HIDROKSIDA: SIFAT, TATA NAMA DAN CONTOH - KIMIA - 2025

The hidroksida adalah senyawa anorganik dan terner yang terdiri dari interaksi antara kation logam dan OH kelompok fungsional (hidroksida anion, OH ^- ). Kebanyakan dari mereka bersifat ionik, meskipun mereka juga dapat memiliki ikatan kovalen.

Misalnya, hidroksida dapat direpresentasikan sebagai interaksi elektrostatis antara kation M ⁺ dan anion OH ^- , atau sebagai ikatan kovalen melalui ikatan M-OH (gambar bawah). Yang pertama, ikatan ion terjadi, sedangkan yang kedua, kovalen. Fakta ini pada dasarnya bergantung pada logam atau kation M ⁺ , serta muatan dan jari-jari ioniknya.

Sumber: Gabriel Bolívar

Karena kebanyakan dari mereka berasal dari logam, itu setara dengan menyebutnya sebagai logam hidroksida.

Bagaimana mereka terbentuk?

Ada dua rute sintetik utama: dengan mereaksikan oksida yang sesuai dengan air, atau dengan basa kuat dalam media asam:

MO + H ₂ O => M (OH) ₂

MO + H ⁺ + OH ^- => M (OH) ₂

Hanya oksida logam yang larut dalam air yang bereaksi langsung membentuk hidroksida (persamaan kimia pertama). Yang lainnya tidak dapat larut dan membutuhkan spesies asam untuk melepaskan M ⁺ , yang kemudian berinteraksi dengan OH ^- dari basa kuat (persamaan kimia kedua).

Namun, basa kuat tersebut adalah logam hidroksida NaOH, KOH dan lainnya dari golongan logam alkali (LiOH, RbOH, CsOH). Ini adalah senyawa ionik yang sangat larut dalam air, oleh karena itu, mereka OH ^- bebas untuk berpartisipasi dalam reaksi kimia.

Di sisi lain, ada hidroksida logam yang tidak larut dan akibatnya merupakan basa yang sangat lemah. Beberapa di antaranya bahkan bersifat asam, seperti halnya asam telurat, Te (OH) ₆ .

Hidroksida membentuk keseimbangan kelarutan dengan pelarut sekitarnya. Jika itu adalah air, misalnya, kesetimbangan dinyatakan sebagai berikut:

M (OH) ₂ <=> M ²⁺ (aq) + OH ^- (aq)

Dimana (ac) menunjukkan bahwa medianya berair. Ketika padatan tidak larut, konsentrasi OH terlarut kecil atau dapat diabaikan. Karena alasan ini, hidroksida logam tidak larut tidak dapat menghasilkan larutan basa seperti NaOH.

Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa hidroksida menunjukkan sifat yang sangat berbeda, terkait dengan struktur kimianya dan interaksi antara logam dan OH. Jadi, meskipun banyak yang ionik, dengan struktur kristal yang bervariasi, yang lain memiliki struktur polimer yang kompleks dan tidak teratur.

Sifat hidroksida

OH anion

Ion hidroksil adalah atom oksigen yang terikat secara kovalen dengan hidrogen. Jadi, ini dengan mudah dapat direpresentasikan sebagai OH ^- . Muatan negatif terletak pada oksigen, membuat anion ini menjadi spesies donor elektron: basa.

Jika OH ^- mendonasikan elektronnya ke hidrogen, maka terbentuk molekul H ₂ O. Ia juga dapat menyumbangkan elektronnya ke spesi bermuatan positif: seperti pusat logam M ⁺ . Dengan demikian, kompleks koordinasi dibentuk melalui ikatan datif M - OH (oksigen menyediakan pasangan elektron).

Namun, agar hal ini terjadi, oksigen harus dapat berkoordinasi secara efisien dengan logam, jika tidak, interaksi antara M dan OH akan bersifat ionik kuat (M ⁺ OH ^- ). Karena ion hidroksil sama di semua hidroksida, perbedaan di antara semuanya terletak pada kation yang menyertainya.

Juga, karena kation ini dapat berasal dari logam apa pun pada tabel periodik (golongan 1, 2, 13, 14, 15, 16, atau logam transisi), sifat hidroksida tersebut sangat bervariasi, meskipun mereka semua merenungkan umum beberapa aspek.

Karakter ionik dan dasar

Dalam hidroksida, meskipun memiliki ikatan koordinasi, mereka memiliki karakter ionik laten. Dalam beberapa, seperti NaOH, ion mereka adalah bagian dari kisi kristal yang terdiri dari kation Na ⁺ dan anion OH ^- dalam proporsi 1: 1; artinya, untuk setiap ion Na ⁺ ada pasangan ion OH ^- .

Bergantung pada muatan pada logam, akan ada lebih banyak atau lebih sedikit anion OH ^- di sekitarnya. Misalnya, untuk kation logam M ²⁺ akan ada dua ion OH ^{- yang} berinteraksi dengannya: M (OH) ₂ , yang diuraikan sebagai HO ^- M ²⁺ OH ^- . Hal yang sama terjadi pada logam M ³⁺ dan logam lain dengan muatan lebih positif (meskipun jarang melebihi 3+).

Karakter ionik ini bertanggung jawab atas banyak sifat fisik, seperti titik leleh dan titik didih. Ini tinggi, mencerminkan gaya elektrostatis yang bekerja di dalam kisi kristal. Juga, ketika hidroksida larut atau meleleh, mereka dapat menghantarkan arus listrik karena mobilitas ionnya.

Namun, tidak semua hidroksida memiliki kisi kristal yang sama. Bahan yang paling stabil cenderung tidak larut dalam pelarut polar seperti air. Sebagai aturan umum, semakin berbeda jari-jari ion M ⁺ dan OH ^- , semakin larut keduanya.

Tren periodik

Hal di atas menjelaskan mengapa kelarutan logam alkali hidroksida meningkat saat turun melalui gugus. Jadi, urutan peningkatan kelarutan dalam air adalah sebagai berikut: LiOH

OH ^- adalah anion kecil, dan saat kation menjadi lebih tebal, kisi kristal melemah secara energik.

Di sisi lain, logam alkali tanah membentuk hidroksida yang kurang larut karena muatan positifnya yang lebih tinggi. Ini karena M ²⁺ menarik OH ^- lebih kuat dari M ⁺ . Demikian juga, kationnya lebih kecil, dan karena itu ukurannya kurang sama dalam kaitannya dengan OH ^- .

Hasil dari ini adalah bukti eksperimental bahwa NaOH jauh lebih basa daripada Ca (OH) ₂ . Alasan yang sama dapat diterapkan untuk hidroksida lain, baik untuk logam transisi, atau untuk logam blok-p (Al, Pb, Te, dll.).

Juga, semakin kecil dan besar jari-jari ionik dan muatan positif M ⁺ , semakin rendah sifat ionik hidroksida, dengan kata lain, yang memiliki massa jenis sangat tinggi. Contohnya terjadi pada berilium hidroksida, Be (OH) ₂ . Be ²⁺ adalah kation yang sangat kecil dan muatan divalennya membuatnya sangat padat secara elektrik.

Amfoterisme

M (OH) ₂ hidroksida bereaksi dengan asam membentuk kompleks berair, yaitu, M ⁺ akhirnya dikelilingi oleh molekul air. Namun, ada sejumlah hidroksida yang juga dapat bereaksi dengan basa. Ini adalah apa yang dikenal sebagai hidroksida amfoter.

Hidroksida amfoterik bereaksi dengan asam dan basa. Situasi kedua dapat diwakili oleh persamaan kimia berikut:

M (OH) ₂ + OH ^- => M (OH) ₃ ^-

Tetapi bagaimana menentukan apakah hidroksida itu amfoter? Melalui percobaan laboratorium sederhana. Karena banyak logam hidroksida tidak larut dalam air, menambahkan basa kuat ke larutan dengan ion M ⁺ terlarut, misalnya Al ³⁺ , akan mengendapkan hidroksida yang sesuai:

Al ³⁺ (aq) + 3OH ^- (aq) => Al (OH) ₃ (s)

Tetapi dengan kelebihan OH ^- hidroksida terus bereaksi:

Al (OH) ₃ (s) + OH ^- => Al (OH) ₄ ^- (aq)

Akibatnya, kompleks bermuatan negatif baru dilarutkan oleh molekul air di sekitarnya, melarutkan padatan putih aluminium hidroksida. Hidroksida yang tetap tidak berubah dengan penambahan basa ekstra tidak berperilaku sebagai asam dan, oleh karena itu, bukan amfoter.

Struktur

Hidroksida dapat memiliki struktur kristal yang mirip dengan banyak garam atau oksida; beberapa sederhana, dan lainnya sangat kompleks. Lebih jauh, mereka yang memiliki penurunan karakter ionik mungkin memiliki pusat logam yang dihubungkan oleh jembatan oksigen (HOM - O - MOH).

Dalam larutan, strukturnya berbeda. Meskipun untuk hidroksida yang sangat larut, cukup menganggapnya sebagai ion yang terlarut dalam air, tetapi untuk kimia koordinasi lainnya perlu dipertimbangkan.

Jadi, setiap kation M ⁺ dapat berkoordinasi dengan sejumlah spesies tertentu. Semakin besar ukurannya, semakin besar jumlah molekul air atau OH ^{- yang} terikat padanya. Dari sini muncul oktahedron koordinasi terkenal dari banyak logam yang dilarutkan dalam air (atau dalam pelarut lain): M (OH ₂ ) ₆ ^{+ n} , di mana n sama dengan muatan positif logam.

Cr (OH) ₃ , misalnya, sebenarnya membentuk oktahedron. Bagaimana? Mempertimbangkan senyawa sebagai, yang tiga molekul airnya digantikan oleh anion OH ^- . Jika semua molekul digantikan oleh OH ^- , maka kompleks dengan muatan negatif dan struktur oktahedral ^{3 - akan diperoleh} . Muatan -3 adalah hasil dari enam muatan negatif dari OH ^- .

Reaksi dehidrasi

Hidroksida dapat dianggap sebagai "oksida terhidrasi". Namun, di dalamnya "air" bersentuhan langsung dengan M ⁺ ; sedangkan di MO · nH ₂ O oksida terhidrasi , molekul air adalah bagian dari bola koordinasi eksternal (mereka tidak dekat dengan logam).

Molekul air ini dapat diekstraksi dengan memanaskan sampel hidroksida:

M (OH) ₂ + Q (panas) => MO + H ₂ O

MO adalah oksida logam yang terbentuk sebagai hasil dehidrasi hidroksida. Contoh reaksi ini adalah reaksi yang diamati ketika cupric hydroxide, Cu (OH) _2, mengalami dehidrasi :

Cu (OH) ₂ (biru) + Q => CuO (hitam) + H ₂ O

Tata nama

Bagaimana cara yang tepat untuk menyebutkan hidroksida? IUPAC mengusulkan tiga nomenklatur untuk tujuan ini: tradisional, stok, dan sistematik. Benar menggunakan salah satu dari ketiganya, namun, untuk beberapa hidroksida mungkin lebih nyaman atau praktis untuk menyebutkannya dalam satu atau lain cara.

Tradisional

Nomenklatur tradisional hanya menambahkan sufiks –ico ke valensi tertinggi logam; dan sufiks –oso ke yang paling rendah. Jadi, misalnya, jika logam M memiliki valensi +3 dan +1, hidroksida M (OH) ₃ akan disebut hidroksida (nama logam) ico , sedangkan MOH hidroksida (nama logam) menanggung .

Untuk menentukan valensi logam dalam hidroksida, lihat saja angka setelah OH diapit tanda kurung. Jadi, M (OH) ₅ berarti logam tersebut memiliki muatan atau valensi +5.

Kelemahan utama dari nomenklatur ini, bagaimanapun, adalah dapat menjadi rumit untuk logam dengan lebih dari dua bilangan oksidasi (seperti kromium dan mangan). Untuk kasus seperti itu, prefiks hiper- dan hipo- digunakan untuk menunjukkan valensi tertinggi dan terendah.

Jadi, jika M bukannya hanya memiliki valensi +3 dan +1, tetapi juga memiliki +4 dan +2, maka nama-nama hidroksida dengan valensi tertinggi dan terendah adalah: hiper hidroksida (nama logam) ico , dan hipo hidroksida ( nama logam) beruang .

persediaan

Dari semua nomenklatur ini yang paling sederhana. Di sini nama hidroksida hanya diikuti dengan valensi logam yang diapit tanda kurung dan ditulis dengan angka romawi. Sekali lagi untuk M (OH) ₅ , misalnya, nomenklatur stok Anda adalah: (nama logam) (V) hidroksida. (V) lalu menunjukkan (+5).

Sistematis

Akhirnya, nomenklatur sistematis dicirikan dengan menggunakan prefiks perkalian (di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, dll.). Awalan ini digunakan untuk menentukan jumlah atom logam dan ion OH ^- . Dengan cara ini, M (OH) ₅ dinamai sebagai: (nama logam) pentahidroksida.

Dalam kasus Hg ₂ (OH) ₂ , misalnya, ia akan menjadi dihidroksida dimerkurik; salah satu hidroksida yang sekilas struktur kimianya kompleks.

Contoh hidroksida

Beberapa contoh hidroksida dan nomenklaturnya adalah sebagai berikut:

-NaOH (Natrium Hidroksida)

Penampilan natrium hidroksida

-Ca (OH) 2 (Kalsium hidroksida)

Penampilan kalsium hidroksida dalam keadaan padat

-Fe (OH) _{3. (} Ferric hydroxide; iron (III) hydroxide; atau iron trihydroxide)

-V (OH) _{5 (} Pervanadic hydroxide; vanadium (V) hydroxide; atau vanadium pentahydroxide).

-Sn (OH) _{4 (} Stanic hidroksida; timah (IV) hidroksida; atau timah tetrahidroksida).

-Ba (OH) ₂ (Barium hidroksida atau barium dihidroksida).

-Mn (OH) _{6 (} Manganic hidroksida, mangan (VI) hidroksida atau mangan heksahidroksida).

-AgOH (Perak hidroksida, perak hidroksida atau perak hidroksida). Perhatikan bahwa untuk senyawa ini tidak ada perbedaan antara nomenklatur stok dan sistematik.

-Pb (OH) _{4 (} Timbal hidroksida, timbal (IV) hidroksida atau timbal tetrahidroksida).

-LiOP (Litium Hidroksida).

-Cd (OH) 2 (Kadmium hidroksida)

-Ba (OH) _{2 (} Barium Hidroksida)

- Kromium hidroksida

Referensi

1. Kimia LibreTexts. Kelarutan Hidroksida Logam. Diambil dari: chem.libretexts.org
2. Perguruan Tinggi Komunitas Clackamas. (2011). Pelajaran 6: Nomenklatur Asam, Basa, & Garam. Diambil dari: dl.clackamas.edu
3. Ion Kompleks dan Amfoterisme. . Diambil dari: oneonta.edu
4. Kimia penuh. (14 Januari 2013). Hidroksida logam. Diambil dari: quimica2013.wordpress.com
5. Ensiklopedia Contoh (2017). Hidroksida Diperoleh dari: example.co
6. Castaños E. (9 Agustus 2016). Formulasi dan nomenklatur: hidroksida. Diambil dari: lidiaconlaquimica.wordpress.com