Hydroxyde
Renseignements généraux
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L'ion hydroxyde est un diatomic anion avec formule chimique OH -. Il est constitué d'un oxygène et un hydrogène atome maintenues ensemble par un liaison covalente, et portant une négative charge électrique . Ce est un constituant naturel de l'eau. Il agit comme un base vers un acide , ou en tant que ligand vers un métal, en donnant une, deux ou trois paires d'électrons pour des centres métalliques. L'ion hydroxyde est présent dans les hydroxydes de groupe 1 et groupe 2 éléments, à l'état solide. Ces hydroxydes dissocient en solution aqueuse, libérant des ions hydroxyde solvatées. L'hydroxyde de sodium est un de plusieurs millions de tonnes par an produit chimique. Un groupe attaché à un hydroxyde fortement centre électropositif peut se dissocier, libérant un ion d'hydrogène, ce qui rend le composé parent un acide .
En chimie organique de l'ion hydroxyde peut agir en tant que catalyseur ou en tant que réactif nucléophile. Un groupe OH, connu sous le nom un groupe hydroxyle, est présent en des alcools , phénols acides carboxyliques et connexes composés organiques .
Ion hydroxyde
L'ion hydroxyde est un constituant naturel de l'eau, en raison de la réaction d'auto-ionisation:
- H + + OH -
H 2 O
Le constante d'équilibre de cette réaction, défini comme
- K w = [H +] [OH -]
a une valeur proche de 10 -14 à 25 ° C, de sorte que le la concentration d'ions hydroxyde dans l'eau pure est proche de 10 -7 mol dm -3, afin de satisfaire la contrainte de charge égale. Le pH d'une solution est égale à la décimale cologarithme de la concentration en ions hydrogène; le pH de l'eau pure est proche de 7 à température ambiante. La concentration d'ions hydroxydes peut être exprimée en termes de pOH, qui est proche de 14 - pH, de sorte pOH d'eau pure est également proche de 7. Ajout d'une base à l'eau permettra de réduire la concentration d'ions d'hydrogène et donc augmenter la concentration en ions hydroxyde (augmentation du pH, de diminuer pOH) même si le base ne se contient pas d'hydroxyde. Par exemple, l'ammoniac solutions ont un pH supérieur à 7 en raison de la réaction NH 3 + H + NH 4 +, ce qui entraîne une diminution de la concentration en ions hydrogène et une augmentation de la concentration en ions hydroxyde. pOH peut être maintenue à une valeur pratiquement constante avec diverses des solutions tampons.
En la solution aqueuse d'hydroxyde ions est un base dans la Bronsted-Lowry sens car il peut accepter un proton d'un acide de Brönsted-Lowry pour former une molécule d'eau. Il peut également agir en tant que Base de Lewis faisant don d'une paire d'électrons à un acide de Lewis. En solution aqueuse à la fois de l'hydrogène et des ions hydroxyde sont fortement solvatés, avec des liaisons hydrogène entre les atomes d'oxygène et d'hydrogène. En effet, l'ion bihydroxide, H 3 O 2 -, a été caractérisée à l'état solide. Ce composé est centrosymétrique et a une liaison hydrogène très courte (114,5 pm) qui est similaire à la longueur dans la ions bifluorure, HF 2 - (114 h). En solution aqueuse, l'ion hydroxyde forme des liaisons hydrogène fortes avec des molécules d'eau. Une conséquence de ceci est que les solutions concentrées d'hydroxyde de sodium ont une grande viscosité due à la formation d'un réseau étendu de liaisons hydrogène comme dans des solutions de fluorure d'hydrogène.
En solution, l'ion hydroxyde réagit rapidement avec l'atmosphère de dioxyde de carbone , en qualité d'un acide, pour former un premier temps, la ion bicarbonate.
- OH - + CO 2 HCO 3 -
La constante d'équilibre de cette réaction peut être spécifiée soit par réaction avec du dioxyde de carbone dissous ou comme une réaction avec du gaz de dioxyde de carbone (voir l'acide carbonique pour les valeurs et les détails). A pH neutre ou acide, la réaction est lente, mais est catalysée par la enzyme anhydrase carbonique qui crée effectivement hydroxyde ions au niveau du site actif.
Les solutions contenant de l'hydroxyde attaque d'ions verre . Dans ce cas, la silicates en verre agissent comme des acides. Des hydroxydes de base, si les matières solides ou en solution, sont stockés dans contenants de plastique hermétiques.
L'ion hydroxyde peut fonctionner comme un type donneur de paire d'électrons ligand, en formant de tels complexes que [Al (OH) 4] -. Il est également souvent trouvé dans des complexes mixtes-ligand de type [ML x (OH) y] z +, où L est un ligand. L'ion hydroxyde sert souvent ligand de pontage, en donnant une paire d'électrons pour chacun des atomes étant ponté. Comme illustré par [Pb 2 (OH)] 3+, hydroxydes métalliques sont souvent écrits dans un format simplifié. Il peut même servir de trois donneur de paire d'électrons, comme dans le tétramère [PtMe 3 OH] 4).
Lorsqu'il est lié à un centre métallique fortement électro-attracteur, hydroxyde ligands ont tendance à ionise en ligands d'oxyde. Par exemple, l'ion dichromate, écrit sous la forme [HCrO 4] -, se dissocie selon la
- [O 3 Cro-H] - [CrO 4] 2- + H +
avec un pKa d'environ 5,9.
Les spectres de vibration
Le Les spectres infrarouges de composés contenant le groupe OH ont de fortes bandes d'absorption dans la région centrée autour de 3500 cm -1. La haute fréquence est un conséquence de la faible masse de l'atome d'hydrogène par rapport à la masse de l'atome d'oxygène, ce qui rend la détection de groupes hydroxyle par spectroscopie infrarouge relativement faciles en raison d'un groupe un groupe OH a tendance à être forte. Cependant, la largeur de la bande augmente lorsque le groupe OH est impliqué dans la liaison hydrogène. Une molécule d'eau a une HOH mode de flexion à environ 1600 cm -1, de sorte que l'absence de cette bande peut être utilisée pour distinguer un groupe OH d'une molécule d'eau.
Lorsque le groupe OH est lié à un ion métallique dans un complexe de coordination, un mode de flexion M-OH peut être observée. Par exemple, dans [Sn (OH) 6] 2-, il se produit à 1065 cm -1. Le mode de flexion d'un hydroxyde de pontage a tendance à être à une fréquence plus basse que dans [( bipyridine) Cu (OH) 2 Cu ( bipyridine)] 2+ (955 cm -1). vibrations de M-OH étirement se produisent en dessous d'environ 600 cm -1. Par exemple, la tétraédrique ion [Zn (OH) 4] 2- a des bandes à 470 cm -1 ( Raman-actif, polarisée) et 420 cm -1 (infrarouge). La même ion a un (OH) Zn (OH) vibration de flexion à 300 cm -1.
Applications
hydroxyde de sodium solutions, aussi connu comme la lessive et de soude caustique, sont utilisés dans la fabrication de pâtes et papier, textiles , l'eau potable , des savons et les détergents, et en tant que débouchage. La production mondiale en 2004 était d'environ 60 millions de tonnes. La principale méthode de fabrication est le processus de chlore-alcali.
Les solutions contenant l'ion hydroxyde sont générés quand un sel d'un acide faible est dissous dans l'eau. Le carbonate de sodium est utilisé comme un alcali, par exemple, en raison de la réaction d'hydrolyse
- CO 3 2- + H 2 O HCO 3 - OH + -; ( pK a2 = 10,33 à 25 ° C et zéro force ionique)
Bien que la force de la base de solutions de carbonate de sodium est inférieure à une solution d'hydroxyde de sodium concentré, il a l'avantage d'être un solide. Il est également fabriquée à grande échelle (42 millions de tonnes en 2005) par le Procédé Solvay. Un exemple de l'utilisation de carbonate de sodium à titre d'alcali est quand cristaux de soude (un autre nom pour le carbonate de sodium) agit sur les esters insolubles, tels que triglycérides, communément appelées matières grasses, de les hydrolyser et de les rendre solubles.
Bauxite, un hydroxyde basique de l'aluminium , est le principal minerai à partir duquel le métal est fabriqué. De même, goethite (α-FeO (OH)) et lépidocrocite (γ-FeO (OH)), les hydroxydes de base de fer , sont parmi les principaux minerais utilisés pour la fabrication de fer métallique. De nombreuses autres utilisations peuvent être trouvées dans les articles sur les hydroxydes individuels.
Des hydroxydes inorganiques
Métaux alcalins
Mis à part NaOH et KOH, qui bénéficient de très grandes applications à grande échelle, les hydroxydes des métaux alcalins autres sont également utiles. L'hydroxyde de lithium est une base faible, avec pK b de 0,2. L'hydroxyde de lithium est utilisé en respiration systèmes de purification de gaz pour vaisseau spatial, sous-marins , et recycleurs pour éliminer le dioxyde de carbone du gaz expiré.
- LiOH 2 + CO 2 → Li 2 CO 3 + H 2 O
L'hydroxyde de lithium est préféré à celui du sodium en raison de sa faible masse. L'hydroxyde de sodium , l'hydroxyde de potassium et les hydroxydes des autres métaux alcalins sont bases fortes.
Métaux alcalino-terreux
Les molécules d'eau sont attachés à être omis
L'hydroxyde de béryllium, Be (OH) 2, est amphotère. L'hydroxyde lui-même est insoluble dans l'eau, avec une produit de solubilité, log K * sp, de -11,7. L'addition d'acide donne soluble produits d'hydrolyse, y compris l'ion trimérique [3 Be (OH) 3 (H 2 O) 6] 3+, qui présente des groupes OH de transition entre des paires d'ions de béryllium font un cycle à 6 chaînons. A un pH très faible de l'ion aqua [Be (H 2 O) 4] 2+ est formé. Addition d'hydroxyde de Be (OH) 2 donne la tetrahydroxo soluble anion [Be (OH) 4] 2-.
La solubilité dans l'eau des autres hydroxydes de ce groupe augmente avec le nombre atomique . L'hydroxyde de magnésium, Mg (OH) 2, est une base faible mais l'hydroxyde de calcium est une base forte comme le sont les hydroxydes des métaux alcalino-terreux lourds, l'hydroxyde de strontium et l'hydroxyde de baryum. Une solution / suspension d'hydroxyde de calcium est connu comme l'eau de chaux et peut être utilisé pour tester la faible de dioxyde de carbone de l'acide. La réaction Ca (OH) 2 + CO 2 Ca2 + [HCO 3] - + OH - illustre la forte basicité de l'hydroxyde de calcium. La chaux sodée, ce qui est un mélange de NaOH et Ca (OH) 2 est utilisé comme un absorbeur de CO 2.
Éléments du groupe bore
L'hydroxyde simple de bore, B (OH) 3, connu sous le nom l'acide borique, est un acide. A la différence des hydroxydes des hydroxydes alcalins et alcalino-terreux, il ne se dissocie pas en solution aqueuse. Au lieu de cela, il réagit avec les molécules d'eau agissant comme un acide de Lewis, en libérant des protons.
- B (OH) 3 + H 2 O [B (OH) 4] - + H +
Une variété de oxyanions de bore sont connus, qui, dans la forme protonée, contiennent des groupes hydroxydes.
ion aluminate
L'hydroxyde d'aluminium, Al (OH) 3 est amphotère et se dissout dans une solution alcaline.
- Al (OH) 3 (solide) + OH - (aq) [Al (OH) 4] - (aq)
Dans le Procédé Bayer pour la production d'oxyde d'aluminium pur à partir de minéraux de bauxite cet équilibre est manipulé par un contrôle minutieux de la température et la concentration de base. Dans la première phase, de l'aluminium dissout dans une solution alcaline chaude que [Al (OH) 4] - mais d'autres hydroxydes habituellement présents dans le minéral, tels que les hydroxydes de fer, ne se dissolvent pas, car ils ne sont pas amphotère. Après élimination des matières insolubles, le soi-disant les boues rouges, de l'hydroxyde d'aluminium pur est fabriqué à précipiter par abaissement de la température et l'addition d'eau à l'extrait, ce qui, par dilution de la substance alcaline, abaisse le pH de la solution. L'hydroxyde d'aluminium basique, AlO (OH), qui peut être présente dans la bauxite est également amphotère.
Dans les solutions légèrement acides des complexes hydroxo formé par l'aluminium sont un peu différentes de celles de bore, ce qui reflète la plus grande taille de Al (III) par rapport à B (III). La concentration de l'espèce [13 Al (OH) 32] 7+ est très dépendante de la concentration totale en aluminium. Diverses autres complexes hydroxo se trouvent dans des composés cristallins. Peut-être le plus important est l'hydroxyde basique, AlO (OH), un matériau polymère connu sous le nom des formes minérales boehmite ou diaspore, en fonction de la structure cristalline. l'hydroxyde de gallium, l'hydroxyde d'indium et thallium hydroxydes (III) sont également amphotère. Le thallium (I) de l'hydroxyde est une base forte.
éléments du groupe du carbone
formes de carbone aucun hydroxydes simples. Le composé hypothétique C (OH) 4 est instable en solution aqueuse:
- C (OH) 4 → HCO 3 - + H 3 O +
- HCO 3 - + H + H 2 CO 3
Le dioxyde de carbone est également connu que l'anhydride carbonique, ce qui signifie qu'il se forme par déshydratation de l'acide carbonique, H 2 CO 3 (OC (OH) 2).
L'acide silicique est le nom donné à une variété de composés ayant une formule générale [SiO x (OH) 4-2x] n. Acide orthosilicique ont été identifiés dans une solution aqueuse très diluée. Ce est un acide faible avec PK a1 = 9,84, pK a2 = 13,2 à 25 ° C. Il est généralement écrit comme H 4 SiO 4, mais la formule SiO 2 (OH) 2 est généralement acceptée. D'autres acides tels que l'acide silicique métasilicique (H 2 SiO 3), l'acide disilicic (H 2 Si 2 O 5), et de l'acide pyrosilicic (H 6 Si 2 O 7) ont été caractérisés. Ces acides ont des groupes hydroxyde également attachés au silicium; les formules suggèrent que ces acides sont des formes protonées de poly oxyanions.
Peu de complexes hydroxo de germanium ont été caractérisés. Étain (II) un hydroxyde, Sn (OH) 2, a été préparé dans un milieu anhydre. Quand l'oxyde d'étain (II) est traité avec un alcali du complexe hydroxo pyramidal Sn (OH) 3 - est formé. Lorsque des solutions contenant des ions ce sont acidifiés l'ion [3 Sn (OH) 4] 2+ est formée avec des complexes hydroxo de base. La structure de la [3 Sn (OH) 4] 2+ a un triangle d'atomes d'étain reliés par des groupes de pontage hydroxyde. Étain (IV) est inconnue, mais l'hydroxyde peut être considérée comme l'acide hypothétique à partir de laquelle les stannates, avec une formule [Sn (OH) 6] 2-, sont dérivés par réaction avec le (Lewis) ion hydroxyde basique.
L'hydrolyse du Pb 2+ en solution aqueuse est accompagnée par la formation de différents complexes hydroxo contenant, dont certains sont insolubles. Le complexe hydroxo base [Pb 6 O (OH) 6] 4+ est un groupe de six centres de plomb avec des liaisons métal-métal entourant un ion d'oxyde central. Les six groupes hydroxyde se trouvent sur les visages des deux externe Pb quatre tétraèdres. Dans les solutions fortement alcalines solubles plombate ions sont formés, y compris [Pb (OH) 6] 2-.
Autres éléments principal groupe
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| L'acide de phosphore | L'acide phosphorique | Acide sulfurique | Acide tellurique | ortho acide périodique |
Dans les états d'oxydation supérieurs des éléments dans les groupes 5, 6 et 7, il ya oxacides dont l'atome central est fixé à ions oxyde et des ions hydroxyde. Des exemples comprennent l'acide phosphorique , H 3 PO 4 et de l'acide sulfurique , H 2 SO 4. Dans ces composés, un ou plusieurs groupes hydroxyde peut dissocier avec la libération d'ions hydrogène comme dans une norme L'acide de Brønsted-Lowry. Beaucoup oxoacides de soufre sont connus et sont toutes dotées groupes OH qui peuvent se dissocier.
Acide tellurique est souvent écrit à la formule H 2 TeO 4 · 2H 2 O, mais est mieux décrite comme structurellement Te (OH) 6.
L'acide -periodic Ortho peut perdre tous ses protons, pour finalement former l'ion periodate, [IO 4] -. Il peut également être protoné dans des conditions fortement acides pour donner l'ion octaédrique [I (OH) 6] +, remplissant la série isoélectronique, [E (OH) 6] z, E = Sn, Sb, Te, I; z = -2, -1, 0, +1. D'autres acides de l'iode (VII) qui contiennent des groupes hydroxydes sont connus, en particulier en des sels tels que l'ion periodate méso qui se produit dans K 4 [I 2 O 8 (OH) 2] · 8H 2 O.
Comme il est courant en dehors des métaux alcalins, les hydroxydes des éléments dans les états d'oxydation inférieurs sont compliquées. Par exemple, l'acide phosphoreux, H 3 PO 3, a principalement la structure OP (H) (OH) 2, en équilibre avec une petite quantité de P (OH) 3.
Les oxacides de chlore , brome et iode ont la formule O (n-1) / 2 A (OH) où n est le nombre d'oxydation, 1, 3 ou 5, et A = Cl, Br ou I. La seule oxacide de fluor est F (OH). Lorsque ces acides sont neutralisés l'atome d'hydrogène est retiré du groupe de l'hydroxyde.
Les métaux de transition et post-transition
Les hydroxydes des métaux de transition et métaux post-transition ont généralement du métal dans le 2 (M = Mn, Fe, Co, Ni, Co, Zn) ou 3 (M = Fe, Ru, Rh, Ir) état d'oxydation. Aucun ne est soluble dans l'eau, et beaucoup sont mal définis. Hydroxydes de métaux à l'état d'oxydation +1 sont également mal défnie ou instable. Par exemple, hydroxyde d'argent, Ag (OH), se décompose spontanément en l'oxyde (Ag 2 O). Le cuivre (I) et d'or (I) sont les hydroxydes similaire instable, bien que des produits d'addition stables du CuOH et AuOH sont connus. Les composés polymères M (OH) 2 et M (OH) 3 sont généralement préparés en augmentant le pH d'une solution aqueuse de cations métalliques correspondants jusqu'à ce que l'hydroxyde précipite dans la solution. A l'inverse, les hydroxydes se dissolvent dans une solution acide. l'hydroxyde de zinc, Zn (OH) 2, est amphotère, formant le ion zincate, Zn (OH) 4 2- en solution fortement alcaline.
De nombreux complexes de ligands mixtes de ces métaux avec l'ion hydroxyde en existe, en fait, ce sont généralement mieux définis que les dérivés simples. Beaucoup peut être fait en provoquant la dissociation d'une molécule d'eau coordonnée.
- L n M (OH) 2 + B L n M (OH) + BH + (L = ligand, B = base)
Acide vanadique, H 3 VO 4, présente des similitudes avec l'acide phosphorique, H 3 PO 4, mais il a une beaucoup plus complexe oxoanion chimie. L'acide chromique, H 2 CrO 4, présente des similitudes avec l'acide sulfurique, H 2 SO 4; par exemple, tant sur la forme sels acides, A + [HMO 4] -. Certains métaux, par exemple V, Cr, Nb, Ta, Mo, W, ont tendance à exister dans des états d'oxydation élevés. Plutôt que de former des hydroxydes en solution aqueuse, ils sont convertis en groupes oxo par le procédé de olation, formant polyoxométalates.
Les sels basiques contenant de l'hydroxyde
Dans certains cas, les produits d'hydrolyse partielle des ions métalliques, décrits ci-dessus, peut être trouvée dans les composés cristallins. Un exemple frappant est trouvé avec le zirconium (IV). En raison de l'état d'oxydation élevé, sels de Zr 4+ sont largement hydrolysé dans l'eau, même à faible pH. Le composé initialement formulée comme ZrOCl 2 · 8H 2 O se est révélé être le sel de chlorure d'un cation tétramérique, [4 Zr (OH) 8 (H 2 O) 16] 8+ dans lequel il est un carré d'ions Zr 4+ avec deux groupes hydroxyde pontage entre atomes Zr de chaque côté de la place et avec quatre molécules d'eau attachés chaque atome de Zr.
Le minéral malachite est un exemple typique d'un carbonate basique. La formule, Cu 2 CO 3 (OH) 2 montre qu'il est conceptuellement mi-chemin entre le carbonate de cuivre et l'hydroxyde de cuivre. En effet, dans le passé, la formule a été écrit comme CuCO 3 · Cu (OH) 2. Le structure cristalline est constituée de cuivre, le carbonate et des ions hydroxyde. Le minéral atacamite est un exemple d'un chlorure basique. Il a la formule, Cu 2 Cl (OH) 3. Dans ce cas, la composition est plus proche de celle de l'hydroxyde de celle du chlorure, CuCl 2 · 3Cu (OH) 2. formes en cuivre de phosphate (hydroxy libethenite), arséniate ( OLIVENITE), sulfate ( brochantite) et les composés de nitrate. La céruse est une base de plomb carbonate, (PbCO 3) 2 · Pb (OH) 2 qui a été utilisé en tant que pigment blanc en raison de sa qualité opaque, bien que son utilisation est actuellement limitée, car il peut être une source de empoisonnement au plomb.
Chimie structurale
L'ion hydroxyde semble tourner librement dans les cristaux des hydroxydes de métaux alcalins lourds à des températures plus élevées de façon à se présenter comme un ion sphérique, avec une rayon ionique d'environ 153 heures. Ainsi, les formes à haute température de KOH et NaOH ont le chlorure de sodium structure qui bloque progressivement dans une structure de chlorure de sodium monocinically déformé à des températures inférieures à environ 300 ° C. Les groupes OH tournent toujours, même à la température ambiante autour de leurs axes de symétrie et donc ne peuvent pas être détectés par Diffraction aux rayons X. La forme de NaOH à température ambiante a le Structure de l'iodure de thallium. LiOH, cependant, a une structure en couches, composée de tétraèdres Li (OH) 4 et (OH) Li 4 unités. Cela est compatible avec le caractère faiblement basique dans une solution de LiOH, ce qui indique que la liaison Li-OH a beaucoup de caractère covalent.
Les ions d'hydroxyde affiche symétrie cylindrique en hydroxydes de métaux divalents de Ca, Cd, Mn, Fe, et Co. Par exemple, l'hydroxyde de magnésium, Mg (OH) 2 ( brucite) cristallise avec le structure de la couche de cadmium de l'iodure, avec une sorte de gros emballage des ions magnésium et hydroxyde.
L'hydroxyde amphotère Al (OH) 3 a quatre formes cristallines majeures: gibbsite (le plus stable), bayerite, nordstrandite et doyleite. Toutes ces formes polymorphes sont constituées de doubles couches d'ions hydroxydes - les atomes d'aluminium sur les deux tiers des trous octaédriques entre les deux couches - et ne diffèrent que dans la séquence d'empilement des couches. Les structures sont similaires à la structure de la brucite. Cependant, alors que la structure de la brucite peut être décrit comme une structure très condensée dans gibbsite les groupes OH sur la face inférieure d'une couche de repos sur les groupes de la couche inférieure. Cette disposition conduit à la suggestion que des liaisons directionnelles entre groupes OH dans les couches adjacentes. Ce est une forme inhabituelle de la liaison hydrogène depuis deux ions hydroxyde impliqué pourrait se attendre à pointer l'un de l'autre. Les atomes d'hydrogène ont été localisés par expériences de diffraction de neutrons sur αAlO (OH) ( diaspore). La distance OHO est très courte, à 265 heures; l'hydrogène ne est pas à égale distance entre les atomes d'oxygène et la liaison courte OH fait un angle de 12 ° avec la ligne de OO. Un type de liaison hydrogène similaire a été proposé pour d'autres hydroxydes amphotères, y compris Be (OH) 2, Zn (OH) 2 et de Fe (OH) 3
Un certain nombre d'hydroxydes mixtes sont connus avec stoechiométrie A 3 M III (OH) 6, A 2 M IV (OH) 6 V et AM (OH) 6. Comme la formule suggère que ces substances contiennent M (OH) 6 unités structurelles octaédriques. Hydroxydes doubles stratifiés peuvent être représentés par la formule [M z + 1-x M 3+ x (OH) 2] q + (n-X) q / n · y H 2 O. Le plus souvent, z = 2, et M 2+ = Ca 2+, Mg 2+, Mn 2+, Fe 2+, Co 2+, Ni 2+, Cu 2+ ou Zn 2+; donc q = x.
Dans les réactions organiques
L'hydroxyde de potassium et de l'hydroxyde de sodium sont deux bien connus réactifs dans la chimie organique .
Base de catalyse
L'ion hydroxyde peut agir comme un catalyseur base. La base abstraction d'un proton d'un acide faible pour donner un intermédiaire qui passe à réagir avec un autre réactif. Substrats communs pour l'abstraction protons sont des alcools , des phénols , des amines et des acides de carbone. Le pK une valeur pour la dissociation d'une liaison CH est extrêmement élevé, mais le pKa hydrogènes en alpha d'un composé carbonyle sont d'environ 3 unités logarithmiques inférieur. Valeurs a pK typiques sont 16,7 pour l'acétaldéhyde et de 19 l'acétone . La dissociation peut se produire en présence d'une base convenable.
- RC (O) CH 2 R '+ B RC (O) CH - R '+ BH +
La base doit avoir un pKa d'au moins environ 4 unités log ou plus petit de l'équilibre se situera presque complètement vers la gauche.
L'ion hydroxyde par elle-même ne est pas une base suffisamment forte, mais elle peut être convertie en une par addition d'hydroxyde de sodium à l'éthanol
- OH - + EtOH EtO - + H 2 O
pour produire le ions éthylate. Le pK un pour l'auto-dissociation de l'éthanol est d'environ 16 de sorte que le ion alcoolate est une base suffisamment forte L'addition d'un alcool en un aldéhyde pour former un hémiacétal est un exemple d'une réaction qui peut être catalysée par la présence d'hydroxyde. Hydroxyde peut aussi agir comme un catalyseur de Lewis-base.
En tant que réactif nucléophile
L'ion hydroxyde est l'intermédiaire dans entre la nucléophilie ion fluorure, F -, et la ion amide, NH 2 -. L'hydrolyse d'un ester,
- R 1 C (O) OR 2 + H 2 O R 1 C (O) OH + HOR 2
aussi connu sous saponification est un exemple d'un substitution nucléophile avec l'action d'ions hydroxyde comme nucléophile. Dans ce cas, le groupe partant est un ion alcoolate, ce qui supprime immédiatement un proton d'une molécule d'eau pour former un alcool . Dans la fabrication de savon, le chlorure de sodium est ajouté à le sel de sel de sodium de l'acide carboxylique; ce est un exemple de l'application de la effet de l'ion commun.
Autres cas où l'hydroxyde peut agir comme un réactif nucléophile sont amide hydrolyse, la Réaction de Cannizzaro, substitution nucléophile aliphatique , une substitution aromatique nucléophile et réactions d'élimination. Le milieu réactionnel pour KOH et NaOH est généralement de l'eau mais avec une l'anion hydroxyde catalyseur de transfert de phase peut être la navette dans un solvant organique et, par exemple dans la production de dichlorocarbène.
Les groupes hydroxy dans les composés organiques
Composés organiques tels que des alcools , les phénols et les acides carboxyliques contiennent des groupes hydroxyle. Chaque classe de composés subit des réactions spécifiques à cette catégorie.
