Science & Education

Τα αλκάλια

• Αλκάλια ονομάζουμε τα στοιχεία της πρώτης ομάδας του περιοδικού πίνακα εκτός από το Υδρογόνο.
• Τα στοιχεία αυτά είναι τα: Λίθιο (Li), Νάτριο (Na), Κάλιο (K), Ρουβίδιο (Rb), Καίσιο(Cs)  και Φράγκιο (Fr).
• Είναι όλα μέταλλα, πολύ δραστικά και για αυτό δεν βρίσκονται ελεύθερα στη φύση.

Ιδιότητες Αλκαλίων

Το διάλυμα που προκύπτει από την εξουδετέρωση HCl και NaOH περιέχει ιόντα Na⁺ και Cl^–. Αν θερμάνουμε το διάλυμα έτσι ώστε να εξατμιστεί το νερό, τότε τα ιόντα Na⁺ και Cl^– ενώνονται και σχηματίζουν NaCl. Το παραπάνω περιγράφεται από την παρακάτω χημική εξίσωση:

Αν συμπεριλάβουμε και το νερό στην παραπάνω χημική εξίσωση έχουμε:

Άλας ονομάζεται κάθε χημική ένωση η οποία αποτελείται από ιόντα και μπορεί να προκύψει από την εξουδετέρωση ενός οξέος από μια βάση.

Η αντίδραση ενός οξέος με μία βάση περιγράφεται από την παρακάτω εξίσωση:

οξύ βάση άλας νερό

Τέλεια καύση υδρογονανθράκων

ή Γενικά

Ατελής καύση υδρογονανθράκων

προς μονοξείδιο του άνθρακα (CO)

ή Γενικά

προς αιθάλη (C)

ή Γενικά

Όταν αναμειγνύουμε ένα διάλυμα οξέος με ένα διάλυμα βάσης, τα κατιόντα Η⁺ και τα ανιόντα ΟΗ^– συνδέονται μεταξύ τους και σχηματίζουν μόρια νερού σύμφωνα με την παρακάτω αντίδραση:

Η αντίδραση αυτή ονομάζεται εξουδετέρωση!

Όπως βλέπουμε και στο παραπάνω βίντεο, ανάλογα με την ποσότητα του οξέος και της βάσης που θα αναμείξουμε, το διάλυμα που θα προκύψει μπορεί να είναι όξινο, βασικό ή ουδέτερο.

Κατά τον Arrhenius οι ιδιότητες των οξέων οφείλονται στα κατιόντα Η⁺ ενώ των βάσεων, στα ανιόντα ΟΗ^– που υπάρχουν σε ένα διάλυμα. Όσο περισσότερα υπάρχουν τόσο εντονότερες θα είναι αυτές οι ιδιότητες.

Η κλίμακα pH μας δείχνει το πλήθος των Η⁺ που υπάρχουν σε ένα διάλυμα.

Έχει παρατηρηθεί πειραματικά ότι το καθαρό νερό διασπάται σε πολύ μικρή ποσότητα σύμφωνα με την παρακάτω αντίδραση:

Παρατηρούμε ότι στο καθαρό νερό υπάρχουν ίσες ποσότητες Η⁺ και ΟΗ^–.  Λέμε λοιπόν ότι το καθαρό νερό έχει τιμή pH (στους 25^οC)  ίση με 7.

Όλα τα διαλύματα που έχουν τιμή pH ίση με 7, ονομάζονται ουδέτερα διαλύματα.

Δηλαδή για το καθαρό νερό ισχύει:

πλήθος Η⁺ = πλήθος ΟΗ^–

Το pH ενός διαλύματος οξέος (στους 25^οC) παίρνει τιμές μικρότερες του 7 και μεγαλύτερες του 0.  Δηλαδή:

κι επίσης:

πλήθος Η⁺ > πλήθος ΟΗ^–

Το pH ενός διαλύματος βάσης(στους 25^οC) παίρνει τιμές μεγαλύτερες του 7 και μικρότερες του 14.  Δηλαδή:

κι επίσης:

πλήθος Η⁺ < πλήθος ΟΗ^–

Για να μετρήσουμε το pH ενός διαλύματος χρησιμοποιούμε το πεχάμετρο, ένα ηλεκτρονικό όργανο ακριβείας  ή πεχαμετρικό χαρτί για να το μετρήσουμε ευκολότερα αλλά με λιγότερη ακρίβεια.

Σημείωση

Αν σε διάλυμα οξέος προσθέσουμε νερό, το pH του διαλύματος θα αυξηθεί αλλά δε θα φτάσει ποτέ το 7 (θα υπάρχουν πάντα μέσα κατιόντα υδρογόνου (H⁺))

Αντίστοιχα , αν σε διάλυμα βάσης προσθέσουμε νερό, το pH του διαλύματος θα μειωθεί αλλά δε θα φτάσει ποτέ το 7 (θα υπάρχουν πάντα μέσα ανιόντα υδροξειδίου (ΟH^–))

Αντίθετα, αν έχουμε ένα διάλυμα οξέος και ρίξουμε μέσα βάση, τότε το pH του τελικού διαλύματος σίγουρα θα αυξηθεί και ανάλογα τις ποσότητες το pH μπορεί να είναι μικρότερο, ίσο ή μεγαλύτερο του 7.