Что значит гидроксид ион

PH полученного раствора можно определить по концентрации гидроксид-ионов . Для этого сначала рассчитывается так называемое значение pOH.

п О ЧАС знак равно — бревно ⁡ c ( О ЧАС — ) <\ Displaystyle \ mathrm = — \ log \ c (\ mathrm >)>

и отсюда значение pH:

п ЧАС знак равно п K ш — п О ЧАС <\ Displaystyle \ mathrm = \ mathrm

K _ <\ mathrm > — \ mathrm \>

Для каждой температуры существует значение p K _w . При 22 ° C pK _w = 14.

Ионы гидроксида также содержатся в чистой воде при 22 ° C в концентрации 10 -7 моль · л -1 . Это связано с автопротолизом воды согласно следующему уравнению реакции:

ЧАС 2 О + ЧАС 2 О ⇌ ЧАС 3 О + + О ЧАС — <\ displaystyle \ mathrm O + H_ <2>O \ rightleftharpoons \ H_ <3>O ^ <+>+ OH ^ <->>>

Н ₃ О + — и ион гидроксида обеспечивает низкую электропроводность , даже с дистиллированной водой .

Органическая химия

Ионы гидроксида часто используются в качестве нуклеофилов при нуклеофильном замещении для синтеза спиртов . Алканолы образуются из галогеналканов .

Источник

Гидроксид — Hydroxide

Гидроксид представляет собой двухатомный анион с химической формулой OH — . Она состоит из кислорода и водорода атома удерживаются вместе с помощью одной ковалентной связью , и несет отрицательный электрический заряд . Это важный, но обычно второстепенный компонент воды . Он действует как основание , лиганд , нуклеофил и катализатор . Ион гидроксида образует соли , некоторые из которых диссоциируют в водном растворе, высвобождая сольватированные ионы гидроксида. Гидроксид натрия — это товарный химический продукт с оборотом в несколько миллионов тонн в год . Гидроксид, присоединенный к сильно электроположительному центру, может сам ионизироваться, высвобождая катион водорода (H + ), превращая исходное соединение в кислоту .

Соответствующее электрически нейтральное соединение НО • представляет собой гидроксильный радикал . Соответствующей ковалентно связанной группой атомов –ОН является гидроксильная группа . Ион гидроксида и гидроксильная группа являются нуклеофилами и могут действовать как катализаторы в органической химии .

Многие неорганические вещества, в названии которых присутствует слово « гидроксид», являются не ионными соединениями гидроксид-иона, а ковалентными соединениями, содержащими гидроксильные группы .

СОДЕРЖАНИЕ

Гидроксид-ион

Ион гидроксида является естественной частью воды из-за реакции самоионизации, в которой его дополнение, гидроксоний , проходит через водород:

Константа равновесия этой реакции, определяемая как

имеет значение, близкое к 10 -14 при 25 ° C, поэтому концентрация гидроксид-ионов в чистой воде близка к 10 -7 моль ∙ дм -3 , чтобы удовлетворить ограничению равного заряда. РН раствора равно десятичной кологарифм от катионов водорода концентрации; pH чистой воды близок к 7 при температуре окружающей среды. Концентрация гидроксид-ионов может быть выражена через pOH , который близок к (14 — pH), поэтому pOH чистой воды также близок к 7. Добавление основания к воде снижает концентрацию катионов водорода и, следовательно, увеличивает концентрация гидроксид-иона (увеличение pH, уменьшение pOH), даже если само основание не содержит гидроксида. Например, растворы аммиака имеют pH больше 7 из-за реакции NH ₃ + H + ⇌ NH +
4 , что снижает концентрацию катионов водорода, что увеличивает концентрацию гидроксид-иона. pOH можно поддерживать на почти постоянном уровне с помощью различных буферных растворов .

В водном растворе ион гидроксида является основанием в смысле Бренстеда – Лоури, поскольку он может принимать протон из кислоты Бренстеда – Лоури с образованием молекулы воды. Он также может действовать как основание Льюиса , отдавая пару электронов кислоте Льюиса. В водном растворе ионы водорода и гидроксид-ионы сильно сольватированы с водородными связями между атомами кислорода и водорода. Действительно, бигидроксид-ион H
3 О —
2 был охарактеризован в твердом состоянии. Это соединение центросимметрично и имеет очень короткую водородную связь (114,5 мкм ), которая аналогична длине в бифторид- ионе HF. —
2 (114 вечера). В водном растворе ион гидроксида образует прочные водородные связи с молекулами воды. Следствием этого является то, что концентрированные растворы гидроксида натрия имеют высокую вязкость из-за образования протяженной сети водородных связей, как в растворах фтороводорода .

В растворе на воздухе гидроксид-ион быстро реагирует с атмосферным диоксидом углерода , действуя как кислота, с образованием первоначально бикарбонат- иона.

Константа равновесия для этой реакции может быть указана либо как реакция с растворенным диоксидом углерода, либо как реакция с газообразным диоксидом углерода ( значения и подробности см. В Угольной кислоте ). При нейтральном или кислом pH реакция протекает медленно, но катализируется ферментом карбоангидразой , который эффективно создает ионы гидроксида в активном центре.

Растворы, содержащие стекло, разрушающее гидроксид-ион . В этом случае силикаты в стекле действуют как кислоты. Основные гидроксиды, твердые или в растворе, хранятся в герметичных пластиковых контейнерах.

Гидроксида функция ион может как типичный электрон-донорного лиганда , образуя такие комплексы , как tetrahydroxoaluminate / tetrahydroxido алюмината [Al (OH) ₄ ] — . Он также часто встречается в комплексах со смешанными лигандами типа [ML _x (OH) _y ] z + , где L — лиганд. Ион гидроксида часто служит мостиковым лигандом , отдавая одну пару электронов каждому из соединяемых атомов. Как проиллюстрировано [Pb ₂ (OH)] 3+ , гидроксиды металлов часто записываются в упрощенном формате. Он может даже действовать как донор 3-электронных пар, как в тетрамере [PtMe ₃ (OH)] ₄ .

При связывании с сильно электроноакцепторным металлическим центром гидроксидные лиганды имеют тенденцию ионизироваться с образованием оксидных лигандов. Например, бихромат-ион [HCrO ₄ ] — диссоциирует согласно

Колебательные спектры

ИК — спектры соединений , содержащих ОН — функциональную группу , имеют сильные полосы поглощения в область с центром около 3500 см -1 . Высокая частота молекулярных колебаний является следствием малой массы атома водорода по сравнению с массой атома кислорода, и это делает относительно простым обнаружение гидроксильных групп с помощью инфракрасной спектроскопии. Полоса из-за группы ОН имеет тенденцию быть резкой. Однако ширина полосы увеличивается, когда группа ОН участвует в образовании водородных связей. Молекула воды имеет изгибную моду HOH примерно при 1600 см -1 , поэтому отсутствие этой полосы можно использовать, чтобы отличить группу OH от молекулы воды.

Когда группа ОН связана с ионом металла в координационном комплексе , может наблюдаться режим изгиба M-OH. Например, в [Sn (OH) ₆ ] 2– это происходит при 1065 см -1 . Изгибной режим для мостикового гидроксида имеет тенденцию иметь более низкую частоту, как в [( бипиридин ) Cu (OH) ₂ Cu ( бипиридин )] 2+ (955 см -1 ). Валентные колебания M-OH происходят ниже примерно 600 см -1 . Например, тетраэдрический ион [Zn (OH) ₄ ] 2- имеет полосы при 470 см -1 ( комбинационно- активный, поляризованный) и 420 см -1 (инфракрасный). Этот же ион имеет деформационное колебание (HO) –Zn– (OH) при 300 см –1 .

Приложения

Растворы гидроксида натрия, также известные как щелок и каустическая сода, используются в производстве целлюлозы и бумаги , текстильных изделий , питьевой воды , мыла и моющих средств , а также в качестве очистителя канализации . Мировое производство в 2004 году составило около 60 миллионов тонн . Основной метод производства — хлористоводородный щелочной процесс .

Растворы, содержащие ион гидроксида, образуются при растворении соли слабой кислоты в воде. Карбонат натрия используется в качестве щелочи, например, в результате реакции гидролиза.

Хотя основная прочность растворов карбоната натрия ниже, чем у концентрированного раствора гидроксида натрия, он имеет то преимущество, что он твердый. Он также производится в огромных количествах (42 миллиона тонн в 2005 году) по технологии Solvay . Пример использования карбоната натрия в качестве щелочи — это когда промывочная сода (другое название карбоната натрия) действует на нерастворимые сложные эфиры, такие как триглицериды , обычно известные как жиры, гидролизуя их и делая растворимыми.

Боксит , основной гидроксид алюминия , является основной рудой, из которой производится этот металл. Точно так же гетит (α-FeO ​​(OH)) и лепидокрокит (γ-FeO (OH)), основные гидроксиды железа , входят в число основных руд, используемых для производства металлического железа.

Неорганические гидроксиды

Щелочные металлы

Помимо NaOH и KOH, которые находят применение в очень широком масштабе, также можно использовать гидроксиды других щелочных металлов. Гидроксид лития является сильным основанием с p K _b -0,36. Гидроксид лития используется в системах очистки дыхательного газа для космических аппаратов , подводных лодок и ребризеров для удаления углекислого газа из выдыхаемого газа.

Гидроксид лития предпочтительнее гидроксида натрия из-за его меньшей массы. Гидроксид натрия , гидроксид калия , и гидроксиды других щелочных металлов также являются сильными основаниями .

Щелочноземельные металлы

Бериллий гидроксид В (ОН) ₂ является амфотерным . Сам гидроксид нерастворим в воде с произведением растворимости log K * _sp, равным -11,7. Добавление кислоты дает растворимые продукты гидролиза , включая тримерный ион [Be ₃ (OH) ₃ (H ₂ O) ₆ ] 3+ , который имеет группы OH, соединяющие пары ионов бериллия, образующие 6-членное кольцо. При очень низком pH образуется акваион [Be (H ₂ O) ₄ ] 2+ . Добавление гидроксида к Be (ОН) ₂ дает растворимый tetrahydroxoberyllate / tetrahydroxido beryllate анион, [Be (OH) ₄ ] 2- .

Растворимость в воде других гидроксидов этой группы увеличивается с увеличением атомного номера . Гидроксид магния Mg (OH) ₂ является сильным основанием (вплоть до предела его растворимости, которая является очень низкой в чистой воде), как и гидроксиды тяжелых щелочноземельных металлов: гидроксид кальция , стронция гидроксид , и гидроксид бария . Раствор или суспензия гидроксида кальция, известная как известковая вода, может использоваться для проверки на слабокислый диоксид углерода. Реакция Ca (OH) ₂ + CO ₂ ⇌ Ca 2+ + HCO —
3 + OH — показывает основность гидроксида кальция. Натровая известь , которая представляет собой смесь сильных оснований NaOH и KOH с Ca (OH) ₂ , используется в качестве поглотителя CO ₂ .

Элементы группы бора

Простейший гидроксид бора B (OH) ₃ , известный как борная кислота , представляет собой кислоту. В отличие от гидроксидов гидроксидов щелочных и щелочноземельных металлов, он не диссоциирует в водном растворе. Вместо этого он реагирует с молекулами воды, действующими как кислота Льюиса, высвобождая протоны.

Известны различные оксианионы бора, которые в протонированной форме содержат гидроксидные группы.

Гидроксид алюминия Al (OH) ₃ является амфотерным и растворяется в щелочном растворе.

В процессе Байера для производства чистого оксида алюминия из бокситовых минералов это равновесие регулируется путем тщательного контроля температуры и концентрации щелочи. На первом этапе алюминий растворяется в горячем щелочном растворе в виде Al (OH). —
4 , но другие гидроксиды, обычно присутствующие в минерале, такие как гидроксиды железа, не растворяются, потому что они не амфотерные. После удаления нерастворимых веществ, так называемого красного шлама , чистый гидроксид алюминия осаждается путем снижения температуры и добавления воды к экстракту, что за счет разбавления щелочи снижает pH раствора. Основной гидроксид алюминия AlO (OH), который может присутствовать в боксите, также является амфотерным.

В слабокислых растворах гидроксо / гидроксидные комплексы, образованные алюминием, несколько отличаются от комплексов бора, что отражает больший размер Al (III) по сравнению с B (III). Концентрация частиц [Al ₁₃ (OH) ₃₂ ] 7+ очень зависит от общей концентрации алюминия. Различные другие гидроксокомплексы встречаются в кристаллических соединениях. Возможно, наиболее важным из них является основной гидроксид AlO (OH), полимерный материал, известный под названиями минеральных форм бемита или диаспора , в зависимости от кристаллической структуры. Гидроксида галлия , индия гидроксид , и таллия (III) , гидроксид также являются амфотерными. Гидроксид таллия (I) — сильное основание.

Элементы группы углерода

Углерод не образует простых гидроксидов. Гипотетическое соединение C (OH) ₄ ( ортокарбоновая кислота или метантетрол) нестабильно в водном растворе:

Диоксид углерода также известен как угольный ангидрид, что означает, что он образуется при дегидратации угольной кислоты H ₂ CO ₃ (OC (OH) ₂ ).

Кремниевая кислота — это название, данное множеству соединений с общей формулой [SiO _x (OH) _{4-2 x} ] _n . Ортокремниевая кислота была обнаружена в очень разбавленном водном растворе. Это слабая кислота с p K _a1 = 9,84, p K _a2 = 13,2 при 25 ° C. Обычно его записывают как H ₄ SiO ₄ , но общепринята формула Si (OH) ₄ . Были охарактеризованы другие кремниевые кислоты, такие как метакремниевая кислота (H ₂ SiO ₃ ), дисиликоновая кислота (H ₂ Si ₂ O ₅ ) и пирокремниевая кислота (H ₆ Si ₂ O ₇ ). Эти кислоты также имеют гидроксидные группы, присоединенные к кремнию; формулы предполагают, что эти кислоты представляют собой протонированные формы полиоксианионов .

Охарактеризовано несколько гидроксокомплексов германия . Гидроксид олова (II) Sn (OH) ₂ получали в безводной среде. При обработке оксида олова (II) щелочью пирамидальный гидроксокомплекс Sn (OH) —
3 сформирован. Когда растворы, содержащие этот ион, подкисляются, ион [Sn ₃ (OH) ₄ ] 2+ образуется вместе с некоторыми основными гидроксокомплексами. В структуре [Sn ₃ (OH) ₄ ] 2+ есть треугольник из атомов олова, соединенных мостиковыми гидроксидными группами. Гидроксид олова (IV) неизвестен, но может рассматриваться как гипотетическая кислота, из которой станнаты с формулой [Sn (OH) ₆ ] 2- получают реакцией с основным гидроксид-ионом (Льюиса).

Гидролиз Pb 2+ в водном растворе сопровождается образованием различных гидроксосодержащих комплексов, некоторые из которых нерастворимы. Основной гидроксокомплекс [Pb ₆ O (OH) ₆ ] 4+ представляет собой кластер из шести центров свинца со связями металл-металл, окружающих центральный ион оксида. Шесть гидроксидных групп лежат на гранях двух внешних тетраэдров Pb ₄ . В сильнощелочных растворах образуются растворимые ионы плюмбата , в том числе [Pb (OH) ₆ ] 2– .

Другие элементы основной группы

В более высоких степенях окисления пниктогенов , халькогенов , галогенов и благородных газов есть оксокислоты, в которых центральный атом присоединен к ионам оксида и ионам гидроксида. Примеры включают фосфорную кислоту H ₃ PO ₄ и серную кислоту H ₂ SO ₄ . В этих соединениях одна или несколько гидроксидных групп могут диссоциировать с высвобождением катионов водорода, как в стандартной кислоте Бренстеда – Лоури . Известно много оксокислот серы, и все они содержат группы ОН, которые могут диссоциировать.

Теллуровая кислота часто записывается формулой H ₂ TeO ₄ · 2H ₂ O, но структурно ее лучше описать как Te (OH) ₆ .

Орт -периодическая кислота может потерять все свои протоны, в конечном счете , образующий ион периодата [IO ₄ ] — . Его также можно протонировать в сильнокислых условиях с образованием октаэдрического иона [I (OH) ₆ ] + , завершающего изоэлектронный ряд, [E (OH) ₆ ] z , E = Sn, Sb, Te, I; г = -2, -1, 0, +1. Другие кислоты , йод (VII) , которые содержат гидроксид группы, известны, в частности , в солях , такие как мезо периодат ион , что происходит в K ₄ [I ₂ O ₈ (OH) ₂ ] · 8H ₂ O.

Как это обычно бывает за пределами щелочных металлов, гидроксиды элементов в более низких степенях окисления сложны. Например, фосфористая кислота H ₃ PO ₃ преимущественно имеет структуру OP (H) (OH) ₂ в равновесии с небольшим количеством P (OH) ₃ .

Оксокислоты хлора , брома и йода имеют формулу O _{п −1 / 2} A (OH), где n — степень окисления : +1, +3, +5 или +7, и A = Cl, Br или I. Единственная оксокислота фтора — это F (OH), гипофтористая кислота . Когда эти кислоты нейтрализуются, атом водорода удаляется из гидроксидной группы.

Переходные и постпереходные металлы

Гидроксиды переходных металлов и пост-переходных металлов обычно имеют металл в степени окисления +2 (M = Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn) или +3 (M = Fe, Ru, Rh, Ir). . Ни один из них не растворим в воде, и многие из них плохо определены. Одной из сложных особенностей гидроксидов является их тенденция к дальнейшей конденсации с образованием оксидов, процессу, называемому олатированием . Гидроксиды металлов в степени окисления +1 также плохо определены или нестабильны. Например, гидроксид серебра Ag (OH) самопроизвольно разлагается до оксида (Ag ₂ O). Гидроксиды меди (I) и золота (I) также нестабильны, хотя известны стабильные аддукты CuOH и AuOH. Полимерные соединения M (OH) ₂ и M (OH) ₃ обычно получают путем увеличения pH водных растворов соответствующих катионов металлов до тех пор, пока гидроксид не выпадет в осадок из раствора. Наоборот, гидроксиды растворяются в кислом растворе. Цинк гидроксид Zn (OH) ₂ является амфотерным, образуя tetrahydroxido цинкатного иона Zn (OH) 2-
4 в сильнощелочном растворе.

Существуют многочисленные смешанные лигандные комплексы этих металлов с гидроксид-ионом. Фактически, они, как правило, лучше определены, чем более простые производные. Многие из них могут быть получены депротонированием соответствующего комплекса металлов .

L _n M (OH ₂ ) + B ⇌ L _n M (OH) + BH + (L = лиганд, B = основание)

Ванадиевая кислота Н ₃ ВО ₄ показывает сходство с фосфорной кислотой H ₃ PO ₄ , хотя она имеет гораздо более сложный ванадат химии oxoanion. Хромовая кислота H ₂ CrO ₄ имеет сходство с серной кислотой H ₂ SO ₄ ; например, оба образуют кислые соли A + [HMO ₄ ] — . Некоторые металлы, например V, Cr, Nb, Ta, Mo, W, имеют тенденцию находиться в высоких степенях окисления. Вместо того, чтобы образовывать гидроксиды в водном растворе, они превращаются в оксокластеры в процессе олирования , образуя полиоксометаллаты .

Основные соли, содержащие гидроксид

В некоторых случаях продукты частичного гидролиза иона металла, описанные выше, могут быть обнаружены в кристаллических соединениях. Яркий пример — цирконий (IV). Из-за высокой степени окисления соли Zr 4+ сильно гидролизуются в воде даже при низком pH. Соединение, первоначально сформулированное как ZrOCl ₂ · 8H ₂ O, оказалось хлоридной солью тетрамерного катиона [Zr ₄ (OH) ₈ (H ₂ O) ₁₆ ] 8+, в котором есть квадрат ионов Zr 4+ с две гидроксидные группы, соединяющие атомы Zr с каждой стороны квадрата, и с четырьмя молекулами воды, прикрепленными к каждому атому Zr.

Минерал малахит является типичным примером основного карбоната. Формула, Cu ₂ CO ₃ (ОН) ₂ показывает , что на полпути между карбонатом меди и гидроксидом меди . Действительно, раньше формула записывалась как CuCO ₃ · Cu (OH) ₂ . Кристаллическая структура состоит из меди, карбонат и гидроксид — ионы. Минерал атакамит является примером основного хлорида. Он имеет формулу Cu ₂ Cl (OH) ₃ . В этом случае состав ближе к гидроксиду, чем к хлориду CuCl ₂ · 3Cu (OH) ₂ . Медь образует гидроксифосфат ( либетенит ), арсенат ( оливенит ), сульфат ( брошантит ) и нитратные соединения. Белый свинец — это основной карбонат свинца (PbCO ₃ ) ₂ · Pb (OH) ₂ , который использовался в качестве белого пигмента из-за его непрозрачности, хотя его использование в настоящее время ограничено, поскольку он может быть источником отравления свинцом .

Структурная химия

Ион гидроксида, по-видимому, свободно вращается в кристаллах гидроксидов более тяжелых щелочных металлов при более высоких температурах, так что он представляет собой сферический ион с эффективным ионным радиусом около 153 мкм. Таким образом, высокотемпературные формы KOH и NaOH имеют структуру хлорида натрия , которая постепенно застывает в моноклинно искаженной структуре хлорида натрия при температурах ниже примерно 300 ° C. Группы ОН все еще вращаются вокруг своих осей симметрии даже при комнатной температуре и, следовательно, не могут быть обнаружены с помощью дифракции рентгеновских лучей . Форма NaOH при комнатной температуре имеет структуру иодида таллия . Однако LiOH имеет слоистую структуру, состоящую из тетраэдрических звеньев Li (OH) ₄ и (OH) Li ₄ . Это согласуется со слабоосновным характером LiOH в растворе, указывая на то, что связь Li – OH имеет сильно ковалентный характер.

Гидроксид-ион демонстрирует цилиндрическую симметрию в гидроксидах двухвалентных металлов Ca, Cd, Mn, Fe и Co. Например, гидроксид магния Mg (OH) ₂ ( брусит ) кристаллизуется со структурой слоя иодида кадмия с своего рода плотной упаковкой. магния и гидроксид-ионов.

Амфотерный гидроксид Al (OH) ₃ имеет четыре основные кристаллические формы: гиббсит (наиболее стабильный), байерита , нордстрандит и doyleite . Все эти полиморфы состоят из двойных слоев гидроксид-ионов — атомов алюминия на двух третях октаэдрических отверстий между двумя слоями — и отличаются только последовательностью укладки слоев. Структуры похожи на структуру брусита. Однако, в то время как структуру брусита можно описать как структуру с плотной упаковкой в ​​гиббсите, группы ОН на нижней стороне одного слоя опираются на группы нижележащего слоя. Такое расположение привело к предположению, что между группами ОН в соседних слоях существуют направленные связи. Это необычная форма водородной связи, поскольку два гидроксид-иона должны указывать друг от друга. Атомы водорода были обнаружены с помощью нейтронографических экспериментов на α-AlO (OH) ( диаспор ). Расстояние O – H – O очень короткое, 265 пм; водород не равноудалён между атомами кислорода, а короткая связь ОН составляет угол 12 ° с линией O — O. Подобный тип водородной связи был предложен для других амфотерных гидроксидов, включая Be (OH) ₂ , Zn (OH) ₂ и Fe (OH) ₃ .

Известен ряд смешанных гидроксидов со стехиометрией A ₃ M III (OH) ₆ , A ₂ M IV (OH) ₆ и AM V (OH) ₆ . Судя по формуле, эти вещества содержат октаэдрические структурные единицы M (OH) ₆ . Слоистые двойные гидроксиды могут быть представлены формулой [M г +
1 — х M 3+
х (ОЙ)
2 ] q + (X n — )
q ⁄ n · Y H
2 O . Чаще всего z = 2 и M 2+ = Ca 2+ , Mg 2+ , Mn 2+ , Fe 2+ , Co 2+ , Ni 2+ , Cu 2+ или Zn 2+ ; следовательно, q = x .

В органических реакциях

Базовый катализ

Ион гидроксида может действовать как основной катализатор . Основание отрывает протон от слабой кислоты, чтобы получить промежуточное соединение, которое продолжает реагировать с другим реагентом. Обычными субстратами для отрыва протонов являются спирты , фенолы , амины и углеродные кислоты . Р К значению для диссоциации С-Н — связи является чрезвычайно высоким, но рК _а альфа — водороды из карбонильного соединения около 3 логарифмических единицы снижения. Типичные значения p K _a составляют 16,7 для ацетальдегида и 19 для ацетона . Диссоциация может происходить в присутствии подходящего основания.

RC (O) CH ₂ R ‘+ B ⇌ RC (O) CH — R’ + BH +

Основание должно иметь AP K _на величину не менее чем около 4 логарифмических единиц меньше, или равновесие будет лежать почти полностью влево.

Ион гидроксида сам по себе не является достаточно сильным основанием, но его можно превратить в одно, добавив гидроксид натрия к этанолу.

ОН — + EtOH ⇌ EtO — + H ₂ O

для производства этоксид- иона. Значение pK _a для самодиссоциации этанола составляет около 16, поэтому ион алкоксида является достаточно сильным основанием. Добавление спирта к альдегиду с образованием полуацеталя является примером реакции, которая может катализироваться в присутствии гидроксида. Гидроксид также может действовать как катализатор на основе основания Льюиса.

Как нуклеофильный реагент

Ион гидроксида занимает промежуточное положение по нуклеофильности между фторид- ионом F — и амид- ионом NH. —
2 . Гидролиз сложного эфира

R 1 C (O) ИЛИ 2 + H ₂ O ⇌ R 1 C (O) OH + HOR 2

также известное как омыление, является примером нуклеофильного ацильного замещения с ионом гидроксида, действующим как нуклеофил. В этом случае уходящей группой является ион алкоксида , который немедленно удаляет протон из молекулы воды с образованием спирта . При производстве мыла добавляют хлорид натрия, чтобы высолить натриевую соль карбоновой кислоты; это пример применения общего ионного эффекта .

Другими случаями, когда гидроксид может действовать как нуклеофильный реагент, являются гидролиз амида , реакция Канниццаро , нуклеофильное алифатическое замещение , нуклеофильное ароматическое замещение и реакции элиминирования . Реакционной средой для КОН и NaOH обычно является вода, но с катализатором межфазного переноса анион гидроксида также может быть переведен в органический растворитель, например, при образовании реакционноспособного промежуточного соединения дихлоркарбена .

Источник