هیدروکسید چیست؟

هیدروکسیدها گروهی از ترکیبات شیمیایی هستند که به طور گسترده در زندگی روزمره ما یافت می‌شوند. آن‌ها نقش مهمی در بسیاری از صنایع ایفا می‌کنند و به عنوان مواد اولیه یا محصولات نیمه‌ساخته در فرآیندهای مختلف کاربرد دارند. اجازه دهید با هم در مورد این ترکیبات مهم بیشتر بدانیم.

تفاوت بین هیدروکسیدها و بازها چیست؟

در شیمی، همه بازها، هیدروکسیدهایی هستند که در آب حل می‌شوند. با این حال، همه این ترکیبات تمایلی به واکنش با مولکول‌های آب ندارند. هیدروکسیدهای سدیم یا پتاسیم به راحتی در آب حل می‌شوند، بنابراین می‌توان آن‌ها را باز نامید؛ به ترتیب باز سدیم و باز پتاسیم. اما در مورد هیدروکسید آهن (Fe2(OH)3) قضیه کاملاً متفاوت است. این ترکیب کمی در آب حل می‌شود و بنابراین نمی‌توان آن را یک باز نامید. موارد مشابهی برای هیدروکسیدهای مس یا نقره وجود دارد که از محلول‌های آبی به صورت رسوب خارج می‌شوند. قابلیت انحلال هیدروکسیدهای خاص را می‌توان در جدول حلالیت نمک‌ها و هیدروکسیدها بررسی کرد. برای اطلاعات بیشتر راجب هیدروکسید اینجا کلیک کنید.

باید توجه داشته باشیم که هر هیدروکسید یک باز نیست؛ بلکه هر باز، یک هیدروکسید است.

در شیمی، بازها دسته‌ای از ترکیبات هستند که می‌توانند خاصیت قلیایی از خود نشان دهند. همه بازهای رایج، هیدروکسیدهای فلزات گروه یک جدول تناوبی و همچنین چند فلز از گروه دو شامل کلسیم، استرانسیوم و باریم هستند.

اما یک استثنا وجود دارد؛ باز آمونیوم تنها بـاز شناخته شده است که مولکول‌های آن اتم فلزی ندارند.

بازها به عنوان ترکیبات شیمیایی، به راحتی در آب حل می‌شوند و در محلول‌های آبی دچار تفکیک الکترولیتی می‌گردند. در این فرآیند، باز به یون‌های مثبت کاتیون و یون‌های منفی آنیون تجزیه می‌شود. یون‌های حاصل‌شده قادر به هدایت جریان الکتریکی هستند. بنابراین، بازها نیز نوعی الکترولیت به شمار می‌روند.

تجزیه هیدروکسیدها به یون‌ها بر شدت بازی آن‌ها نیز تأثیر می‌گذارد. حضور باز در محلول آبی، باعث افزایش سطح pH آن می‌شود. به عبارت دیگر، غلظت یون‌های هیدروکسید (OH-) کاهش می‌یابد. میزان این یون‌های منفی را می‌توان با اندازه‌گیری PH محلول آزمایش‌شده با الکترود یون‌ مناسب تعیین کرد.

همچنین می‌توانیم با افزودن یک شناساگر مناسب به محلول، یا فرو بردن کاغذ نشانگر که در حضور باز به رنگ سبز یا آبی تیره در می‌آید، به صورت بصری، pH را ارزیابی کنیم. فنول‌فتالئین رایج‌ترین شناساگر مورد استفاده برای تشخیص بازهاست و در محلول‌های آبی هیدروکسیدها، این ماده به رنگ قرمز تمشکی در می‌آید.

هیدروکسید سدیم

پرکاربردترین هیدروکسید، سود سوز آور سدیم هیدروکسید، NaOH است. این ماده به صورت تجاری به شکل قرص یا گرانول موجود است. سود سوز آور نباید در ظروف شیشه‌ای، به خصوص ظروفی که درپوش آن‌ها نیز شیشه‌ای است، نگهداری شود. برای نگهداری ایمن این ماده از ظروف اختصاصی پلی‌اتیلن استفاده کنید.

سود سوز آور به شدت در آب قابل حل است. فرآیند حل شدن آن با تولید گرما همراه است و به همین دلیل به عنوان یک باز قوی طبقه‌بندی می‌شود. به دلیل خاصیت خورندگی و تحریک‌پذیری، هنگام کار با آن باید احتیاط ویژه‌ای به خرج داد.

در مقیاس آزمایشگاهی، NaOH از طریق واکنش بین فلز سدیم با آب به دست می‌آید. اگر سدیم را به لیوانی حاوی آب و فنول‌فتالئین اضافه کنیم، رنگ تمشکی صورتی مایل به قرمز ظاهر می‌شود که نشان‌دهنده وجود یون‌های OH– است. همزمان با این واکنش، گاز هیدروژن نیز آزاد می‌شود.

در صنعت، سود سوزآور با الکترولیز محلول آبیِ کلرید سدیم به دست می‌آید. در این فرآیند، در قطب مثبت کلر گازی شکل آزاد می‌شود و در اطراف قطب منفی محلول سدیم هیدروکسید تشکیل می‌شود.

یکی دیگر از روش‌های صنعتی برای تولید این باز، روش جیوه‌ای است که امروزه کمتر کاربرد دارد. در این روش، سدیم آمالگام و جیوه‌ای که در آن ته‌نشین می‌شوند، مستقیماً در ظرفی حاوی آب قرار می‌گیرند.

سود سوزآور نقش مهمی در صنعت ایفا می‌کند. این ماده یک معرف شیمیایی حیاتی است که به صورت روزانه در آزمایشگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. سود سوزآور یکی از اجزای تشکیل‌دهنده پلاستیک، لاستیک، کاغذ و مواد شوینده است. همچنین در فرآوری نفت خام نیز کاربرد دارد.

کلسیم هیدروکسید

آهک هیدراته یا هیدروکسید کلسیم، در مقایسه با سود سوزآور یا سدیم هیدروکسید، دارای دو گروه هیدروکسیل است. با این حال، آهک هیدراته بسیار کم‌تر در آب حل می‌شود. محلول اشباع ‌شده آبی این ترکیب، آب آهک نامیده می‌شود. آب آهک به طور گسترده برای تشخیص دی‌اکسید کربن استفاده می‌ شود به ‌اصطلاح باعث کدر شدن آب آهک می‌شود.

همچنین در شرایط آزمایشگاهی، آهک هیدراته می‌تواند از واکنش کلسیم با آب به دست آید. با این حال، این واکنش بسیار ملایم‌تر از واکنش سدیم با آب است. در صنعت، هیدروکسید کلسیم از طریق فرآیندی گرمازا به نام آهک‌نشانی تولید می‌شود.

نمونه هایی از هیدروکسیدهای دیگر

علاوه بر هیدروکسید سدیم و کلسیم، ترکیبات هیدروکسید فلزات دیگر نیز نقش مهمی ایفا می‌کنند. این ترکیبات با پیوند یک گروه هیدروکسید (OH-) به اتم‌های فلزات مختلف به وجود می‌آیند.

هیدروکسید پتاسیم (KOH) از نظر ساختار و خواص، شباهت زیادی به سود سوزآور (NaOH) دارد. هردوی این مواد بازهای قوی هستند. هیدروکسید پتاسیم با آب واکنش شدیدی نشان می‌دهد و خاصیت جاذب رطوبت بالایی دارد.

اکسید منیزیم (MgO) و اکسید آلومینیم (Al2O3) می‌توانند به عنوان دارو برای درمان اسید معده بالا مورد استفاده قرار بگیرند.

علاوه بر این، هیدروکسید منیزیم (Mg(OH)2) به عنوان یک ماده تشکیل‌دهنده در اکثر خمیر دندان‌ها به کار می‌رود.

آنیون هیدروکسید (OH⁻) که با نام‌های هیدروکسید و گروه هیدروکسیل نیز شناخته می‌شود، ترکیبی شیمیایی با فرمول ساده OH⁻ است. این آنیون در بسیاری از مولکول‌ها و ترکیبات از جمله آب (H₂O)، بازها و اسیدهای ضعیف نقش حیاتی دارد.

نحوه تشکیل آنیون هیدروکسید

آنیون هیدروکسید به طور معمول از طریق دو فرآیند اصلی تشکیل می‌شود. استخراج از آب ساده‌ترین روش برای تولید هیدروکسید و جداسازی آن از مولکول آب است. این کار با یونیزه شدن آب و تبدیل آن به یون‌های هیدروژن (H⁺) و هیدروکسید (OH⁻) انجام می‌شود. این فرآیند به عنوان یونیزه شدن آب یا خودیونیزه شدن آب شناخته می‌شود. فلزات قلیایی (گروه 1) و فلزات قلیایی خاکی (گروه 2) به طور شدیدی با آب واکنش می‌دهند و هیدروکسید فلز و هیدروژن گازی تولید می‌کنند. به عنوان مثال، واکنش سدیم (Na) با آب به صورت زیر است:

Na + H₂O → NaOH + H₂

در این واکنش، سدیم با آب واکنش داده و هیدروکسید سدیم (NaOH) و هیدروژن گازی (H₂) تولید می‌کند.

سخن آخر

در این مقاله، به بررسی آنیون هیدروکسید (OH⁻) پرداختیم. این آنیون، با وجود فرمول ساده (OH⁻) ، در بسیاری از مولکول‌ها و ترکیبات از جمله آب، بازها و اسیدهای ضعیف نقش حیاتی دارد.

برای آشنایی بیشتر با هیدروکسید و دیگر محصولات شیمیایی، می‌توانید به سایت تدارک صنعت کاغذ کرمان مراجعه کنید. در این سایت، اطلاعات مفیدی در مورد انواع مواد شیمیایی، کاربردها، خطرات احتمالی و نکات ایمنی در هنگام کار با آ‌ن‌ها ارائه شده است.