Wodorotlenki — budowa i właściwości

Wodorotlenki to związki zbudowane z metalu i grupy wodorotlenowej. Ich wzór ogólny zapisuje się jako M(OH)ₙ, gdzie n odpowiada wartościowości metalu.

Wodorotlenek a zasada

Rozróżnienie sprawdzane niemal zawsze. Zasada to wodorotlenek rozpuszczalny w wodzie. Każda zasada jest więc wodorotlenkiem, ale nie odwrotnie.

Wodorotlenek sodu i potasu rozpuszczają się dobrze, więc są zasadami. Wodorotlenek miedzi czy żelaza pozostają nierozpuszczalne — to nadal wodorotlenki, ale nie zasady.

Otrzymywanie

• Metal aktywny z wodą — sód, potas, wapń
• Tlenek metalu z wodą — dla tlenków metali aktywnych
• Sól z zasadą — dla wodorotlenków nierozpuszczalnych, wytrącanych jako osad

Ostatnia metoda jest jedyną drogą do wodorotlenków nierozpuszczalnych, bo nie da się ich otrzymać przez rozpuszczanie tlenku, który również w wodzie nie reaguje.

Właściwości

• Roztwory zasad są śliskie w dotyku i mają odczyn zasadowy
• Barwią wskaźniki: fenoloftaleinę na malinowo, lakmus na niebiesko
• Reagują z kwasami, tworząc sól i wodę
• Stężone roztwory są silnie żrące

Dlaczego zasady bywają groźniejsze od kwasów

Wbrew powszechnemu przekonaniu oparzenia zasadami bywają poważniejsze. Kwas ścina białka na powierzchni, tworząc barierę, która częściowo ogranicza wnikanie w głąb.

Zasada rozpuszcza tłuszcze i białka, więc przenika dalej i działa dłużej. Oparzenie może wyglądać niepozornie w pierwszej chwili, a uszkodzenie postępuje. Dlatego przy kontakcie z wodorotlenkiem sodu obowiązuje długie płukanie wodą, znacznie dłuższe, niż podpowiada wygląd zmiany.

Zastosowania

Wodorotlenek sodu, znany jako soda kaustyczna, służy do produkcji mydła, papieru i środków czyszczących — także tych do udrażniania rur, gdzie rozpuszcza tłuszcze i włosy.

Wodorotlenek wapnia, czyli wapno gaszone, stosuje się w budownictwie oraz do odkwaszania gleb. Jego reakcja z dwutlenkiem węgla z powietrza tłumaczy twardnienie zapraw wapiennych — proces trwający tygodniami, a w grubych murach nawet lata.

Amfoteryczność

Część wodorotlenków reaguje zarówno z kwasami, jak i z zasadami. Zjawisko to nazywa się amfoterycznością i dotyczy między innymi wodorotlenku glinu, cynku i chromu.

Ma to praktyczne konsekwencje: naczynia aluminiowe niszczeją zarówno w środowisku kwaśnym, jak i zasadowym. Dlatego nie należy myć garnków z aluminium w zmywarce, gdzie stosuje się silnie zasadowe detergenty — powierzchnia matowieje, a warstwa ochronna tlenku zostaje naruszona.

Odczyn i skala pH

Roztwory zasad mają pH powyżej siedmiu, przy czym skala jest logarytmiczna: różnica jednej jednostki oznacza dziesięciokrotną zmianę stężenia jonów.

Wodorotlenek sodu o stężeniu spotykanym w środkach do udrażniania rur osiąga pH bliskie czternastu, czyli około miliona razy więcej jonów wodorotlenowych niż woda obojętna. Ta liczba lepiej niż cokolwiek innego tłumaczy, dlaczego z takimi preparatami pracuje się w rękawicach i okularach.