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

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

Зависимость константы равновесия (K _p ) 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 · 10 2	3,56 · 10 2

Электролитическая диссоциация оснований

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 :

Основание	LiOH	NaOH	Ca(OH) 2	Sr(OH) 2	Ba(OH) 2	NH 4 OH
К B , 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:

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

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:

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

Примечания

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М. : Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1 (Абл-Дар). — 623 с.