Гидроксид-ион (гидроксид-анион, гидроксильный ион) — отрицательно заряженный ион гидроксида OH−.
Гидроксид-ион изолированно существует в газовой фазе, находится в кристаллической решётке гидроксидов и основных солей, образуется в водных растворах в результате электролитической диссоциации воды или/и растворённых гидроксидов.
Наличие в водном растворе иона OH− в концентрациях, превышающих 10−7 моль/литр приводит к щелочной реакции раствора.
В реакциях комплексообразования гидроксид-ион может выступать в роли лиганда.
Рыхлая слоистая кристаллическая структура гидроксидов является следствием высокой поляризуемости и большого ионного радиуса гидроксид-аниона.
Ионные равновесия в газовой фазе В газовой фазе имеет место равновесная реакция, характеризующая термическую устойчивость гидроксид-иона
Зависимость константы равновесия (Kp) от абсолютной температуры (T): Т,к 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Кр 1,66 · 10−7 2,34 · 10−2 1,94 2,23 · 10 1,11 · 102 3,56 · 102
Электролитическая диссоциация оснований При электролитической диссоциации оснований образуются катионы металла и общие для всех оснований ионы гидроксида:
Таким образом, основания можно определить как химические соединения, дающие в водном растворе гидроксид-ионы.
Электролитическая диссоциация оснований характеризуется константой диссоциации в водных растворах К: Основание LiOH NaOH Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2 NH4OH К, при 25 °C 6,75 · 10−1 5,9 4,3 · 10−2 1,5 · 10−1 2,3 · 10−1 1,79 · 10−5
Химические свойства гидроксид-иона Основной реакцией, в которой принимает участие гидроксид-ион, является реакция нейтрализации кислот и оснований:
или в ионном виде:
Последнее выражение представляет собой общее уравнение реакций нейтрализации и показывает, что во всех случаях, когда ионы H+ встречаются с ионами гидроксида OH-, они соединяются в почти недиссоциированные молекулы воды. В реакции гидроксид-ион проявляет свойства нуклеофила — электроизбыточного химического реагента, способного взаимодействовать с электрофилами (электронодефицитными соединениями) по донорно-акцепторному механизму, приводящему к образованию ковалентной химической связи.
Гидроксид-ион принимает участие в реакциях бимолекулярного нуклеофильного замещения. Например, атом кислорода гидроксид-иона донирует пару электронов на связывание с атомом углерода в молекуле бромэтана:
Типичные реакции нуклеофильного замещения:
Образование спиртов из галогенуглеводородов:
Образование кетонов:
Образование карбоновых кислот:
Омыление сложных эфиров:
Примечания
Литература
Категория:Анионы