Hydroxidy

Vklady hydroxidu kovů: železo (III), měď (II), kobalt (II) a hydroxid cínatý

Hydroxidy jsou látky podobné solím, které obsahují hydroxidové ionty ([OH] ^- ) jako negativní stavební bloky mřížky ( anionty ). Rozpustné hydroxidy, jako je hydroxid sodný a hydroxid draselný, tvoří silně alkalické roztoky (louhy) s vodou , které jsou známé jako hydroxid sodný a hydroxid draselný . Méně rozpustné hydroxidy, např. B. hydroxid barnatý a hydroxid vápenatý tvoří s vodou slabě alkalické suspenze . Nasycené roztoky se nazývají barytová voda a vápenná voda . Když tyto dvě látky přijdou do styku s oxidem uhličitým , zakalí se. V chemické laboratoři se hydroxidy kovů obvykle vyrábějí přidáním roztoku hydroxidu sodného nebo draselného do solných roztoků a následným odfiltrováním sraženin, jejich promytím a sušením na vzduchu. V některých případech se po srážení netvoří čisté hydroxidy, ale spíše oxidové hydroxidy, jako je hydroxid železitý (III) .

Reakční rovnice

${\ displaystyle \ mathrm {oxid kovu + voda \ longrightarrow hydroxid kovu}}$

Příklad:

${\ displaystyle \ mathrm {Na_ {2} O + H_ {2} O \ longrightarrow 2 \ NaOH}}$

Oxid sodný a voda reagují za vzniku hydroxidu sodného .

${\ displaystyle \ mathrm {CaO + H_ {2} O \ longrightarrow Ca (OH) _ {2}}}$

Oxid vápenatý a voda reagují za vzniku hydroxidu vápenatého .

Struktura vodných roztoků hydroxidů

Ve vodném roztoku je hydroxidový iont obvykle obklopen čtyřmi až pěti molekulami vody . Čtyři molekuly vody jsou uspořádány kolem atomu kyslíku OH ^- takovým způsobem , že každý z nich může tvořit vodíkovou vazbu k němu (tj. Ukazují na OH ^- s jedním ze svých atomů vodíku ). Tyto čtyři molekuly vody jsou umístěny přibližně v rovině s OH ^- iontem, tj. V jiné geometrii, než (jak se předpokládá sp ³ - hybridizace ) přibližně čtyřboké uspořádání elektronových párů ve vodě a H ₃ O ⁺ . OH ^- iont může také tvořit - i když slabý - vodíkové vazby s jeho protonem, tak, že komplexy [OH ^- (H ₂ O) ₄ ] a [OH ^- (H ₂ O) ₅ ] dojít v závislosti na tom, zda tyto trénovaný nebo ne. Z tohoto důvodu jsou hydroxidy často velmi objemné a - na rozdíl od krystalických produktů srážení - sedimentují jen velmi pomalu.

Srážení / tvorba hydroxidů

Srážení hydroxidu manganatého s částečnou oxidací na hnědý hydroxid manganičitý nebo hydroxid manganatý atmosférickým kyslíkem

Hydroxidy kovů se tvoří v určitém rozmezí pH, které závisí na produktu rozpustnosti hydroxidu a koncentraci kationu, který má být vysrážen. Například následující rovnice platí pro dvojmocný ion kovu:

${\ displaystyle \ mathrm {Me ^ {2 +} + 2 \ OH ^ {-} \ longrightarrow Me (OH) _ {2}}}$

Amfoterní hydroxidy se při vyšších hodnotách pH vracejí zpět do roztoku. Příklad:

${\ displaystyle \ mathrm {Al (OH) _ {3} + OH ^ {-} \ longrightarrow \ [Al (OH) _ {4}] ^ {-}}}$

Po vysrážení se některé hydroxidy kovů oxidují atmosférickým kyslíkem na hydroxidy s vyšším oxidačním číslem . Tak, manganu (II), hydroxid rychle manganu (III) - nebo převeden manganičitý (IV) oxid hydroxid, který je v oximetrie využívá pro upevnění kyslík. Podobně se čerstvě vysrážený zelený hydroxid železitý oxiduje na hnědý hydroxid železa (III) přítomností atmosférického kyslíku :

${\ displaystyle \ mathrm {4 \ Fe (OH) _ {2} + O_ {2} \ longrightarrow 4 \ FeO (OH) +2 \ H_ {2} O}}$

Hydroxidy v organické chemii

V organické chemii se hydroxidové ionty používají jako nukleofily . Reakcí vhodného bromu nebo chloralkanů s roztokem hydroxidu sodného nebo hydroxidu draselného se získají alkanoly a odpovídající halogenid alkalického kovu . Jako reakce konkurující této substituční reakci může také dojít k eliminaci , což vede k alkenům .

Individuální důkazy

1. ↑ ^{a b} Jander Blasius: Učebnice analytické a preparativní anorganické chemie , 14. vydání, S. Hirzel, Stuttgart-Leipzig 1995.
2. ^ Ivan Ernest: Vazba, struktura a reakční mechanismy v organické chemii , Springer-Verlag, 1972, str. 147–148, ISBN 3-211-81060-9 .