Номер 8, страница 45 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

8. Подготовьте сообщение об областях применения и свойствах едких щелочей.

Едкими щелочами называют гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов, которые являются сильными основаниями и хорошо растворимы в воде. Наиболее известными и широко используемыми представителями являются гидроксид натрия ($NaOH$, каустическая сода, едкий натр) и гидроксид калия ($KOH$, едкое кали). Также к сильным щелочам относят гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$, гашёная известь), гидроксид бария ($Ba(OH)_2$) и другие.

Свойства едких щелочей

Свойства едких щелочей можно разделить на физические и химические.

• Физические свойства:
  • В твердом состоянии представляют собой белые кристаллические вещества, без запаха.
  • Очень гигроскопичны — поглощают влагу из воздуха, расплываясь. Поэтому их хранят в герметично закрытой таре.
  • Хорошо растворимы в воде, причём процесс растворения сопровождается выделением большого количества теплоты (экзотермический процесс).
  • Водные растворы мылкие на ощупь, но пробовать их на ощупь опасно, так как они разрушают жировую ткань и вызывают сильные химические ожоги кожи.
• Химические свойства:
  • Являются сильными основаниями. В водных растворах практически полностью диссоциируют на ионы металла и гидроксид-ионы: $NaOH \rightleftharpoons Na^+ + OH^-$.
  • Вступают в реакцию нейтрализации с кислотами с образованием соли и воды: $2KOH + H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O$.
  • Реагируют с кислотными оксидами, образуя соль и воду. Например, поглощают углекислый газ из воздуха: $2NaOH + CO_2 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$.
  • Взаимодействуют с амфотерными оксидами (например, $Al_2O_3$, $ZnO$) и гидроксидами (например, $Al(OH)_3$, $Zn(OH)_2$), образуя комплексные соли: $2NaOH_{ (конц.) } + Zn(OH)_2 \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]$ (тетрагидроксоцинкат натрия).
  • Вступают в реакции обмена с растворами солей, если в результате образуется нерастворимое вещество (осадок), газ или слабый электролит (например, вода): $Ba(OH)_2 + Na_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaOH$.
  • Реагируют с некоторыми неметаллами. Например, с галогенами (реакция диспропорционирования): $Cl_2 + 2NaOH \rightarrow NaCl + NaClO + H_2O$.
  • Взаимодействуют с амфотерными металлами (алюминий, цинк) с выделением водорода: $2Al + 2KOH + 6H_2O \rightarrow 2K[Al(OH)_4] + 3H_2\uparrow$.
  • Омыляют жиры (сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот), образуя мыло (соль высшей карбоновой кислоты) и глицерин. Это основа процесса мыловарения.
• Меры безопасности: Едкие щелочи — чрезвычайно едкие и коррозионно-активные вещества. При попадании на кожу, в глаза или на слизистые оболочки вызывают тяжелые химические ожоги. Работа с ними требует использования средств индивидуальной защиты: защитных очков, химически стойких перчаток и спецодежды.

Ответ: Едкие щелочи — это твердые, белые, гигроскопичные вещества, хорошо растворимые в воде с выделением тепла. Они являются сильными основаниями, вступают в реакции с кислотами, кислотными и амфотерными оксидами, солями, некоторыми металлами и неметаллами. Ключевым свойством является их высокая едкость, требующая осторожного обращения.

Области применения едких щелочей

Благодаря своим свойствам едкие щелочи нашли широкое применение в различных отраслях промышленности и в быту.

• Гидроксид натрия ($NaOH$):
  • В химической промышленности — для производства органических и неорганических веществ, нейтрализации кислот, в качестве катализатора.
  • В целлюлозно-бумажной промышленности — для варки целлюлозы (обработка древесины).
  • Производство твердого мыла, шампуней и других моющих средств.
  • В нефтеперерабатывающей промышленности — для очистки нефтепродуктов от сернистых соединений и кислот.
  • В текстильной промышленности — для мерсеризации хлопка (обработки с целью придания блеска и прочности).
  • В пищевой промышленности (добавка E524) — для мойки и очистки овощей и фруктов от кожуры, в производстве карамели и какао.
  • Производство алюминия (процесс Байера) — для переработки бокситов в глинозём.
  • В быту — как основной компонент средств для прочистки канализационных труб (растворяет жировые и белковые отложения).
• Гидроксид калия ($KOH$):
  • Производство жидкого и мягкого мыла, так как калиевые соли жирных кислот более растворимы, чем натриевые.
  • В качестве электролита в щелочных аккумуляторах (например, никель-кадмиевых).
  • В химической промышленности — для получения различных соединений калия.
  • Как агент для поглощения кислых газов ($CO_2$, $SO_2$) из-за высокой реакционной способности.
  • В пищевой промышленности (добавка E525) — как регулятор кислотности.
• Гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$):
  • В строительстве — для приготовления строительных растворов (известь), штукатурки.
  • В сельском хозяйстве — для известкования кислых почв с целью снижения их кислотности.
  • Для очистки воды — для умягчения воды и в качестве флокулянта.
  • В сахарной промышленности — для очистки свекольного сока.
  • При дублении кож — для удаления волосяного покрова со шкур.

Ответ: Едкие щелочи применяются в производстве мыла и моющих средств, бумаги, алюминия, в нефтепереработке, текстильной и пищевой промышленности. Они используются для очистки воды и газов, в качестве электролитов в аккумуляторах, в строительстве и сельском хозяйстве. Гидроксид натрия является основой для производства твердого мыла и средств для прочистки труб, гидроксид калия — для жидкого мыла и как электролит, а гидроксид кальция — в строительстве и для снижения кислотности почв.