A bázis olyan vegyi anyag, amely egy savtól eltérően képes egy vagy több protont befogni, vagy fordítva, elektronokat biztosítani . A bázisokban gazdag közegről azt mondják, hogy bázikus vagy lúgos . Különböző kémiai modellek magyarázzák a bázisok viselkedését. A kémiai reakció egy sav és egy bázis ad sót és vizet .
Lúgos termék, amely égési sérüléseket okozhat. A legismertebb bázisok a mész , az ammónia és a szóda .
A bázis kifejezést Guillaume-François Rouelle francia kémikus vitte be a kémiai munkába 1754-ben. Észrevette, hogy az akkor ismert savak, amelyek többnyire illékony folyadékok (például ecetsav ), bizonyos savakkal kristályosodva szilárd sókká válnak. anyagok. Rouelle úgy vélte, hogy egy ilyen anyag szolgál a só alapjául , így "beton vagy szilárd formát" kap . Korábban Robert Boyle (1627-1691) tudta, hogyan lehet megkülönböztetni egy savat egy bázistól, kihasználva az ibolyaszirup színváltozását (vörösről zöldre váltva). Előtte csak a savak fűszeres íze tette lehetővé a felismerést.
A sav és a bázis első modern meghatározását Svante August Arrhenius és Ostwald javasolta . Arrhenius szerint a sav egy mobil hidrogénvegyület, amely H + protonokat szabadít fel a vízbe, míg egy bázis olyan vegyület, amely OH - hidroxid ionokat szabadít fel vízbe. Ennek a modellnek azonban számos korlátja meglehetősen gyorsan megjelent. A fő korlátozás a bázis és a sav meghatározásának korlátozása a vizes közegre. A sav-bázis jelenségeket nagyon gyorsan megfigyelték a nem poláros oldószerekben, amit ez a modell nem ír le. Megfigyelhetjük más poláros oldószerek autoprotolízisét is :
Az oldószerrendszer elmélete szerint a bázis olyan anyag, amely növeli az anionok koncentrációját a közegben, a sav pedig olyan anyag, amely növeli a kationok koncentrációját a közegben. Megjegyezhetjük itt, hogy ez a modell nem foglalja magában a bázisok és savak közötti kettősséget, amely a vizsgált vegyület belső jellemzője. Ezen túlmenően ez az elmélet nem foglalkozik a savak nem poláros oldószerekben való viselkedésével.
Ezt az utóbbi két modellt, bár részlegesen érvényes volt, 1923-ban megkérdőjelezték, majd 1923-ban elhagyták. Először Joannes Brønsted vegyész, majd Gilbert Lewis adta meg a leguniverzálisabb meghatározást.
A Brønsted-Lowry elmélet a savat olyan anyagként határozta meg, amely proton adományozására képes a közegben, és a bázist mint protont megkötni képes anyagot. Brønsted tehát bevezette a savasság és a lúgosság fogalmát, mint a savoldatban a bázishoz viszonyított arányt. Ez a definíció véget vetett a két, korábban kidolgozott elméletnek a legtöbb kifogásával szemben. Ez az elmélet a nem vizes oldószerek esetében is igaz, amelynek nagy jelentősége volt a kémiai elemzés szempontjából. Ugyanakkor ugyanazon a napon Gilbert Lewis a sav és a bázis másik meghatározását javasolta, de ez kezdetben észrevétlen maradt.
Lewis meghatározza a bázist elektrondublett donorként, a savat pedig elektrondublett akceptorként. A savak tehát olyan anyagok, amelyek bázisokkal kombinálva elektronokat osztva Lewis-adduktoknak nevezett koordinációs vegyületeket képeznek. A Brønsted-Lowry elmélet valójában a Lewis-elmélet speciális esete, amelynek sokkal magasabb az elméleti értéke, és a Lewis-sav nem feltétlenül Brønsted-Lowry-sav. Az iparban azonban a Brønsted modellt széles körben használják, a protoncsere szempontjából továbbra is érvelünk. Az iskolákban mindig legalább kezdetben meghatározzunk egy savat és bázist a Brønsted mintája szerint.
Vizes közegben általában a Brønsted-Lowry definíciót alkalmazzák. Egy bázist a B általános képlettel ábrázolhatunk.
Amikor a B bázist víz jelenlétében helyezzük el , a következő reakció megy végbe:
B + H 2 O ↔ BH + + OH - (1)Ennek a reakciónak az állandóját nevezzük alapossági állandónak, és ezt K b-vel jelöljük . Megkülönböztetünk gyenge és erős bázisokat . Az erős bázis teljesen disszociál a vízben, míg a gyenge bázis csak részben disszociál a vízben.
A BH + képes feladni egy protont. Valójában van egy gyenge bázis / gyenge sav konjugátum B / BH + . Következésképpen, a savasságot konstans K egy meghatározása csak abban az esetben a gyenge bázisok, és ezután egyenlő:
K egy = [B] [H 3 O + ] / [BH + ] (4)K a valójában a disszociációs reakció egyensúlyi állandója (3).
A legerősebb bázisok között találunk szódabikarbóna NaOH-t és mészt (oltatlan mész CaO vagy oltott mész Ca (OH) 2 ).
A vízben az alaposságot a pH- skála segítségével mérik , mint a savasság (a két fogalom komplementer). Maga a víz egyszerre gyenge sav és gyenge bázis.
A kőzettanban és az olvadék sókémia területén előnyösen a Lux-Flood definíciót alkalmazzuk: a bázis olyan faj, amely képes O 2- oxid ionok előállítására . Például a kalcium-oxid CaO bázis, mert a reakció során:
CaO + H 2 O → Ca (OH) 2a CaO feladja oxidionját
CaO → Ca 2+ + O 2−amelyet az O 2− + H 2 O → 2OH - víz megfog .
A geológusok és geokémikusok, sőt a sűrített anyag fizikai-kémikusai is , az ásványi képződmények és (mikro) struktúrák evolúcióját az oxigénpotenciál szempontjából általánosabban írják le.
Szintetikus módon azt mondjuk, hogy egy kőzet alapvető, ha teljes tartalma vagy teljes összetétele alapján szilícium-dioxidban vagy szilícium-dioxidban (SiO 2) szegény. A szilícium-dioxid egy savas oxid, amely képes a tetraéderes szilikátion SiO 4 előállítására4- . A csak kb. 30% szilícium-dioxidot tartalmazó bazaltok és általában bazalt-kőzetek alapanyagok.
Ennek nagy jelentősége van a magmák viselkedésében (különösen a vulkánokban), és akkor is, ha elemzésre szükség van a kőzet feloldására (oldódás savban az ICP -hez vagy egy pohárban a röntgenfluoreszcencia-spektrometriás elemzéshez ).
A mészkő , vagyis a különböző típusú ásványi anyagokon, a kalcium-karbonáton és / vagy a magnéziumon alapuló kőzetek igen széles skálája bázikus, mivel triviális pontú savakkal reagál. Például az ecetsavval vagy erős ecettel meghintett kréta szikrázni fog . Ionszerkezete lebomlik, felszabadítja a kalciumionokat, a Ca 2+ -ot és különösen a szén-dioxid- CO 2 -ot, ez utóbbi többé-kevésbé intenzív buborékképződést okoz, pezsgést okoz.
A bázisok általában adományoznak elektronokat , amelyet redoxpotenciáljuk jellemez . Az egyensúlyi a savas formára jellemző útján állandó ( K b vagy pK b ) , pH, ahol a molekula semleges. Bázikus vegyület lehet több pK b , megfelelő minden egyes ionizálható csoportok.
A lúgosság (más néven bázicitás ) egy oldat megfelel a koncentrációja bázikus vegyületek, kifejezett redox potenciál (lásd Hidrogén potenciál ). Ez a savasság fordítottja.
Készítse elő a redoxireakciók , a nukleofil szubsztitúciós reakciók bázisait ...