Alkalije

Alkalija (ar.: -{al-qaly}- القلي, القالي = soni pepeo, pepeo soli) u hemiji su bazne, jonske soli alkalno metalnih ili zemnoalkalno metalnih hemijskih elemenata. Alkalije se takođe mogu definisati kao baze koje se rastvaraju u vodi. Rastvor baza ima -{pH}- vrednost veću od 7,0. Pridev alkalni je uobičajen, a manje se koristi bazni u većini evropskih jezika, kao sinonim za bazne, posebno za bazne supstance koje su rastvorne u vodi. Ova široka upotreba izraza verovatno potiče od činjenice da su prve poznate baze imale svojstva saglasna Arhenijusovoj definiciji baza, odnosno teoriji kiselo-baznih reakcija, a one su i dalje među najčešćim bazama.

Opšta obeležja

Alkalije su sve Arenijusove baze, koje imaju hidroksidne jone (-{OH}-^–) kada su rastvorene u vodi. Zajednička svojstva baznih vodenih rastvora uključuju:

• Umerena koncentriracija (više od 10^–3M) sa -{pH}- 7,1 ili većim. To znači da da uzrokuju prelaz fenolftaleina od bezbojnosti do ružičaste boje.
• Koncentrovani rastvori su kaustični (uzrokuju hemijske opekotine).
• Alkalni rastvori su klizavi ili sapuničasti na dodir, zbog saponifikacije masnih materija na površini kože.
• Baze su obično rastvorne u vodi, iako su neke, poput barijum karbonata samo rastvorljive kada reagiraju sa kiselim vodenim rastvorima.

Razlika između alkalija i baza

Termini „alkalije” i „baze” se često koriste kao sinonimi, a posebno izvan konteksta hemije i hemijskog inženjerstva. Postoje razne konkretnije definicije za koncept alkalija. Alkalije se obično definišu kao podskup baza. Obično je izabran jedan od dva podskupa.

• Osnovne soli nekih alkalnih metala ili zemnoalkalnih metala. Ovo obuhvata -{Mg(OH)}-₂, ali isključuje -{NH}-₃.
• Bilo koja baza koja je rastvorljiva u vodi i formira hidroksidne jone. ili rastvor baze u vodi.

Drugi podskup baza su takozvane „Arenijusove baze”.

Baznoalkalne reakcije

Opšte	$\mathrm{M}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{\rightleftharpoons }{\mathrm{M}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{\mathrm{-}}$		$\mathrm{B}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{B}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{\mathrm{-}}$
Primer	$\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{N}{\mathrm{a}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{\mathrm{-}}$		$\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{N}{H}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{\mathrm{-}}$
	$\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{\mathrm{-}}$		$\mathrm{P}{O}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{3}\mathrm{-}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{H}\mathrm{P}{O}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}}\mathrm{+}\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{\mathrm{-}}$
			${\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{-}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\rightleftharpoons }{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{-}\mathrm{N}{H}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{\mathrm{-}}$
			$\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{\mathrm{-}}\mathrm{+}$

Kod slabih i umereno jakih baza koje su prisutne u rastvorima, u reakcijama ravnoteže učestvuju sve komponente koje su uključene u reakciji. Dva reagensa se razlikuju samo po prisustvu ili odsustvu protona (-{H}-⁺). Odgovarajući kiselinsko-bazni par čini čestice koje imaju odgovarajući proton, koji se naziva protonski donor. Čestica koje imaju sposobnost da apsorbuju proton, nazivaju se akceptori protona. Čitava reakcija se naziva protoliza. Jačina baze je opisana položajem ravnoteže (bazna konstanta).

$\mathrm{B}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{B}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{\mathrm{-}}$ ${\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{A}\mathrm{k}\mathrm{c}\mathrm{e}\mathrm{p}\mathrm{t}\mathrm{o}\mathrm{r}\mathrm{+}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{D}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{o}\mathrm{r}\mathrm{\rightleftharpoons }{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{D}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{o}\mathrm{r}\mathrm{+}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{A}\mathrm{k}\mathrm{c}\mathrm{e}\mathrm{p}\mathrm{t}\mathrm{o}\mathrm{r}$

U jakim i vrlo jakim bazama, ravnotežna reakcije su potpuno na strani -{OH}-^- jona. To je na primer slučaj u reakciji alkalnih metala s vodom:

$\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{N}{\mathrm{a}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{\mathrm{-}}$

Katjon -{Na}-⁺ pritom nema nikakvu ulogu. Hidroksidni jon je ovde stvarna baza, a vodeni proton donor:

$\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{\mathrm{-}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\rightleftharpoons }{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{\mathrm{-}}$ ${\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{A}\mathrm{k}\mathrm{c}\mathrm{e}\mathrm{p}\mathrm{t}\mathrm{o}\mathrm{r}\mathrm{+}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{D}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{o}\mathrm{r}\mathrm{\rightleftharpoons }{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{D}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{o}\mathrm{r}\mathrm{+}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{A}\mathrm{k}\mathrm{c}\mathrm{e}\mathrm{p}\mathrm{t}\mathrm{o}\mathrm{r}$

Alkaliteti alkalnog rastvora se više ne razlikuju u vodenoj sredini. Zbog ove ravnoteže može nastatati jaka, do vrlo jake baze (natrijuma). Ovde se govori o efektu izjednačavanja (istog proizvođača) vode. Za razliku od toga, jačina vrlo jake baze, određena je ravnotežnom konstantom u nevodenim rastvorima i prenosi je na vodeni rastvarač.

Voda ima važnu ulogu u kiselo-baznim reakcijama. Pored proteolize, voda je sposobna da vrši autoprotolizu. To može osloboditi proton i -{OH}-^- oblik, ili dodati proton i -{H}-₃O⁺ oblik. Ovde deluje kao baza, a u drugoj reakciji kao kiselina.

${\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\rightleftharpoons }{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{O}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{\mathrm{-}}$ ${\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{A}\mathrm{k}\mathrm{c}\mathrm{e}\mathrm{p}\mathrm{t}\mathrm{o}\mathrm{r}\mathrm{+}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{D}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{o}\mathrm{r}\mathrm{\rightleftharpoons }{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{D}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{o}\mathrm{r}\mathrm{+}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{A}\mathrm{k}\mathrm{c}\mathrm{e}\mathrm{p}\mathrm{t}\mathrm{o}\mathrm{r}$

Alkalne soli

Soli alkalija su rastvorljivi hidroksidi alkalnih metala i zemnoalkalnih metala, među kojima su opšti primeri:

• Natrijum hidroksid – često zvani „kaustična soda”;
• Kalijum hidroksid – obično zvani „kaustična potaša”;
• Ceđ – generički naziv za bilo koji od prethodna dva, ili čak i za mešavinu;
• Kalcijum hidroksid – zasićeni rastvor poznat kao krečna voda
• Magnezijum hidroksid – atipska alkalija zbog niske rastvoriljivosti u vodi (iako se smatra otpuštenim delom jake baze zbog potpune disocijacije njenih jona)

Alkalno zemljište

Tla čija je -{pH}- vrednost veća od 7,3, obično se definiraju kao alkalna. Mogu se javiti prirodno ili pod uticajem alkalnih soli. Iako nekim biljkama pogoduje malo bazno zemljište (uključujući i povrće kao što su kupus i stočna hrana poput nekih trava), većina biljaka bolje uspeva u blago kiselom tlu (sa -{pH}- između 6,0 i 6,8), dok alkalno tlo kod njih može da uzrokuje probleme.

Alkalna jezera

Alkalna jezera, koja se takođe zovu sodna jezera, isparavanjem prirodno koncentrišu karbonatne soli, što dovodi do alkalnih i često slanih jezera. Primeri alkalnih jezera su:

• Alkalno jezero, Okrug Lejk (Oregon);
• Jezero Boldvin, San Bernardino okrug, Kalifornija;
• Jezero Ber na granici Jute i Ajdaha
• Jezero Mono, blizu doline Ovens u Kaliforniji
• Jezero Redberi, Saskačevan;
• Jezero Samer, Okrug Lejk (Oregon);
• Jezero Tramping, Saskačevan;
• Jezero Magadi u Keniji:
• Jezero Turkana u Keniji (najveće jezero na svetu);
• Postoje takođe alkalna jezera i u [[Australija]|Australiji]];
• Medveđe jezero, Ajdaho–Juta. na granici između držasva Juta i Ajdaho, Sjedinjene Države.

Vidi još

• Baza (hemija)
• Alkalni metali
• Zemnoalkalni metali

Literatura

• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Ebbing, D.D., & Gammon, S. D. General chemistry . Boston, MA: Houghton Mifflin. Шаблон:Page1
• Pavia, D.L., Lampman, G.M., & Kriz, G.S. Organic chemistry volume 1: Organic chemistry 351. Mason, OH: Cenage Learning. Шаблон:Page
• Hogan, C.Michael. 2010. Calcium. eds. A.Jorgensen, C. Cleveland. Encyclopedia of Earth. National Council for Science and the Environment.
• Maguire, Michael E. "Alkaline Earth Metals." Chemistry: Foundations and Applications. Ed. J. J. Lagowski. Vol. 1. New York: Macmillan Reference USA, 2004. 33–34. 4 vols. Gale Virtual Reference Library. Thomson Gale.
• Silberberg, M.S., Chemistry: The molecular nature of Matter and Change (3e édition, McGraw-Hill 2009)
• Petrucci R.H., Harwood W.S. et Herring F.G., General Chemistry (8e édition, Prentice-Hall 2002)
• McArthur, Lewis A. Oregon Geographic Names, Fourth ed. 1974. Edwards Brothers. Ann Arbor, MI
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite journal
• Шаблон:Cite journal
• Шаблон:Cite journal
• Шаблон:Cite journal

Spoljašnje veze

• -{Listing of strengths of common acids and bases}-
• -{Group 2 – Alkaline Earth Metals, Royal Chemistry Society.}-