Алкалије

Алкалија (ар.: al-qaly القلي, القالي = сони пепео, пепео соли) у хемији су базне, јонске соли алкално металних или земноалкално металних хемијских елемената. Алкалије се такође могу дефинисати као базе које се растварају у води. Раствор база има pH вредност већу од 7,0. Придев алкални је уобичајен, а мање се користи базни у већини европских језика, као синоним за базне, посебно за базне супстанце које су растворне у води. Ова широка употреба израза вероватно потиче од чињенице да су прве познате базе имале својства сагласна Архенијусовој дефиницији база, односно теорији кисело-базних реакција, а оне су и даље међу најчешћим базама.

Општа обележја

Алкалије су све Аренијусове базе, које имају хидроксидне јоне (OH^–) када су растворене у води. Заједничка својства базних водених раствора укључују:

• Умерена концентрирација (више од 10^–3M) са pH 7,1 или већим. То значи да да узрокују прелаз фенолфталеина од безбојности до ружичасте боје.
• Концентровани раствори су каустични (узрокују хемијске опекотине).
• Алкални раствори су клизави или сапуничасти на додир, због сапонификације масних материја на површини коже.
• Базе су обично растворне у води, иако су неке, попут баријум карбоната само растворљиве када реагирају са киселим воденим растворима.

Разлика између алкалија и база

Термини „алкалије” и „базе” се често користе као синоними, а посебно изван контекста хемије и хемијског инжењерства. Постоје разне конкретније дефиниције за концепт алкалија. Алкалије се обично дефинишу као подскуп база. Обично је изабран један од два подскупа.

• Основне соли неких алкалних метала или земноалкалних метала. Ово обухвата Mg(OH)₂, али искључује NH₃.
• Било која база која је растворљива у води и формира хидроксидне јоне. или раствор базе у води.

Други подскуп база су такозване „Аренијусове базе”.

Базноалкалне реакције

Опште	$\mathrm {MOH\ \rightleftharpoons \ M^{+}+OH^{-}}$		$\mathrm {B+H_{2}O\ \rightleftharpoons \ BH^{+}+OH^{-}}$
Пример	$\mathrm {NaOH\ \rightleftharpoons \ Na^{+}+OH^{-}}$		$\mathrm {NH_{3}+H_{2}O\ \rightleftharpoons \ NH_{4}^{+}+OH^{-}}$
	$\mathrm {Ca(OH)_{2}\ \rightleftharpoons \ Ca^{2+}+2\ OH^{-}}$		$\mathrm {PO_{4}^{3-}+H_{2}O\ \rightleftharpoons \ HPO_{4}^{2-}+OH^{-}}$
			$\mathrm {H_{3}C{-}NH_{2}\ +\ H_{2}O\ \rightleftharpoons \ H_{3}C{-}NH_{3}^{+}\ +\ OH^{-}}$
			$\mathrm {+\ H_{2}O\ \rightleftharpoons \ OH^{-}\ +}$

Код слабих и умерено јаких база које су присутне у растворима, у реакцијама равнотеже учествују све компоненте које су укључене у реакцији. Два реагенса се разликују само по присуству или одсуству протона (H⁺). Одговарајући киселинско-базни пар чини честице које имају одговарајући протон, који се назива протонски донор. Честица које имају способност да апсорбују протон, називају се акцептори протона. Читава реакција се назива протолиза. Јачина базе је описана положајем равнотеже (базна константа).

$\mathrm {\ {\color {Blue}B}+{\color {OliveGreen}H_{2}O}\ \rightleftharpoons \ {\color {Blue}BH^{+}}+{\color {OliveGreen}OH^{-}}}$ $\mathrm {{\color {blue}H^{+}Akceptor}+{\color {OliveGreen}H^{+}Donor}\ \rightleftharpoons \ {\color {blue}H^{+}Donor}+{\color {OliveGreen}H^{+}Akceptor}}$

У јаким и врло јаким базама, равнотежна реакције су потпуно на страни OH^- јона. То је на пример случај у реакцији алкалних метала с водом:

$\mathrm {NaOH\ \rightleftharpoons \ Na^{+}+OH^{-}}$

Катјон Na⁺ притом нема никакву улогу. Хидроксидни јон је овде стварна база, а водени протон донор:

$\mathrm {OH^{-}+H_{2}O\ \rightleftharpoons \ H_{2}O+OH^{-}}$ $\mathrm {H^{+}Akceptor+H^{+}Donor\ \rightleftharpoons \ H^{+}Donor+H^{+}Akceptor}$

Алкалитети алкалног раствора се више не разликују у воденој средини. Због ове равнотеже може настатати јака, до врло јаке базе (натријума). Овде се говори о ефекту изједначавања (истог произвођача) воде. За разлику од тога, јачина врло јаке базе, одређена је равнотежном константом у неводеним растворима и преноси је на водени растварач.

Вода има важну улогу у кисело-базним реакцијама. Поред протеолизе, вода је способна да врши аутопротолизу. То може ослободити протон и OH^- облик, или додати протон и H₃О⁺ облик. Овде делује као база, а у другој реакцији као киселина.

$\mathrm {H_{2}O+H_{2}O\ \rightleftharpoons \ H_{3}O^{+}+OH^{-}}$ $\mathrm {H^{+}Akceptor+H^{+}Donor\ \rightleftharpoons \ H^{+}Donor+H^{+}Akceptor}$

Алкалне соли

Соли алкалија су растворљиви хидроксиди алкалних метала и земноалкалних метала, међу којима су општи примери:

• Натријум хидроксид – често звани „каустична сода”;
• Калијум хидроксид – обично звани „каустична поташа”;
• Цеђ – генерички назив за било који од претходна два, или чак и за мешавину;
• Калцијум хидроксид – засићени раствор познат као кречна вода
• Магнезијум хидроксид – атипска алкалија због ниске раствориљивости у води (иако се сматра отпуштеним делом јаке базе због потпуне дисоцијације њених јона)

Алкално земљиште

Тла чија је pH вредност већа од 7,3, обично се дефинирају као алкална. Могу се јавити природно или под утицајем алкалних соли. Иако неким биљкама погодује мало базно земљиште (укључујући и поврће као што су купус и сточна храна попут неких трава), већина биљака боље успева у благо киселом тлу (са pH између 6,0 и 6,8), док алкално тло код њих може да узрокује проблеме.

Алкална језера

Алкална језера, која се такође зову содна језера, испаравањем природно концентришу карбонатне соли, што доводи до алкалних и често сланих језера. Примери алкалних језера су:

• Алкално језеро, Округ Лејк (Орегон);
• Језеро Болдвин, Сан Бернардино округ, Калифорнија;
• Језеро Бер на граници Јуте и Ајдаха
• Језеро Моно, близу долине Овенс у Калифорнији
• Језеро Редбери, Саскачеван;
• Језеро Самер, Округ Лејк (Орегон);
• Језеро Трампинг, Саскачеван;
• Језеро Магади у Кенији:
• Језеро Туркана у Кенији (највеће језеро на свету);
• Постоје такође алкална језера и у [[Аустралија]|Аустралији]];
• Медвеђе језеро, Ајдахо–Јута. на граници између држасва Јута и Ајдахо, Сједињене Државе.

Види још

• База (хемија)
• Алкални метали
• Земноалкални метали

Литература

• Ј., Лаидлер К. цхемистрy wитх биологицал апплицатионс. Бењамин/Цуммингс (1978). Пхyсицал. Менло Парк. ИСБН 978-0-8053-5680-9. 
• Х., Петруцци Р.; Харwоод W. С.; Херринг Ф. Г. (2002). Генерал Цхемистрy, 8тх Ед. Неw Yорк: Прентице-Халл. ИСБН 978-0-13-014329-7. 
• Wхиттен К.W.; Гаилеy К. D.; Давис Р. Е. (1992). Генерал цхемистрy, 4тх Ед. Пхиладелпхиа: Саундерс Цоллеге Публисхинг. ИСБН 978-0-03-072373-5. 
• Аткинс П.; Паула Ј. (2006). Пхyсицал цхемистрy, 8тх Ед. Сан Францисцо: W. Х. Фрееман. ИСБН 978-0-7167-8759-4. 
• Wхиттен, Кеннетх W.; Пецк, Ларрy; Давис, Раyмонд Е.; Лоцкwоод, Лиса; Станлеy, Георге Г. (2009). Цхемистрy (9тх изд.). ИСБН 978-0-495-39163-0. 
• Зумдахл, Стевен; ДеЦосте, Доналд (2013). Цхемицал Принциплес (7тх изд.). Марy Финцх. 
• Еббинг, D.D., & Гаммон, С. D. Генерал цхемистрy . Бостон, МА: Хоугхтон Миффлин. (8th изд.). 2005. ISBN 978-0-618-51177-8. 
• Павиа, D.L., Лампман, Г.M., & Криз, Г.С. Органиц цхемистрy волуме 1: Органиц цхемистрy 351. Масон, ОХ: Ценаге Леарнинг. 2004. ISBN 978-0-7593-4727-4.
• 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
• Peterson, F. Ross (1994). „Bear Lake”. Ур.: Powell, Allan Kent. Utah History Encyclopedia. Salt Lake City, Utah: University of Utah Press. ISBN 0874804256. OCLC 30473917. Архивирано из оригинала 13. 01. 2017. г. Приступљено 19. 01. 2022. 
• Johnson, T.C.; J.O. Malala (2009). „Lake Turkana and its connection to the Nile”. Ур.: H.J. Dumont. The Nile. Monographiae Biologicae. 89. Springer Science + Business Media B.V. стр. 287—306. ISBN 978-1-4020-9725-6. 
• Bloszies, C.; Forman, S. L.; Wright, D. K. (1. 9. 2015). „Water level history for Lake Turkana, Kenya in the past 15,000 years and a variable transition from the African Humid Period to Holocene aridity”. Global and Planetary Change. 132: 64—76. doi:10.1016/j.gloplacha.2015.06.006. CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• Costa, Kassandra; Russell, James; Konecky, Bronwen; Lamb, Henry (1. 1. 2014). „Isotopic reconstruction of the African Humid Period and Congo Air Boundary migration at Lake Tana, Ethiopia”. Quaternary Science Reviews. 83: 58—67. Bibcode:2014QSRv...83...58C. doi:10.1016/j.quascirev.2013.10.031. CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• Tierney, Jessica E.; Russell, James M.; Sinninghe Damsté, Jaap S.; Huang, Yongsong; Verschuren, Dirk (1. 4. 2011). „Late Quaternary behavior of the East African monsoon and the importance of the Congo Air Boundary”. Quaternary Science Reviews. 30 (7–8): 798—807. Bibcode:2011QSRv...30..798T. doi:10.1016/j.quascirev.2011.01.017. CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• Junginger, Annett; Roller, Sybille; Olaka, Lydia A.; Trauth, Martin H. (15. 2. 2014). „The effects of solar irradiation changes on the migration of the Congo Air Boundary and water levels of paleo-Lake Suguta, Northern Kenya Rift, during the African Humid Period (15–5 ka BP)”. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 396: 1—16. Bibcode:2014PPP...396....1J. doi:10.1016/j.palaeo.2013.12.007. CS1 одржавање: Формат датума (веза)

Spoljašnje veze

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