Apprenons-en plus sur les hydroxydes

Hydroxydes

Les hydroxydes sont des substances très répandues dans notre vie quotidienne. Ils jouent un rôle important dans de nombreuses industries, agissant comme matières premières ou produits semi-finis dans divers processus. Que doit-on savoir sur eux ?

• ils sont constitués de cations de métaux (ou groupement ammonium, NH ₄ ⁺ ) et d’un ou plusieurs groupements hydroxyles ;
• le OH ^– est caractéristique des hydroxydes et leur confère des propriétés particulières ;
• le nom de chaque composé est constitué en complétant le mot « hydroxyde » par le nom de l’élément qu’il contient ;
• les hydroxydes existent à l’état solide d’agrégation ;
• on distingue les hydroxydes basiques (qui réagissent avec les acides, ne réagissent pas avec les bases, sont librement solubles dans l’eau et présentent une hygroscopicité élevée) et les hydroxydes amphotères (qui réagissent avec les bases et les acides, sont légèrement solubles dans l’eau et sont non hygroscopiques) ;
• les hydroxydes hydrosolubles subissent une dissociation électrolytique lorsqu’ils sont mis dans l’eau.

Quelle est la différence entre les hydroxydes et les bases ?

En chimie, les bases sont tous des hydroxydes solubles dans l’eau. Cependant, tous ces composés ne sont pas susceptibles de réagir avec les molécules d’eau. Les hydroxydes de sodium ou de potassium sont librement solubles, nous pouvons donc les appeler des bases : une base de sodium et une base de potassium, respectivement. Il en va tout autrement de l’hydroxyde de fer(III) (Fe ₂ (OH) ₃ ), qui est peu soluble dans l’eau et ne peut donc pas être qualifié de base. Il en est de même dans le cas des hydroxydes de cuivre(III) ou d’argent, car ils précipitent des solutions aqueuses sous forme de dépôts. La solubilité d’hydroxydes particuliers peut être vérifiée dans le tableau de solubilité des sels et des hydroxydes. Il convient de noter que tout hydroxyde n’est pas une base, mais chaque base est un hydroxyde. Les bases sont tous les hydroxydes des métaux du premier groupe du tableau périodique (ce qu’on appelle le groupe lithium) ainsi que quelques métaux du deuxième groupe (calcium, strontium, baryum). Une exception est la base d’ammonium, qui est la seule base dont les molécules ne contiennent pas d’atome de métal. Les bases, en tant que composés chimiques, sont librement solubles dans l’eau et, dans les solutions aqueuses, elles subissent une dissociation électrolytique, se décomposant en cations et anions. Les ions produits sont capables de conduire le courant électrique. Par conséquent, les bases sont également des électrolytes. La décomposition des hydroxydes en ions affecte également leur "caractère fondamental". La présence d’une base dans une solution aqueuse augmente son niveau de pH, donc la concentration en ions hydroxyde OH ^– diminue. La quantité de ces anions peut être déterminée en mesurant le pH de la solution testée avec une électrode sélective d’ions appropriée. Nous pouvons également évaluer visuellement le pH en ajoutant un indicateur approprié à la solution ou en immergeant un papier indicateur, qui deviendra vert ou bleu foncé en présence de bases. L’indicateur le plus populaire utilisé pour détecter les bases est la phénolphtaléine – dans les solutions aqueuses d’hydroxydes, elle prend une couleur framboise caractéristique.

Hydroxyde de sodium

L’hydroxyde le plus couramment utilisé est l’hydroxyde de sodium (NaOH) . Il est disponible dans le commerce sous forme de comprimés ou de granulés. Il ne doit pas être conservé dans des récipients en verre, en particulier ceux munis d’un bouchon. Au lieu de cela, il existe des conteneurs en polyéthylène dédiés. Il est très soluble dans l’eau (le processus est fortement exothermique), et donc classé comme une base forte. Lorsque vous travaillez avec du NaOH, nous devons faire preuve d’une prudence particulière en raison de ses propriétés irritantes. À l’échelle du laboratoire, le NaOH est acquis par réaction entre le (métal) sodium et l’eau. Si nous ajoutons du sodium dans un bécher rempli d’eau et de phénolphtaléine (indicateur), la couleur framboise apparaîtra, indiquant la présence d’ions OH ^– . Dans le même temps, de l’hydrogène sera libéré. Dans l’industrie, l’hydroxyde de sodium ( soude caustique ) est obtenu par électrolyse de la solution aqueuse de chlorure de sodium. Le processus provoque la sécrétion de chlore sur l’anode, tandis que la cathode est entourée d’hydroxyde de sodium. Une autre méthode industrielle d’acquisition de cette base est la méthode dite au mercure. L’amalgame de sodium et le mercure précipitant sur la cathode sont placés directement dans un récipient rempli d’eau. L’hydroxyde de sodium joue un grand rôle dans l’industrie. C’est un réactif chimique important utilisé quotidiennement dans les laboratoires. C’est l’un des composants utilisés pour produire des plastiques , du caoutchouc, du papier et des produits de nettoyage. Il joue également un rôle dans le traitement du pétrole brut .

Hydroxyde de calcium

Comparé à NaOH, l’hydroxyde de calcium (Ca(OH) ₂ ) a deux groupes hydroxyle. Elle est beaucoup moins soluble dans l’eau – une solution aqueuse saturée de ce composé est appelée « eau de chaux » (la phénolphtaléine la colore en couleur framboise et produit un pH basique). L’eau de chaux est largement utilisée pour détecter l’oxyde de carbone (IV) (la soi-disant turbidité de l’eau de chaux). Dans des conditions de laboratoire, il peut également être obtenu par réaction entre le calcium et l’eau. Cependant, cette réaction est beaucoup plus douce. L’hydroxyde de calcium produit à l’échelle industrielle est acquis dans un procédé exothermique appelé « extinction à la chaux ». La principale industrie utilisant l’hydroxyde de calcium est la construction, où il est un ingrédient du mortier de chaux. Il est également utilisé pour la production d’engrais artificiels . Dans la production de sucre, le composé est utilisé pour purifier le jus de betterave. Compte tenu de sa nature chimique, le Ca(OH) ₂ est également utilisé pour la désinfection .

Exemples d’autres hydroxydes

Outre l’hydroxyde de sodium ou de calcium, un rôle important est également joué par les combinaisons d’un groupe hydroxyle avec d’autres métaux. En termes de structure et de propriétés, l’hydroxyde de potassium ressemble beaucoup au NaOH. C’est aussi une base solide. Il réagit violemment avec l’eau et présente une hygroscopicité élevée. L’oxyde de magnésium et l’oxyde d’aluminium (Mg(OH) ₂ et Al ₂ (OH) ₃ ) peuvent être appliqués comme médicaments contre l’hyperacidité de l’estomac. De plus, l’hydroxyde de magnésium est utilisé comme ingrédient dans la plupart des dentifrices. L’hydroxyde de fer (III) est l’un des substrats utilisés pour produire des pigments. Il est également appliqué dans les procédés de traitement des eaux usées .