Oksidi metala, hidroksidi i lužine

Uvod

Osim kiselina, nalazimo i tvari lužnatih svojstava koje nagrizaju kožu, zgrušavaju bjelančevine, reagiraju s kiselinama. U kućanstvu, primjerice, amonijakom čistimo odjeću, sapunima peremo, sodu bikarbonu (NaHCO3) rabimo kod priprave kolača, a u građevinarstvu rabimo gašeno vapno, Ca(OH)2.

Oksidi metala

Metalne okside koji u reakciji s vodom daju odgovarajuće hidrokside nazivamo bazičnim oksidima. Primjerice, iz kalcijeva oksida nastaje kalcijev hidroksid, koji s vodom u suvišku daje kalcijevu lužinu. Lužinama nazivamo vodene otopine baza.

[latex]metal\stackrel{O_2}{\longrightarrow oksid}metala\stackrel{H_2O}{\longrightarrow}hidroksid[/latex] 

Pozorno pogledajte videozapis Baze. Vodite bilješke. Raspravite o bilješkama s učenicima u razredu, izvedite zaključke u razgovoru s nastavnikom.

Baze

Lužine

Hidrokside topljive u vodi nazivamo lužinama. Lužine možemo dobiti izravnom reakcijom nekih metala i nekih metalnih oksida s vodom.

[latex]\ce{2Na(s) + H_2O -> 2NaOH(aq) + H2(g)}[/latex]


[latex]\ce{CaO(s) + H_2O -> Ca(OH)_2(aq)}[/latex]

Pogledajte videozapis Kalij i zabilježite zapažanja u dijelu koji demonstrira dobivanje kalijeve lužine reakcijom kalija i vode.

Kemijski element: Kalij

Reakcijom kalija s vodom nastaje vodik koji se zapali, a fenolftalein mijenja boju u ljubičastu.

Natrijev i kalcijev hidroksid ionski su spojevi, pa u vodi se razlažu na:

[latex]{NaOH(s)\stackrel{H_2O}{\longrightarrow}Na^+(aq)+OH^-(aq)}[/latex]

[latex]{Ca(OH)_2(s)\stackrel{H_2O}{\longrightarrow}Ca^{2+}(aq)+2OH^-(aq)}[/latex]

U svim navedenim otopinama povećala se koncentracija hidroksidnih iona, što se može dokazati promjenom crvene boje lakmusova papira u plavu i bezbojnoga fenolftaleina u purpurno crvenu. Zbog prisutnih iona, lužine provode električnu struju i stoga su elektrolitske otopine.

Razlikujemo jake i slabe lužine. Lužine elemenata 1. i 2. skupine su jake, dok je vodena otopina amonijaka slaba lužina.

Miješanjem i trenjem kalcijeva hidroksida i amonijeva klorida u tarioniku oslobađa se plin bockava mirisa. Taj plin je amonijak. Pretpostavite promjenu boje navlaženoga crvenoga indikatorskoga papira koji se postavi iznad tarionika.

Amonijak je plin vrlo dobro topljiv u vodi. Pri 20 °C otapa se 702 L amonijaka u litri vode. To znači da se otapanje amonijaka u vodi može prikazati ovako:

[latex]\ce{NH_3(g) + H_2O(l) -> NH4^+(aq) + OH^-(aq) -> NH_3(aq)}[/latex]

Poznata je uzrečica: "Sve su lužine hidroksidi, ali svi hidroksidi nisu lužine." Npr. željezov(III) hidroksid nije lužina jer nije topljiv u vodi.

Problemski zadatak
  • Napišite jednadžbe kemijskih reakcija za sljedeći slijed kemijskih pretvorbi:


[latex]\ce{CaCO_3(s) -> CaO(s) -> Ca(OH)_2  -> Ca^2+(aq) + 2OH^-(aq)}[/latex].

Promislite i odgovorite