Гидроксид-Ион

Гидроксид-ион
Общие
Хим. формула	HO⁻
Классификация
Номер CAS	14280-30-9
PubChem	961
ChemSpider	936
ChEBI	16234
DrugBank	DB14522
SMILES
[OH-]
InChI
InChI=1S/H2O/h1H2/p-1
Приводятся данные для стандартных условий (25 ℃, 100 кПа), если не указано иное.

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.

В газовой фазе имеет место равновесная реакция, характеризующая термическую устойчивость гидроксид-иона

${\displaystyle {\mathsf {OH^{-}\rightarrow OH+e^{-}}}}$ 

Зависимость константы равновесия (K_p) от абсолютной температуры (T):

При электролитической диссоциации оснований образуются катионы металла и общие для всех оснований ионы гидроксида:

${\displaystyle {\mathsf {NaOH\rightleftarrows Na^{+}+OH^{-}}}}$ 

${\displaystyle {\mathsf {Ba(OH)_{2}\rightleftarrows Ba^{2+}+2OH^{-}}}}$ 

Таким образом, основания можно определить как химические соединения, дающие в водном растворе гидроксид-ионы.

Электролитическая диссоциация оснований характеризуется константой диссоциации в водных растворах К_B:

Основной реакцией, в которой принимает участие гидроксид-ион, является реакция нейтрализации кислот и оснований:

${\displaystyle {\mathsf {NaOH+HCl\rightarrow NaCl+H_{2}O}}}$ 

или в ионном виде:

${\displaystyle {\mathsf {OH^{-}+H^{+}\rightarrow H_{2}O}}}$ 

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:

${\displaystyle {\mathsf {C_{2}H_{5}Br+OH^{-}\rightarrow C_{2}H_{5}OH+Br^{-}}}}$ 

• Образование кетонов:

${\displaystyle {\mathsf {CH_{3}CBr_{2}CH_{3}+2OH^{-}\rightarrow (CH_{3})_{2}O+2Br^{-}+H_{2}O}}}$ 

• Образование карбоновых кислот:

${\displaystyle {\mathsf {CH_{3}CCl_{3}+3OH^{-}\rightarrow CH_{3}COOH+3Cl^{-}+H_{2}O}}}$ 

• Омыление сложных эфиров:

${\displaystyle {\mathsf {CH_{3}COOC_{2}H_{5}+OH^{-}\rightarrow CH_{3}COO^{-}+C_{2}H_{5}OH}}}$