Inom kemin är en alkali en vattenlösning med ett pH-värde över 7. Ordet "alkali" kommer från arabiskans "qali" som betyder "från askan", eftersom aska blandad med vatten som användes som rengöringsmedel (t.ex. tvål) består av alkaliskt material.

En alkali uppstår när en bas löser sig i vatten så att koncentrationen av hydroxidjoner (OH−) ökar. De vanligaste alkalierna i laboratorium och industri är hydroxider från alkalimetaller, till exempel natriumhydroxid (NaOH) och kaliumhydroxid (KOH), men även vissa lösliga hydroxider från jordalkalimetaller (t.ex. kalciumhydroxid) räknas ofta som alkalier. Ofta är ämnet som ger upphov till alkaliska egenskaper ett salt eller en hydroxid av en alkalimetall, men tekniskt sett är det lösningens förhöjda OH−-halt som gör den alkalisk. En alkali är motsatsen till en syra och kan neutraliseras till pH 7 genom att tillsätta syra.

pH och hur alkali mäts

pH-skalan går från 0 till 14 (ungefär) vid rumstemperatur; värden över 7 är basiska/alkaliska. pH är ett mått på vätejonkoncentrationen [H+] medan alkaliska lösningar kännetecknas av högre [OH−]. För utspädda vattenlösningar vid 25 °C gäller sambandet pH + pOH = 14, och pH kan beräknas från [OH−] enligt pOH = −log10[OH−] och därefter pH = 14 − pOH.

Starka och svaga alkalier

  • Starka alkalier (t.ex. NaOH, KOH) är nästan fullständigt protolyserade i vatten och ger höga OH−-koncentrationer och högt pH.
  • Svaga alkalier (t.ex. ammoniak, NH3 i vatten) ger endast delvis OH− via reaktion med vatten och ger därför måttligt förhöjt pH.

Indikatorer och neutralisation

Vanliga indikatorer visar om en lösning är alkali: lackmus blir blått i basiskt medium och fenolftalein ger rosa färg i svagt till måttligt basiska lösningar. Alkaliska lösningar neutraliseras av syror enligt generella neutralisationsreaktioner, exempelvis:

HCl + NaOH → NaCl + H2O

Exempel och användningsområden

  • Tvål- och rengöringsmedelstillverkning: NaOH och KOH används för att tillverka tvålar och avfettningsmedel.
  • Industri: NaOH används i pappers- och textilindustrin, vid aluminiumbearbetning (Bayer-process), och för avloppsrensning.
  • Livsmedel: Vissa basiska ämnen används i livsmedelsberedning (t.ex. lut för vissa bakverk eller för att skala frukt), men dessa hanteras noggrant.
  • Agrikultur och miljö: Alkaliska ämnen kan användas för att justera pH i processvatten eller i vissa reningssteg.
  • Laboratorium: Buffertar, titreringar och syntesreaktioner där pH-kontroll krävs.

Säkerhet och hantering

Starka alkalier är frätande och kan orsaka allvarliga kemiska brännskador på hud och ögon samt skador på material. Vid arbete med alkalier bör lämplig personlig skyddsutrustning användas (handskar, skyddsglasögon, skyddsrock) och spill neutraliseras och tas om hand enligt lokala föreskrifter.

Sammanfattning

En alkali är alltså en vattenlösning som är basisk (pH > 7), oftast framkallad av lösliga baser såsom hydroxider av alkalimetaller. Alkaliska lösningar har många tekniska och vardagliga användningsområden men kräver omsorgsfull hantering på grund av deras frätande egenskaper.