcolor=white|7.1-8.3
|align=center bgcolor=#03A89E|teal
|-
|[[Alkali Blue]]
|align=center bgcolor="#EE82EE "|viol
|align=center bgcolor=white|9.4-14.0
|align=center bgcolor=pink|pink
|-
|[[Alizarin Yellow R]]
|align=center bgcolor="#FFFF00"|yell
|align=center bgcolor=white|10.1-12.0
|align=center bgcolor=#cdad00|brown-yel
Hence a pH indicator is a [[chemical]] detector for [[hydronium]] ions (H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>) (or Hydrogen ions (H<sup>+</sup>) in the [[Acid-base reaction theories|Arrhenius model]]). Normally, the indicator causes the [[color]] of the solution to change depending on the pH.
pH indicators themselves are frequently weak acids or bases. When introduced into a solution, they may bind to H<sup>+</sup> ([[Hydrogen]] ion) or OH<sup>-</sup> ([[hydroxide]]) ions. The different [[electron configuration]]s of the bound indicator causes the indicator’s color to change.
-->

=== Взаимодействие с кислотами ===
[[Файл:Neutralization reaction between sodium hydroxide and hydrochloric acid.jpg|thumb|200px|Реакция нейтрализации между [[гидроксид натрия|гидроксидом натрия]] и [[соляная кислота|соляной кислотой]]. Индикаторный агент [[бромтимоловый синий]].]]
Щёлочи, как основания, взаимодействуют с [[кислота]]ми с образованием [[соли]] и [[Вода|воды]] ([[реакция нейтрализации]]). Это одно из самых важных химических свойств щелочей. 

Щёлочь + Кислота → Соль + Вода

: <math>\mathsf{NaOH + HCl \longrightarrow NaCl + H_2O}</math>;

: <math>\mathsf{NaOH + HNO_3 \longrightarrow NaNO_3 + H_2O}</math>.

=== Взаимодействие с кислотными оксидами ===
Щёлочи взаимодействуют с [[Кислотные оксиды|кислотными оксидами]] с образованием соли и воды:

Щёлочь + Кислотный оксид → Соль + Вода

: <math>\mathsf{Ca(OH)_2 + CO_2 \longrightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O}</math>;

=== Взаимодействие с амфотерными оксидами ===
: <math>\mathsf{2KOH + ZnO \xrightarrow{t^oC} K_2ZnO_2 + H_2O}</math>.

=== Взаимодействие с металлами, проявляющими амфотерные свойства ===
Растворы щелочей взаимодействуют с [[Переходные металлы|металлами]], которые образуют [[амфотерные оксиды]] и [[Амфотерные гидроксиды|гидроксиды]] (<math>\mathsf {Zn, Al}</math> и др). Уравнения этих реакций при сплавлении можно изобразить следующим образом:
: <math>\mathsf{Zn + 2NaOH \longrightarrow Na_2ZnO_2 + H_2 \uparrow}</math>;

: <math>\mathsf{2Al + 2KOH + 2H_2O \longrightarrow 2KAlO_2 + 3H_2 \uparrow}</math>.

В ходе этих реакций в растворах образуются гидроксокомплексы (продукты [[Гидратация|гидратации]] указанных выше солей):

: <math>\mathsf{Zn + 2NaOH + 2H_2O \longrightarrow Na_2[Zn(OH)_4] + H_2 \uparrow}</math>;

: <math>\mathsf{2Al + 2KOH + 6H_2O \longrightarrow 2K[Al(OH)_4] + 3H_2 \uparrow}</math>;

=== Взаимодействие с растворами солей ===
Растворы щелочей взаимодействуют с [[соли|растворами солей]], если образуется нерастворимый гидроксид или нерастворимая соль:

Раствор щёлочи + Раствор соли → Новый гидроксид + Новая соль

: <math>\mathsf{2NaOH + CuSO_4 \longrightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4}</math>;
: <math>\mathsf{Ba(OH)_2 + Na_2SO_4 \longrightarrow 2NaOH + BaSO_4 \downarrow}</math>;

== Получение ==
Растворимые основания получают различными способами.

=== Электролиз растворов солей щелочных/щёлочноземельных металлов ===
Путём [[электролиз]]а [[хлориды|хлоридов]] и [[Бромиды|бромидов]] щелочных металлов: 

: <math>\mathsf{2NaCl + 2H_2O \longrightarrow 2NaOH + Cl_2 + H_2}</math>;

Реакцию нужно проводить под вытяжкой, так как выделяющийся хлор очень вреден для здоровья.

'''Реакция воды с Щелочными/Щёлочноземельными  металлами'''

Реакцией воды с металлами IA группы и IIA группы, можно получить гидроксид и водород, который может самовоспламениться из-за высоких температур реакции:

: <math>\mathsf{2Na + 2H_2O = 2NaOH + H_2}</math>;

'''Реакция воды с оксидами и пероксидами Щелочных/Щёлочноземельных металлов'''

Реакцией оксидов и пероксидов щелочных и щёлочноземельных металлов с водой, можно получить основания, в случае пероксидов продукты зависят от нагрева:

: <math>\mathsf{Na_2O_2 + 2H_2O = 2NaOH + H_2O_2}</math>;

: <math>\mathsf{2Na_2O_2 + 2H_2O = 4NaOH + O_2}</math>(t°);

: <math>\mathsf{CaO + H_2O = Ca(OH)_2}</math>;

'''Взаимодействие щелочей с солями Щелочных/Щёлочноземельных металлов'''  в результате реакции щелочей с растворимыми солями образуется новая соль (Для удачного исхода реакции, конечным продуктом должна быть именно нерастворимая соль иначе мы получим лишь раствор свободных ионов) и щелочь.

: <math>\mathsf{3LiOH + K_3PO_4 = Li_3PO_4 + 3KOH}</math>;

'''Реакция соли Щёлочноземельного металла, подвергаемого гидролизу'''

При реакции солей щелочных/щёлочноземельных металлов (подвергаемых гидролизу), образуется щёлочь и соответствующая аниону кислота:

: <math>\mathsf{SrS + H_2O = Sr(OH)_2 + H_2S}</math>(t°);

== Применение ==
Щёлочи широко применяются в различных производствах и медицине; также для дезинфекции прудов в рыбоводстве и как удобрение, в качестве электролита для щелочных аккумуляторов. В мыле и чистящих средствах также есть щелочь.

== В почвоведении ==
Слабощелочная почва в почвоведении — это почва, [[водородный показатель]] которой выше 7,3. Большинство растений предпочитает слабокислые почвы (с [[pH]] от 6,0 до 6,8)<ref>{{Книга|автор=|заглавие={{не переведено 5|Chambers's Encyclopaedia}}|ответственный=|издание=|место=|издательство=|год=1888|страницы=|страниц=|isbn=|isbn2=}}</ref>. [[Кочанная капуста]] предпочитает щелочные почвы, и это может помешать другим растениям.

== Примечания ==
{{Навигация|Тема=Щёлочи|Викицитатник=Щёлочь|Викисловарь=щёлочь|Викисклад=Category:Hydroxides|Викитека=ЭСБЕ/Щелочи}}
{{примечания}}

== Литература ==
* {{ВТ-ЭСБЕ|Щёлочи|[[Колотов, Сергей Сильвестрович|Колотов С. С.]]}}
* {{Из КНЭ|2|231|Едкие щёлочи}}

{{КНЭ}}

[[Категория:Щёлочи|*]]