BASER: KARAKTERISTIKA OG EKSEMPLER - KEMI - 2025

De fundamenter er alle de kemiske forbindelser, der kan donere elektroner eller acceptere protoner. I naturen eller kunstigt er der både uorganiske og organiske baser. Derfor kan dens adfærd forudsiges for mange ioniske molekyler eller faste stoffer.

Det, der adskiller en base fra resten af ​​de kemiske stoffer, er imidlertid dens markante tendens til at donere elektroner sammenlignet med for eksempel arter, der er dårlige i elektrondensitet. Dette er kun muligt, hvis det elektroniske par er placeret. Som en konsekvens af dette har baserne elektronrige regioner, 5-.

Sæber er svage baser dannet ved omsætning af fedtsyrer med natriumhydroxid eller kaliumhydroxid.

Hvilke organoleptiske egenskaber gør det muligt at identificere baserne? Det er generelt kaustiske stoffer, der forårsager alvorlige forbrændinger gennem fysisk kontakt. Samtidig har de et sæbevandt touch og opløser fedtstoffer let. Desuden er dens smag bitter.

Hvor er de i hverdagen? En kommerciel og rutinemæssig kilde til fundamenter er rengøringsprodukter, fra vaskemidler til håndsæber. Af denne grund kan billedet af nogle bobler, der er ophængt i luften, hjælpe med at huske baserne, selvom der bag dem er mange fysisk-kemiske fænomener involveret.

Mange baser udviser helt forskellige egenskaber. For eksempel har nogle dårlige og stærke lugte, såsom organiske aminer. Andre på den anden side, såsom ammoniak, trænger igennem og irriterer. De kan også være farveløse væsker eller ioniske hvide faste stoffer.

Imidlertid har alle baser en ting til fælles: De reagerer med syrer for at producere opløselige salte i polære opløsningsmidler, såsom vand.

Karakteristika for baserne

Sæbe er en base

Bortset fra hvad der allerede er nævnt, hvilke specifikke egenskaber skal alle baser have? Hvordan kan de acceptere protoner eller donere elektroner? Svaret ligger i elektronegativiteten af ​​molekylets eller ionens atomer; og blandt dem alle er oxygen den dominerende, især når det findes som en hydroxylion, OH ^-.

Fysiske egenskaber

Baserne har en sur smag og bortset fra ammoniak er lugtfri. Teksturen er glat og har evnen til at ændre litmuspapirets farve til blå, methylorange til gul og phenolphthalein til lilla.

Styrken af ​​en base

Baser klassificeres i stærke baser og svage baser. En bases styrke er forbundet med dens ligevægtskonstant, og derfor kaldes disse konstanter for baser basicitetskonstanter Kb.

Således har stærke baser en stor basicitetskonstant, så de har tendens til at adskille sig fuldstændigt. Eksempler på disse syrer er alkalier, såsom natrium- eller kaliumhydroxid, hvis grundlæggende konstanter er så store, at de ikke kan måles i vand.

På den anden side er en svag base en, hvis dissociationskonstant er lav, så den er i kemisk ligevægt.

Eksempler på disse er ammoniak og aminer, hvis syrekonstanter er i størrelsesordenen ^10-4. Figur 1 viser de forskellige surhedskonstanter for forskellige baser.

Basisdissociationskonstanter.

pH større end 7

PH-skalaen måler alkalinitets- eller surhedsgraden af ​​en opløsning. Skalaen spænder fra nul til 14. En pH-værdi under 7 er sur. En pH-værdi på over 7 er basisk. Midtpunkt 7 repræsenterer en neutral pH. En neutral opløsning er hverken sur eller basisk.

PH-skalaen opnås som en funktion af koncentrationen af ​​H ⁺ i opløsningen og er omvendt proportional med dette. Baser øger pH i en opløsning ved at sænke koncentrationen af ​​protoner.

Evne til at neutralisere syrer

Arrhenius foreslår i sin teori, at syrer, der er i stand til at generere protoner, reagerer med basenes hydroxyl for at danne salt og vand på følgende måde:

HCI + NaOH → NaCl + H ₂ O.

Denne reaktion kaldes neutralisering og er grundlaget for den analytiske teknik kaldet titrering.

Oxidreduktionskapacitet

I betragtning af deres evne til at producere ladede arter bruges baser som et medium til elektronoverførsel i redoxreaktioner.

Baser har også en tendens til at oxidere, da de har evnen til at donere gratis elektroner.

Baser indeholder OH-ioner. De kan handle for at donere elektroner. Aluminium er et metal, der reagerer med baser.

2AL + 2NaOH + 6H ₂ O → 2NaAl (OH) ₄ + 3H ₂

De korroderer ikke mange metaller, fordi metaller har en tendens til at miste snarere end at acceptere elektroner, men baser er meget ætsende over for organiske stoffer som dem, der udgør cellemembranen.

Disse reaktioner er normalt eksoterme, hvilket giver alvorlige forbrændinger ved kontakt med huden, så denne type stof skal håndteres med omhu. Figur 3 er sikkerhedsindikatoren, når et stof er ætsende.

Mærkning af ætsende stoffer.

De frigiver OH

Til at begynde med kan OH ^- være til stede i mange forbindelser, hovedsageligt i metalhydroxider, da det i selskab med metaller har en tendens til at "tage" protoner til dannelse af vand. Således kan en base være et hvilket som helst stof, der frigiver denne ion i opløsning gennem en opløselighedsbalance:

M (OH) ₂ <=> M ²⁺ + 2OH ^-

Hvis hydroxidet er meget opløseligt forskydes ligevægten helt til højre for den kemiske ligning, og vi taler om en stærk base. M (OH) ₂ er på den anden side en svag base, da den ikke fuldstændigt frigiver sine OH ^- ioner i vandet. Når OH ^- er produceret, kan den neutralisere enhver syre der er omkring den:

OH ^- + HA => A ^- + H ₂ O

Og så OH ^- deprotona til syren HA for at omdanne til vand. Hvorfor? Fordi oxygenatomet er meget elektronegativt og også har en overskydende elektronisk densitet på grund af den negative ladning.

O har tre par frie elektroner og kan donere enhver af dem til det delvist positivt ladede H-atom, δ +. Vandmolekylets store energistabilitet favoriserer også reaktionen. Med andre ord: H ₂ O er meget mere stabil end HA, og når dette er sandt vil forekomme neutralisationsreaktionen.

Konjugerede baser

Og hvad med OH ^- og A ^- ? Begge er baser med den forskel, at A ^- er den konjugerede base af syre HA. A ^- er også en meget svagere base end OH ^-. Herfra nås følgende konklusion: en base reagerer for at generere en svagere.

Base _Strong + Acid _Strong => Base _Svag + Syre _Svag

Som det ses af den generelle kemiske ligning, er det samme for syrer.

Konjugatbase A ^- kan deprotonere et molekyle i en reaktion kendt som hydrolyse:

A ^- + H ₂ O <=> HA + OH ^-

I modsætning til OH ^- skaber det imidlertid en ligevægt, når den neutraliseres med vand. Igen skyldes det, at A ^- er en meget svagere base, men nok til at forårsage en ændring i pH i opløsningen.

Derfor er alle de salte, der indeholder A ^- kendt som basiske salte. Et eksempel på dem er natriumcarbonat, Na ₂ CO ₃, der efter opløsning basifies opløsningen gennem hydrolysereaktionen:

CO ₃ ^2- + H ₂ O <=> HCO ₃ ^- + OH ^-

De har nitrogenatomer eller substituenter, der tiltrækker elektrondensitet

En base er ikke kun ioniske faste stoffer med OH ^- anioner i deres krystalgitter, men de kan også have andre elektronegative atomer, såsom nitrogen. Disse typer baser hører til organisk kemi, og blandt de mest almindelige er aminer.

Hvad er amingruppen? R-NH ₂. På nitrogenatomet er der et elektronisk par, der ikke er delt, som ligesom OH ^- kan afprotonere et vandmolekyle:

RNH ₂ + H ₂ O <=> RNH ₃ ⁺ + OH ^-

Ligevægten er langt til venstre, da amin, selv om den er basisk, er meget svagere end OH ^-. Bemærk, at reaktionen svarer til den, der er givet for ammoniakmolekylet:

NH ₃ + H ₂ O <=> NH ₄ ⁺ + OH ^-

Kun at aminerne ikke kan danne kationen, NH ₄ ⁺; skønt RNH ₃ ⁺ er ammoniumkationen med en monosubstitution.

Og kan det reagere med andre forbindelser? Ja, med alle, der har tilstrækkeligt surt brint, selvom reaktionen ikke forekommer fuldstændigt. Det vil sige, at kun en meget stærk amin reagerer uden at etablere ligevægt. Ligeledes kan aminer donere deres par elektroner til andre end H arter (såsom alkylgrupper: = CH ₃).

Baser med aromatiske ringe

Aminer kan også have aromatiske ringe. Hvis dets elektronpar er "tabt" inde i ringen, fordi ringen tiltrækker elektrondensitet, vil dens grundlæggende formindskes. Hvorfor? Fordi jo mere lokaliseret det par er inden for strukturen, desto hurtigere reagerer det med de elektronfattige arter.

For eksempel er NH ₃ grundlæggende, fordi dets elektronpar ikke har nogen steder at gå. Det samme sker med aminer, uanset om de er primær (RNH ₂), sekundær (R ₂ NH) eller tertiær (R ₃ N). Disse er mere basale end ammoniak, fordi ud over hvad der netop er blevet forklaret, tiltrækker nitrogen højere elektroniske densiteter af R-substituenterne, hvilket øger δ-.

Men når der er en aromatisk ring, kan nævnte par gå ind i resonans inden i den, hvilket gør det umuligt at deltage i dannelsen af ​​bindinger med H eller andre arter. Derfor har aromatiske aminer en tendens til at være mindre basiske, medmindre elektronparret forbliver fastgjort på nitrogen (som med pyridinmolekylet).

Eksempler på baser

NaOH

Natriumhydroxid er en af ​​de mest anvendte baser på verdensplan. Dets anvendelser er utallige, men blandt dem kan vi nævne dets anvendelse til at forsæde nogle fedtstoffer og således fremstille basiske salte af fedtsyrer (sæber).

CH

Strukturelt kan acetone ser ud til ikke at acceptere protoner (eller donere elektroner), alligevel gør det det, selvom det er en meget svag base. Dette skyldes, at elektronegative O-atom tiltrækker elektron skyer af CH ₃ grupper, der fremhæver tilstedeværelsen af sine to par af elektroner (: O:).

Alkalihydroxider

Udover NaOH er alkalimetalhydroxider også stærke baser (med den mindre undtagelse af LiOH). Således er der blandt andre baser følgende:

-KOH: kaliumhydroxid eller kaustisk potash, det er en af ​​de mest anvendte baser i laboratoriet eller i industrien på grund af dets store affedtningsevne.

-RbOH: rubidiumhydroxid.

-CsOH: cesiumhydroxid.

-FrOH: franciumhydroxid, hvis grundlæggende teoretisk antages at være en af ​​de stærkeste nogensinde kendt.

Organiske baser

CH ₃ CH ₂ NH ₂: ethylamin.

-LiNH ₂: lithiumamid. Sammen med natriumamid, NaNH ₂, de er en af de stærkeste organiske baser. I dem amidet anion, NH ₂ ^- er den base, der deprotonerer vand eller reagerer med syrer.

-CH ₃ ONa: natriummethoxid. Her basen er anionen CH ₃ O ^-, som kan reagere med syrer til dannelse af methanol, CH ₃ OH.

-Grignard-reagenserne: De har et metalatom og et halogen, RMX. I dette tilfælde er radikalen R basen, men ikke netop fordi den fjerner et surt brint, men fordi det opgiver sit par elektroner, som det deler med metalatomet. For eksempel: ethylmagnesiumbromid, CH ₃ CH ₂ MgBr. De er meget nyttige i organisk syntese.

NaHCO

Bagepulver bruges til at neutralisere surhedsgraden under milde forhold, for eksempel inde i munden som et tilsætningsstof i tandpastaer.

Referencer

1. Merck KGaA. (2018). Organiske baser. Taget fra: sigmaaldrich.com
2. Wikipedia. (2018). Baser (kemi). Taget fra: es.wikipedia.org
3. Kemi 1010. Syrer og baser: Hvad de er, og hvor de findes.. Taget fra: cactus.dixie.edu
4. Syrer, baser og pH-skalaen. Taget fra: 2.nau.edu
5. Bodner-gruppen. Definitioner af syre og baser og vandets rolle. Taget fra: chemed.chem.purdue.edu
6. Kemi LibreTexts. Baser: Egenskaber og eksempler. Taget fra: chem.libretexts.org
7. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi. I syrer og baser. (fjerde udgave). Mc Graw Hill.
8. Helmenstine, Todd. (4. august 2018). Navne på 10 baser. Gendannes fra: thoughtco.com