Слово «кислота» происходит от латинского слова «кислый». Некоторые продукты с нашего стола, к примеру, уксус или лимонный сок, - кислоты. Основание - соединение, химически противоположное кислоте, и при реакции с кислотой дает нейтральное соединение - . Растворимые в воде основания называются щелочами. В цитрусовых плодах - грейпфрутах, апельсинах лимонах - содержатся лимонная и аскорбиновая кислоты. Пчелиный яд – кислота. Нейтрализовать её можно основанием. В цитрусовых плодах – грейпфрутах, апельсинах, лимонах – содержится лимонная и аскорбиновая кислоты.
Кислоты
Кислоты - это соединения, содержащие и образующие ионы водорода (Н +) при растворении в . Ионы - это частицы с электрическим зарядом (см. статью « »). Именно ионы придают кислотам их свойства, но существовать они могут только в растворе. Следовательно, свойства кислот проявляются исключительно в растворах. Молекула серной кислоты (H 2 SO 4) состоит из водорода, серы и кислорода. В состав соляной кислоты (НСl) входят водород и хлор. Кислота считается сильной, если большинство ее молекул распадаются в растворе, выделяя ионы водорода. Соляная, серная, азотная кислоты относятся к сильным. 
Сила кислоты измеряется числом рН - водородным показателем
. Сильные кислоты очень агрессивны; попав на поверхность предмета или на кожу, они прожигают её. На контейнерах с сильными кислотами ставятся принятые во всем мире символы, означающие «опасно» и «высокая активность».
Такие кислоты, как лимонная или уксусная, т.е. произведенные живыми организмами, называются органическими . Кислоты широко применяются в химической и медицинской промышленности, в производстве продуктов питания и синтетических волокон. Виноградный уксус содержит слабую кислоту, называемую уксусной. В помидорах есть органическая салициловая кислота. В цветных пятнах на коже морских улиток содержится кислота с неприятным вкусом, отпугивающая хищников. Для всех кислот характерно сходное поведение в . Например, при реакциях кислот с основаниями образуется нейтральное соединение - соль и вода. Реакции кислот с большинством дают соль и водород. Реагируя с карбонатами, кислоты дают соль, углекислый газ и воду. Известный кулинарам пекарный порошок содержит гидрокарбонат натрия и винную кислоту. Когда в муку, содержащую пекарный порошок, добавляют воду, кислота и карбонат порошка вступают в реакцию, углекислый газ начинает выделятся в виде пузырьков, и это помогает тесту подниматься.
Основания и щелочи
Основание - это соединение, химически противоположное кислоте. Щелочью называется основание, растворимое в воде. Смешиваясь с кислотой, основание нейтрализует её свойства, и продуктом реакции является соль. Зубная паста - основание, нейтрализующее кислоту, оставшуюся во рту после приема пищи. Бытовые жидкие очистители содержат щелочи растворяющие грязь. Желудочные таблетки содержат щелочи, нейтрализующие обращающуюся при несварении желудка кислоту. С точки зрения химии основания - это вещества, способные присоединять ионы водорода (Н +) из кислоты. Ион оксида (О 2-) и ион гидроксида (ОН —) могут соединяться с ионами водорода в кислоте. Значит, оксиды металлов, например оксид магния, и гидроксиды металлов, например гидроксид натрия (едкий натр), являются основаниями. Гидроксид натрия (NаОН) состоит из натрия, кислорода и водорода. Гидроксид магния (Мg(ОН) 2) состоит из магния, кислорода и водорода.
Многие основания и щёлочи - очень едкие вещества и потому опасны: они разъедают живые . Жидкие очистители содержат щелочи, растворяющие грязь. В бумажной промышленности гидроксид натрия растворяет древесную смолу и освобождает волокна целлюлозы, из которых производится бумага. Гидроксид натрия (едкий натр) используется в чистящих жидкостях, а также (как и гидроксид калия) для производства мыла. Мыло - это соль, образующаяся при реакции щелочей с кислотами растительных жиров. Жало осы выпускает щелочь, которую можно нейтрализовать кислотой, например уксусом.
рН и индикаторы
Сила кислот и оснований определяется числом рН. Это мера концентрации ионов водорода в растворе. Число рН изменяется от 0 до 14. Чем меньше рН, тем выше концентрация водородных ионов. Раствор, рН которого меньше 7, - кислота. Апельсиновый сок имеет рН 4, значит, это кислота. Вещества с рН = 7 нейтральны, а вещества с рН больше 7 - основания или щелочи. рН кислоты или щелочи можно определить с помощью индикатора. Индикатор - это вещество, меняющее цвет при контакте с кислотой или щелочью. Так лакмус краснеет в кислоте и синеет в щелочи. Кислота окрашивает синюю лакмусовую бумажку в красные цвет, а красная лакмусовая бумажка в щелочи становится синей или фиолетовой. Лакмус получают из примитивных растений, называемых лишайниками . Другие растения, например, гортензия и краснокочанная капуста, также являются природными индикаторами.
Так называемый универсальный индикатор – это смесь нескольких красок. Он меняет цвет в зависимости от pH вещества. Он становится красным, оранжевым или желтым в кислотах, зеленым или желтым в нейтральных растворах и синим или фиолетовым в щелочах.
Серная кислота
Серная кислота играет важную роль в промышленности, прежде всего в производстве удобрений на основе суперфосфатов и сульфата аммония. Она также используется в производстве синтетических волокон, красителей, пластмасс, лекарств, взрывчатых веществ, моющих средств, автомобильных аккумуляторов. Когда-то серную кислоту называли минеральной кислотой , так как ее получали из серы - вещества, встречающегося в земной коре в виде минерала. Серная кислота очень активна и агрессивна. При растворении в воде она выделяет много тепла, поэтому ее нужно вливать в воду, но не наоборот - тогда кислота растворится, а вода поглотит тепло. Она - мощный окислитель, т.е. при реакциях окисления она отдает кислород другим веществам. Серная кислота также является осушителем, т.е. забирает воду, связанную с другим веществом. Когда сахар (C 12 H 22 O 11) растворяется в концентрированной серной кислоте, кислота забирает у сахара воду, и от сахара остается пенящаяся масса черного угля.
Кислоты в почве
Кислотность почвы зависит от характера образовавших ее пород и от растущих на ней растений. На меловых и известняковых породах почва обычно щелочная, а на лугах, в песчаных и лесистых районах она более кислая. Кислотность также повышают кислотные дожди. Для земледелия лучше всего подходят нейтральные или слабокислые почвы, рН которых от 6,5 до 7. Разлагаясь, мертвые листья образуют органическую гуминовую кислоту и повышают кислотность почвы. Там, где почвы чересчур кислотные, в них добавляют измельченный известняк или гашеную известь (гидроксид кальция), т.е. основания, которые нейтрализуют кислоты почвы. Такие растения, как рододендроны и азалии хорошо растут на кислотных почвах. Цветы гортензии на кислотной почве синие, а на щелочной - розовые. Гортензия – природный индикатор. На кислотных почвах её цветы синие, а на щелочных розовые.
Щелочи относятся к группе химических соединений под названием основания. Основания состоят из гидрокси-группы (ОН) и атома металла (К, Na, Li, Ca, Ba) или катиона аммония вместо него.
Щелочи представляют собой растворимые основания. Их кристаллы при растворении становятся едкими и «мыльными». Исходя из этого, для оказания неотложной помощи при ожогах щелочами используют слабые растворы кислот (преимущественно уксусной и борной). Этот прием получил название реакции нейтрализации, в результате которой образуются соль и вода. А при работе с ними используют защитные очки и резиновые перчатки
Щелочи относят к сильным основаниям – они активно реагируют с другими веществами благодаря легкому отщеплению гидрокси-групп. Как и другие основания, они при нагревании распадаются на воду и оксид, а их растворы изменяют цвет индикаторов.
Щелочи хранят в пластиковой посуде, поскольку они разъедают даже фарфор и стекло. Они сильно впитывают влагу.
Применение щелочи. Каустическая сода (она же гидроксид натрия или едкий натр) обладает моющими способностями, используется в составе многих средств бытовой химии. Больше всего подходит для растворения жиров. Едкий натр также применяют для изготовления целлюлозы в бумажной промышленности, производства масел в нефтепереработке, он выступает в роли катализатора или реагента в химической отрасли. Его применяют в производстве экологически чистого биодизельного топлива. И что совершенно удивительно, эта щелочь используется при изготовлении какао, мороженого, шоколада, хлеба, напитков.
Гашеная известь (гидроксид кальция) нашла широкое применение в строительстве для побелки и штукатурки стен.
Нашатырный спирт (раствор аммиака) обладает сильным запахом. Смягчает при стирке шерсть, удаляет пятна от молока, смолы, жира. Хорошо без разводов отмывает стекло, золото, серебро.
Щелочи используют в рыбоводстве для дезинфекции прудов и в качестве удобрения. Они выступают в качестве электролита для щелочных аккумуляторов.
Щелочи широко используют в медицине как антисептики, прижигающие и раздражающие препараты, поскольку они способны растворять белки. Щелочные минеральные воды благотворно влияют на организм при заболеваниях желудочно-кишечного тракта. Эти вещества также применяют при лечении подагры (растворяют мочевую кислоту), стоматита, заболеваний дыхательной системы (муколитическое действие), как мочегонное средство, при отравлении кислотами (в данном случае работает та же реакция нейтрализации).
Щелочи участвуют в процессах изготовления мыла, искусственного волокна, каучука, красителей, витаминов, обработки древесины, очистки металлических предметов, а также участвуют в химической и легкой промышленности, сельском хозяйстве (удобрения), металлургии. Щелочи выступают как хладагент в холодильных установках.
Как видно из статьи, щелочи играют огромную роль в жизни человека. Но следует помнить об опасностях, которые подстерегают при работе с ними. Соблюдая технику безопасности, нам удалось сделать их своими помощниками.
Щёлочи - это хорошо растворимые в воде основания. В клинических и санитарно-гигиенических лабораториях широко используют следующие щёлочи: едкий аммоний - раствор аммиака в воде (см. Нашатырный спирт), (см.), едкое кали (см.).
Контакт рабочих со щёлочами возможен при выполнении таких производственных операций, как дробление и транспортировка твердых щелочей, загрузка в аппараты и выгрузка из них, расфасовка готового продукта, чистка и ремонт оборудования и т. д.
При постоянной работе со щёлочами возможны хронические поражения кожи - набухание и размягчение кожных покровов, язвы, . Вдыхание щёлочи в виде пыли или тумана вызывает раздражение слизистых оболочек дыхательных путей.
Профилактика : механизация процессов дробления и герметизация аппаратов, оборудование вентилируемых укрытий над местами возможного выделения щёлочи, использование спецодежды, резиновых перчаток, очков, респираторов и т. д. Предельно допустимая концентрация аэрозоля щёлочи в воздухе производственных помещений в пересчете на едкий натр - 0,5 мг/м 3 .
Первая помощь: обильное промывание пораженных частей тела водой, для чего в рабочих помещениях должны устанавливаться специальные гидранты, затем из 5% раствора уксусной, соляной или лимонной кислот. При попадании щёлочи в глаза - длительное промывание струей воды, после чего закапать 2% раствор новокаина или 0,5% раствор дикаина.
См. также Ожоги (химические), Отравления (щелочами).
Щёлочи (едкие щелочи) - хорошо растворимые в воде основания. В практике нашли широкое применение следующие щелочи: гидроокись натрия (едкий натр, каустическая сода; NaOH), гидроокись калия (едкое кали, каустический поташ; КОН), гидроокись бария [едкий барий; Ва(ОН) 2 ], гидроокись аммония (едкий аммоний, нашатырный спирт, летучая щелочь; NH 4 OH).
В чистом виде щелочи представляют собой твердые вещества, хорошо растворимые в воде. В водных растворах щелочи практически полностью распадаются на ионы, вследствие чего относятся к сильным основаниям. Лишь гидроокись аммония, которая в свободном состоянии не получена и существует только в растворах, является слабым основанием; образуется она при растворении аммиака в воде.
Водные растворы щелочей обладают всеми свойствами, присущими растворам оснований. В таблице приведены соотношения между плотностью, процентной и молярной концентрациями водных растворов щелочей, наиболее широко применяемых в биохимических, санитарно-гигиенических и клинических лабораториях.
См. также Кислоты и основания.
Профессиональные вредности при производстве щелочей . Действие щелочей на организм обусловлено способностью отнимать воду от тканей и разрушать белки, образуя щелочные альбуминаты, а также омылять жиры. Под действием щелочи на коже образуются мягкие, легко снимающиеся струпы, не препятствующие прониканию щелочи в более глубокие слои тканей.
При постоянном контакте со щелочью даже умеренной концентрации наблюдаются хронические повреждения кожи, болезненные язвы и ограниченные дерматиты. Экземы наблюдаются реже. Причиной их возникновения, по-видимому, является комбинированное воздействие щелочей и других вредных факторов, поскольку обезжиривание кожи и повреждение эпидермиса нарушает барьерные функции кожного покрова, облегчая проникновение инфекции и воздействие других (физических и химических) факторов.
Под воздействием щелочи ногти истончаются, становятся ломкими, покрываются продольными бороздками, переходящими в трещины. При длительном воздействии щелочи эти изменения могут сделаться стойкими.
Попадание даже малых количеств щелочи в глаз особенно опасно, так как вызывает поражение не только слизистой и роговой оболочек, но и более глубоких его сред. В результате возможна потеря зрения. Действие щелочей на органы дыхания вызывает раздражение слизистых оболочек различной степени тяжести.
Тяжелые отравления с ожогом слизистой оболочки и последующим рубцеванием, приводящим к возникновению непроходимости пищевода, наблюдаются при случайном приеме внутрь концентрированных растворов щелочей.
Контакт рабочих со щелочами возможен при дроблении и транспортировке твердых щелочей, в процессе загрузки их в аппараты для приготовления растворов, при фильтрации растворов, плавлении щелочей, особенно в производстве металлического натрия и калия, при выгрузке и расфасовке готовых продуктов в сыпучем, жидком и расплавленном виде (на производствах едких щелочей и щелочных металлов). Особенно опасны в этом отношении операции чистки и ремонта оборудования.
Концентрация щелочных веществ в воздухе производственных помещений бывает различной.
Предельно допустимая концентрация щелочного аэрозоля в пересчете на едкий натр - 0,5 мг/м 3 .
Первая помощь при отравлении щелочью - см. Отравления, Противоядия.
Профилактика . В целях предупреждения производственных отравлений щелочью необходимо осуществление непрерывного, герметизированного производственного процесса, по возможности с исключением ручных операций, механизацией трудоемких процессов. Большое значение для оздоровления условий труда имеет рациональная вентиляция с укрытием оборудования и устройством отсосов у мест возможного выделения пыли и газов.
Рабочие должны быть снабжены спецодеждой, резиновыми перчатками и защитными очками в кожаной оправе. Целесообразно применять респираторы или ватно-марлевые повязки. Открытые части тела смазывают вазелином или специальными пастами. Щелочную пыль после работы следует смывать маслом, промывая затем кожу теплой водой. Спецодежду и нательное белье по окончании работы подвергают очистке и стирке. В рабочих помещениях устанавливают специальные глазные гидранты с рычажным краном для быстрого пуска воды, гидранты с гибким шлангом, предназначенные для обмывания пораженных частей тела, а также раковины с холодной и горячей водой для мытья рук.
При попадании в глаза негашеной извести их немедленно промывают и обрабатывают слизистую оболочку 15% раствором нейтрального виннокаменного аммония. При резких болях вводят по каплям 2% раствор новокаина с адреналином.
При ожоге негашеной известью следует немедленно удалить растительным или минеральным маслом следы извести, а затем наложить примочки из 5% раствора лимонной, виннокаменной, уксусной или соляной кислот.
Рабочие должны быть осведомлены об основных правилах техники безопасности. На месте работы следует иметь аптечки с набором средств неотложной медицинской помощи.
В каждой смене должны быть люди, умеющие оказывать первую помощь.
Щелочь – это вещество, которое при взаимодействии с водой, образует в водном растворе большое содержание ионов -OH.
Еще их называют сильные основания, которые имеют в своем составе гидроксигруппы (OH) и могут отщепляться как отдельные атомы. Только те основания, которые способны растворяться в воде, можно назвать щелочами, нерастворимые основания не являются таковыми.
Навигация по статье
Виды щелочей
Щелочей (сильных оснований) не очень много:
- NaOH гидроксид натрия (едкий натр);
- KOH гидроксид калия (едкий калий);
- LiOH гидроксид лития;
- Ba(OH)2 гидроксид бария;
- Ca(OH)2 гидроксид кальция (гашеная известь).
https://youtu.be/7JXFlDxNGk4
Все они являются гидроксидами металлов подгрупп Iа и IIа. Исключением из стандартного перечня щелочей можно считать гидроксид одновалентного таллия (формула – TlOH), который тоже считается сильным основанием и быстро растворяется в воде.
Свойства щелочей
Растворы на ощупь мыльные и достаточно едкие, они способны разъедать многие вещества, включая человеческую кожу и чрезвычайно опасны при попадании в глаза.
В сухом виде представляют собой белое, твердое вещество.
Обладают гигроскопичностью – активно поглощают из окружающей среды влагу. При соединении щелочи с водным раствором наблюдается значительная тепловая реакция.
Примеры
В быту человек встречается со следующими щелочами:
- силикат натрия;
- известь (негашеная, гашеная);
- сода каустическая;
- нашатырь.
Отравления
В бытовой химии щелочи используют очень часто. Из-за неосторожного обращения, а также из-за их едкости, могут возникать разные виды поражений: отравления и ожоги. Тяжесть отравлений зависит от того, какой концентрации применялось средство.
Самая тяжелая форма отравлений щелочью случается при попадании вещества внутрь. Нередко случаются ожоги слизистых оболочек глаза, носа, ротовой полости.
Щелочи выводятся из организма человека через почки и кишечник, поэтому при отравлении происходит поражение и этих органов. Если человек отравился или получил ожог, нужно постараться оказать первую помощь до приезда врача.
Больному необходимо специальное лечение и наблюдение в условиях стационара. При попадании вещества внутрь для нейтрализации больному можно дать кислотосодержащий раствор (Аминокапроновая кислота, лимонная кислота). При соединении кислоты с щелочью образуется вода, пагубное воздействие щелочного агента на слизистую пищевода и желудка снижается.
Основания состоят из положительно заряженных ионов металла и гидроксид-ионов ОН-. Щёлочи - это основания, которые хорошо растворимы в воде.
Сведения о растворимости в воде можно брать из таблицы растворимости. Р – растворимые основания, то есть щёлочи, м – малорастворимые, н – нерастворимые, черта «–» означает, что такого основания не существует.
В обычных условиях являются твёрдыми веществами. Имеют вид белых порошков, легко впитывающих влагу. Требуют хранения в банках из толстого стекла с широким горлышком или полиэтиленовых емкостях.
Получение оснований
Щёлочь образуется в результате реакции металла и воды с большим выделением теплоты.
2Na + 2H2O>2NaOH + H2
CaO + H2O>Ca(OH)2.
Гидроксиды натрия и калия образуются при воздействии на раствор электрического тока:
KCl + 2H2O>2KOH + H2 + Cl2.
Свойства оснований
Щёлочи реагируют
1. С кислотными оксидами:
2КОН+SO3>K2SO4+H2O.
Щёлочи способны растворять оксидную плёнку алюминия (амфотерного оксида):
2. С кислотами:
NaOH+HCl>NaCl+HOH.
Можно определить, осталась ли щёлочь, если добавить 1-2 капли раствора фенолфталеина. Щёлочь прореагировала полностью, если малиновый цвет окрашивания раствора не появился.
Реакция между основанием и кислотой – реакция нейтрализации. Подобные реакции часто применяют с целью очищения сточных вод промышленных предприятий от щелочей и кислот. Продукты таких реакций – соли, которые более безопасны для окружающей среды. Очень эффективной и экономически выгодной является нейтрализация стоков различных производств.
3. С солями. Это реакции обмена. Происходят в растворе, при этом исходная соль должна быть водорастворимой. А получаемое вещество – нерастворимым:
2NaOH+Mn(NO3)2=Mn(OH)2v+2NaNO3
4. С галогенами.
На холоде: Cl2 + 2NaOH = NaClO+NaCl+H2O.
При нагревании: 3Cl2+6NaOH = NaClO3+5NaCl+3H2O.
Расплавить можно только гидроксиды натрия и калия (температуры плавления соединений составляют 322о и 405о соответственно).
Безопасность в работе со щелочами
Химические ожоги, причиняемые щелочами, в том числе едким натром и едким кали, намного опаснее, чем химические ожоги от кислот. Ожог усугубляется, если кусочек кристаллического вещества прилипает к коже.
Щёлочи способны разъедать много материалов, вызывать серьёзные ожоги на коже и слизистых оболочках, поражать глаза. Поэтому гидроксид натрия называют «едким натром», а гидроксид калия – «едким кали». При работе со щелочами и их растворами, нужно соблюдать осторожность. При попадании раствора щелочи на кожу, нужно сразу смыть его большим количеством воды. Затем обработать это место слабым раствором уксусной или борной кислоты. И опять промыть водой.
Что за вещество «нашатырный спирт»?
Жидкость с названием «нашатырный спирт» - это водный раствор газа аммиака NH3. Его используют, как лекарственный препарат. В нашатырном спирте содержатся основание NH4OH (гидроксид аммония). Образуется в результате реакции:
NH3+H2O- NH4OH.
Во взаимодействие вступает небольшое количество растворённого аммиака и одновременно распадается на исходные вещества, на что указывает знак «-» в уравнении. Гидроксид аммония, подобно щелочам, изменяет окрашивание индикатора, взаимодействует с кислотными оксидами, кислотами и солями.
2NH4OH+СО2>(NH4)2СО3+H2O
NH4OH+HCl>NH4Cl+H2O
NH4OH+Pb(NO3)2>Pb(OH)2v+2NH4NO3.
Применение оснований
Нашатырный спирт используют не только для того, чтобы привести человека в сознание. С его помощью можно отлично вымыть окна, используя 1 столовую ложку препарата на 1 литр воды. Затем нужно вытереть поверхность бумажными полотенцами.
Если смешать 1 часть нашатырного спирта с 1 частью уксуса, а потом протирать полученным раствором поверхность утюга, то он станет чистым. Но не стоит думать, что получится мгновенный эффект. Поверхность нужно аккуратно потереть.
Широко применяют, прежде всего, гидроксиды кальция и натрия. Гашёная известь – это гидроксид кальция Сa(OH)2. Её используют, как вяжущий материал в строительстве. Смешивают с песком и водой. Полученную смесь наносят на кирпич, штукатурят стены. В результате взаимодействия основания с углекислым газом и оксидом силициума (IV), смесь твердеет. Известь способна поглощать кислые газы. Также может впитывать токсичные вещества, поэтому для здоровья жильцов белить комнату предпочтительнее, чем красить.
Также гидроксид кальция используют в сахарной промышленности, сельском хозяйстве, при изготовлении зубных паст, получении многих веществ.
Гидроксид натрия (каустическую соду) используют при производстве мыла в реакции щёлочи с жиром, при изготовлении лекарств, в кожной промышленности, для очищения нефти. Каустическая сода применяется для чистки масляных пятен. Всем известный «Крот» для труб представляет собой раствор гидроксида натрия, способный растворять жиры и даже волосы.
Щёлочи разъедают стекло и фарфор. Растворяют белковые вещества.
Применяются в медицине в качестве антисептиков, раздражающих и прижигающих препаратов. При заболеваниях пищеварительной системы щелочные минеральные воды действуют оздоравливающе. Эффективны в лечении подагры, стоматита, в лечении заболеваний дыхательной системы. Являются мочегонным средством. Нейтрализуют отравление кислотами.
Немаловажно участие щелочей в изготовлении каучука, искусственного волокна, красителей, очищения предметов из металла, обработки деревянных поверхностей. Являются хладагентом холодильных установок. Используются в сельском хозяйстве, лёгкой промышленности и металлургии.
Щелочные продукты питания
Различают кислые, щелочные и нейтральные продукты питания. Среди щелочных продуктов можно перечислить зелень, репу, огурцы, хрен, сельдерей, лимоны, свеклу, морковь, капусту, цитрусовые, смородину, виноград, вишню, сухофрукты, картофель, перец, помидоры, чеснок.
Примечательно, что в составе нейтральных продуктов содержатся и кислоты, и щёлочи. Это растительное, сливочное масло.
Интересно, что молоко - это щелочной продукт. Но тёплое или кипячёное молоко – кислый продукт.
Щёлочи активно используются человеком. При этом следует помнить и в обязательном порядке соблюдать правила техники безопасности.
