Hydroxidy
Obsah boxu
Šablona:Infobox Chemická sloučenina
Hydroxidy jsou důležitou skupinou chemických sloučenin, které v sobě obsahují hydroxidový aniont (OH⁻). Tento aniont se skládá z jednoho atomu kyslíku a jednoho atomu vodíku, které jsou vzájemně propojeny kovalentní vazbou a nesou záporný náboj. Většina hydroxidů jsou soli kovových kationtů s hydroxidovým aniontem. Jsou to převážně zásady (báze) a jejich vodné roztoky vykazují pH vyšší než 7.
🧪 Chemické vlastnosti
Hydroxidy jsou charakteristické svou zásaditostí, která je dána přítomností hydroxidového aniontu (OH⁻). Ve vodném prostředí se rozpustné hydroxidy disociují na kovový kationt a hydroxidový aniont, čímž zvyšují koncentraci OH⁻ iontů v roztoku a způsobují jeho alkalický charakter. Reagují s kyselinami za vzniku soli a vody, což je proces známý jako neutralizace. Příklad reakce hydroxidu sodného s kyselinou chlorovodíkovou: NaOH + HCl → NaCl + H₂O Některé hydroxidy, například hydroxid hlinitý, jsou amfoterní, což znamená, že mohou reagovat jak s kyselinami, tak se zásadami. Mnoho hydroxidů je hygroskopické, což znamená, že snadno pohlcují vlhkost ze vzduchu. Některé, jako hydroxid sodný a hydroxid draselný, také reagují s oxidem uhličitým ze vzduchu za vzniku příslušných uhličitanů.
🏭 Výskyt a příprava
Hydroxidy se v přírodě vyskytují v různých formách, například jako minerály (např. portlandit – hydroxid vápenatý, nebo brucit – hydroxid hořečnatý). Většina významných hydroxidů se však vyrábí průmyslově.
- Hydroxid sodný (NaOH) je jedním z nejdůležitějších hydroxidů a vyrábí se především elektrolýzou vodného roztoku chloridu sodného (solanky), známou jako chlor-alkalický proces. Při této reakci vzniká kromě hydroxidu sodného také plynný chlor a vodík. Dříve se vyráběl i kaustifikačním procesem z uhličitanu sodného a hydroxidu vápenatého. V laboratoři může vznikat bouřlivou reakcí kovového sodíku s vodou.
- Hydroxid vápenatý (Ca(OH)₂) se průmyslově vyrábí reakcí oxidu vápenatého (páleného vápna) s vodou, což je proces nazývaný hašení vápna. Tato reakce je silně exotermická.
- Hydroxid draselný (KOH) se získává elektrolýzou roztoku chloridu draselného. Historicky se vyráběl vařením roztoku uhličitanu draselného s hydroxidem vápenatým.
- Hydroxid amonný (NH₄OH) existuje pouze ve vodném roztoku jako rovnováha mezi amoniakem a vodou. Vzniká rozpuštěním amoniaku (NH₃) ve vodě.
🏗️ Použití a aplikace
Hydroxidy mají široké spektrum použití v mnoha průmyslových odvětvích a v každodenním životě.
- Hydroxid sodný (NaOH) je klíčovou látkou v chemickém průmyslu. Používá se při výrobě mýdel, detergentů, celulózy a papíru, textilu a úpravě pitné vody. V potravinářství (E524) slouží jako regulátor pH, pro úpravu tuků a olejů, při zpracování oliv a kakaa. Je také účinným čisticím prostředkem a odstraňovačem mastnoty.
- Hydroxid vápenatý (Ca(OH)₂) se hojně využívá ve stavebnictví při výrobě malty a vápenných omítek. V potravinářství (E526) se používá k úpravě pH ovocných šťáv, vína, k prodloužení trvanlivosti vajec a při zpracování cukrové šťávy. Také se uplatňuje v čištění odpadních vod a zemědělství pro úpravu kyselých půd.
- Hydroxid draselný (KOH) je důležitou složkou při výrobě mýdel (zejména jemných mýdel), detergentů a bělidel. Slouží jako elektrolyt v alkalických bateriích a nikl-kadmiových akumulátorech. V potravinářství (E525) se používá jako regulátor pH a stabilizátor v cukrovinkách a zavařeninách.
- Hydroxid amonný (NH₄OH) se uplatňuje v potravinářství (E527) jako regulátor pH a antimikrobiální látka. V průmyslu je surovinou pro výrobu hnojiv, čisticích prostředků a barviv. V kosmetickém průmyslu se používá jako regulátor pH ve vlasových barvách a krémech.
⚠️ Bezpečnost a toxicita
Většina hydroxidů, zejména ty silně zásadité, jsou žíraviny a mohou způsobit vážné poleptání kůže, očí a sliznic.
- Hydroxid sodný je silná žíravina. Při poleptání je nutné okamžitě omýt zasažené místo proudem studené vody a neutralizovat slabou kyselinou (např. zředěným octem). Při zasažení očí se neutralizace nesmí provádět, pouze se neustále vymývá vodou. Požití může vést k poleptání jícnu a žaludku, s rizikem nekrózy a pozdějších komplikací, včetně zvýšeného rizika rakoviny.
- Hydroxid draselný je rovněž vysoce toxický a žíravý, způsobuje podráždění kůže a sliznice. Požití i malého množství může být životu nebezpečné a vést k akutní otravě.
- Hydroxid vápenatý je klasifikován jako dráždivá látka a žíravina. Při přímém kontaktu s kůží nebo očima může způsobit popáleniny a puchýře.
- Hydroxid amonný je považován za bezpečný v malých koncentracích v potravinách, ale koncentrované roztoky jsou žíravé a dráždivé pro pokožku a oči. Při práci s ním je nutné dodržovat bezpečnostní pokyny a používat ochranné pomůcky.
💡 Příklady důležitých hydroxidů
Mezi nejznámější a nejpoužívanější hydroxidy patří:
- Hydroxid sodný (NaOH) – známý též jako louh sodný nebo natron. Je to bílá, pevná, silně hygroskopická látka, která se používá v mnoha průmyslových odvětvích.
- Hydroxid draselný (KOH) – nazývaný také louh draselný nebo kaustická potaš. Jedná se o bílou, krystalickou, silně zásaditou látku, která se podobá hydroxidu sodnému.
- Hydroxid vápenatý (Ca(OH)₂) – běžně označovaný jako hašené vápno nebo vápenné mléko (vodná suspenze) či vápenná voda (vodný roztok). Je to bílý prášek, který je málo rozpustný ve vodě.
- Hydroxid amonný (NH₄OH) – často označovaný jako čpavková voda nebo vodný amoniak. Existuje pouze ve vodném roztoku.
- Hydroxid hořečnatý (Mg(OH)₂) – používá se jako antacidum proti překyselení žaludku a v potravinářství jako korektor kyselosti.
- Hydroxid hlinitý (Al(OH)₃) – amfoterní hydroxid, využívá se například ve vodárenství k čeření vody.
🧒 Pro laiky
Představte si hydroxid jako takovou chemickou "houbu", která dokáže velmi účinně pohlcovat kyselé látky. Většinou je to látka, která se skládá z nějakého kovu (například sodík, vápník nebo draslík) a k němu připojené speciální skupiny zvané hydroxidová skupina (OH). Tato OH skupina je to, co dělá hydroxidy tak zásaditými, tedy opakem kyselin. Když si vezmete například mýdlo, jeho výroba se neobejde bez hydroxidu sodného. Ten pomáhá rozkládat tuky a oleje, aby se z nich stalo mýdlo. Nebo si vzpomeňte na hašené vápno, což je vlastně hydroxid vápenatý. To se používá ve stavebnictví k výrobě malty, která drží cihly pohromadě. Je důležité si pamatovat, že hydroxidy jsou silné látky. Ty rozpustné ve vodě tvoří louhy, které jsou velmi žíravé – podobně jako silné čisticí prostředky na odpady. Proto se s nimi musí zacházet velmi opatrně, aby nedošlo k poleptání kůže nebo očí. Jsou to ale zároveň velmi užitečné látky, které nám pomáhají v mnoha oblastech, od výroby papíru až po úpravu vody.