Χαρακτηριστικές βάσεις και παραδείγματα

Το βάσεων είναι όλες εκείνες οι χημικές ενώσεις που μπορούν να δεχθούν πρωτόνια ή να δώσουν ηλεκτρόνια. Στη φύση ή τεχνητά υπάρχουν τόσο ανόργανες όσο και οργανικές βάσεις. Ως εκ τούτου, η συμπεριφορά του μπορεί να προβλεφθεί για πολλά μόρια ή ιοντικά στερεά.

Ωστόσο, αυτό που διαφοροποιεί μια βάση από τις υπόλοιπες χημικές ουσίες είναι η έντονη τάση της να δωρίζει ηλεκτρόνια μπροστά, για παράδειγμα, σε είδη με χαμηλή ηλεκτρονική πυκνότητα. Αυτό είναι δυνατό μόνο αν βρίσκεται το ηλεκτρονικό ζεύγος. Ως συνέπεια αυτού, οι βάσεις έχουν περιοχές πλούσιες σε ηλεκτρόνια, δ-.

Ποιες οργανοληπτικές ιδιότητες επιτρέπουν την ταυτοποίηση των βάσεων; Είναι συνήθως καυστικές ουσίες, οι οποίες προκαλούν σοβαρά εγκαύματα μέσω φυσικής επαφής. Ταυτόχρονα, έχουν σαπουνάδα και διαλύουν εύκολα τα λίπη. Επιπλέον, οι γεύσεις της είναι πικρές.

Πού βρίσκονται στην καθημερινή ζωή; Μια εμπορική και ρουτίνα πηγή των βάσεων είναι προϊόντα καθαρισμού, από απορρυπαντικά, μέχρι σαπούνια τουαλέτας. Για το λόγο αυτό, η εικόνα μερικών φυσαλίδων που αναστέλλονται στον αέρα μπορεί να βοηθήσει να θυμηθούν τις βάσεις, παρόλο που πίσω τους υπάρχουν πολλά φυσικοχημικά φαινόμενα..

Πολλές βάσεις παρουσιάζουν εντελώς διαφορετικές ιδιότητες. Για παράδειγμα, μερικοί εκλύουν δυσάρεστες και έντονες οσμές, όπως αυτές των οργανικών αμινών. Άλλοι, από την άλλη πλευρά, όπως η αμμωνία, διεισδύουν και ερεθίζουν. Μπορούν επίσης να είναι άχρωμα υγρά ή ιοντικά λευκά στερεά.

Ωστόσο, όλες οι βάσεις έχουν κάτι κοινό: αντιδρούν με οξέα, για να παράγουν διαλυτά άλατα σε πολικούς διαλύτες, όπως νερό.

Ευρετήριο

• 1 Χαρακτηριστικά των βάσεων
  • 1.1 Απελευθέρωση OH-
  • 1.2 Έχουν άτομα αζώτου ή υποκαταστάτες που προσελκύουν ηλεκτρονική πυκνότητα
  • 1.3 Γυρίστε τους δείκτες οξύ-βάσης σε υψηλά χρώματα pH
• 2 Παραδείγματα βάσεων
  • 2.1 ΝαΟΗ
  • 2.2 CH3OCH3
  • 2.3 Αλκαλικά υδροξείδια
  • 2.4 Οργανικές βάσεις
  • 2.5 NaHC03
• 3 Αναφορές

Χαρακτηριστικά των βάσεων

Εκτός από τα προαναφερθέντα, ποια συγκεκριμένα χαρακτηριστικά πρέπει να έχουν όλες οι βάσεις; Πώς μπορούν να αποδεχθούν πρωτόνια ή να δώσουν ηλεκτρόνια; Η απάντηση έγκειται στην ηλεκτροαρνητικότητα των ατόμων του μορίου ή του ιόντος. και μεταξύ όλων αυτών, το οξυγόνο είναι το κυρίαρχο, ειδικά όταν βρίσκεται ως όξινο ιόν, ΟΗ^-.

Απελευθερώνουν OH^-

Αρχικά, το OH^- Μπορεί να υπάρχει σε πολλές ενώσεις, κυρίως σε υδροξείδια μετάλλων, επειδή στην εταιρεία των μετάλλων τείνει να «αρπάξει» τα πρωτόνια για να σχηματίσουν νερό. Έτσι, μια βάση μπορεί να είναι οποιαδήποτε ουσία που απελευθερώνει αυτό το ιόν σε διάλυμα μέσω μιας ισορροπίας διαλυτότητας:

Μ (ΟΗ)₂ <=> Μ²⁺ + 2ΟΗ^-

Εάν το υδροξείδιο είναι πολύ διαλυτό, η ισορροπία είναι πλήρως μετατοπισμένη στα δεξιά της χημικής εξίσωσης και μιλάει μια ισχυρή βάση. Μ (ΟΗ)₂ , Αντίθετα, είναι μια αδύναμη βάση, δεδομένου ότι δεν απελευθερώνει πλήρως τα ιόντα ΟΗ^- στο νερό Μόλις το OH^- Μπορεί να εξουδετερώσει οποιοδήποτε οξύ που βρίσκεται στο περιβάλλον του:

OH^- + ΗΑ => Α^- + H₂Ο

Και έτσι το OH^- αποπρωτονώνει το οξύ ΗΑ για να μετατραπεί σε νερό. Γιατί; Επειδή το άτομο οξυγόνου είναι πολύ ηλεκτροαρνητικό και επίσης, έχει μια περίσσεια ηλεκτρονικής πυκνότητας λόγω του αρνητικού φορτίου.

Το Ο έχει τρία ζεύγη ελεύθερων ηλεκτρονίων και μπορεί να δωρίσει οποιοδήποτε από αυτά στο άτομο Η με μερικό θετικό φορτίο, δ +. Ομοίως, η μεγάλη ενεργειακή σταθερότητα του μορίου του νερού ευνοεί την αντίδραση. Με άλλα λόγια: H₂Ή είναι πολύ πιο σταθερό από το ΗΑ, και όταν αυτό είναι αλήθεια, η αντίδραση εξουδετέρωσης θα συμβεί.

Συζευγμένες βάσεις

Και τι γίνεται με το OH^- και Α^-? Και οι δύο είναι βάσεις, με τη διαφορά ότι Α^- είναι το συζευγμένη βάση του οξέος ΗΑ. Επιπλέον, Α^- είναι πολύ ασθενέστερη βάση από την ΟΗ^-. Από εδώ προκύπτει το ακόλουθο συμπέρασμα: μια βάση αντιδρά για να δημιουργήσει μια ασθενέστερη.

Βάση _Ισχυρή + Οξύ _Ισχυρή => Βάση _{Αδύναμο} + Οξύ _{Αδύναμο}

Όπως μπορεί να φανεί στη γενική χημική εξίσωση, το ίδιο ισχύει για τα οξέα.

Η συζευγμένη βάση Α^- Μπορείτε να αποπρωτονιώσετε ένα μόριο σε μια αντίδραση γνωστή ως υδρόλυση:

Α^- + H₂Ο <=> ΗΑ + ΟΗ^-

Ωστόσο, σε αντίθεση με το OH^-, δημιουργεί ισορροπία όταν εξουδετερώνεται με νερό. Και πάλι είναι επειδή το A^- είναι πολύ ασθενέστερη βάση, αλλά αρκετή για να προκαλέσει μια αλλαγή στο ρΗ του διαλύματος.

Επομένως, όλα αυτά τα άλατα που περιέχουν Α^- είναι γνωστά ως βασικά άλατα. Ένα παράδειγμα αυτών είναι το ανθρακικό νάτριο, Na₂CO₃, που μετά τη διάλυση διαλύει το διάλυμα με την αντίδραση υδρόλυσης:

CO₃^2- + H₂Ο <=> HCO₃^- + OH^-

Έχουν άτομα αζώτου ή υποκαταστάτες που προσελκύουν ηλεκτρονική πυκνότητα

Μία βάση δεν είναι μόνο ιονικά στερεά με ανιόντα ΟΗ^- στο κρυσταλλικό πλέγμα, αλλά μπορείτε επίσης να έχετε και άλλα ηλεκτροαρνητικά άτομα όπως το άζωτο. Αυτού του είδους οι βάσεις ανήκουν στην οργανική χημεία, και μεταξύ των πιο κοινών είναι οι αμίνες.

Ποια είναι η ομάδα αμίνης; R-NH₂. Στο άτομο αζώτου υπάρχει ένα ηλεκτρονικό ζεύγος χωρίς να μοιράζεται, το οποίο μπορεί, όπως και το OH^-, αποπρωτονίωση ενός μορίου νερού:

R-NH₂ + H₂Ο <=> RNH₃⁺ + OH^-

Η ισορροπία είναι πολύ μετατοπισμένη προς τα αριστερά, αφού η αμίνη, αν και βασική, είναι πολύ ασθενέστερη από την ΟΗ^-. Σημειώστε ότι η αντίδραση είναι παρόμοια με αυτή που δόθηκε για το μόριο αμμωνίας:

NH₃ + H₂Ο <=> NH₄⁺ + OH^-

Μόνο ότι οι αμίνες δεν μπορούν να σχηματίσουν σωστά το κατιόν, NH₄⁺? αν και RNH₃⁺ είναι το κατιόν αμμωνίου με μία μονοϋποκατάσταση.

Και μπορεί να αντιδράσει με άλλες ενώσεις; Ναι, με όποιον διαθέτει επαρκώς όξινο υδρογόνο, ακόμα κι αν η αντίδραση δεν συμβαίνει εντελώς. Δηλαδή, μόνο μια πολύ ισχυρή αμίνη αντιδρά χωρίς να δημιουργήσει ισορροπία. Παρομοίως, οι αμίνες μπορούν να δώσουν το ζεύγος ηλεκτρονίων τους σε άλλα είδη εκτός από Η (ως αλκυλικές ρίζες: -CH₃).

Βάσεις με αρωματικούς δακτυλίους

Οι αμίνες μπορούν επίσης να έχουν αρωματικούς δακτυλίους. Αν το ζεύγος των ηλεκτρονίων μπορεί να «χαθεί» μέσα στο δαχτυλίδι, επειδή προσελκύει την ηλεκτρονική πυκνότητα, τότε η βασικότητα του θα μειωθεί. Γιατί; Επειδή το πιο ζευγαρωμένο ζεύγος είναι εντός της δομής, τόσο ταχύτερα θα αντιδράσει με τα φτωχά σε ηλεκτρόνια είδη.

Για παράδειγμα, το NH₃ Είναι βασικό επειδή το ζεύγος ηλεκτρονίων σας δεν έχει πουθενά να πάει. Κατά τον ίδιο τρόπο συμβαίνει και με τις αμίνες, είτε πρωτογενείς (RNH₂), δευτερογενή (R₂NH) ή τριτοταγούς (R₃Ν) Αυτά είναι περισσότερο βασικά από την αμμωνία επειδή, εκτός από τα παραπάνω, το άζωτο προσελκύει υψηλότερες πυκνότητες ηλεκτρονίων των R υποκαταστατών, αυξάνοντας έτσι δ-.

Αλλά όταν υπάρχει ένας αρωματικός δακτύλιος, αυτό το ζεύγος μπορεί να εισέλθει σε συντονισμό εντός αυτού, καθιστώντας αδύνατο να συμμετάσχει στο σχηματισμό δεσμών με το Η ή άλλα είδη. Συνεπώς, οι αρωματικές αμίνες τείνουν να είναι λιγότερο βασικές, εκτός εάν το ζεύγος ηλεκτρονίων παραμένει σταθερό στο άζωτο (όπως με το μόριο πυριδίνης).

Γυρίστε τους δείκτες οξύ-βάσης σε υψηλά χρώματα pH

Μια άμεση συνέπεια των βάσεων είναι ότι, διαλύονται σε οποιοδήποτε διαλύτη και παρουσία ενός δείκτη όξινης βάσης, λαμβάνουν χρώματα που αντιστοιχούν σε υψηλές τιμές ρΗ.

Η πιο γνωστή περίπτωση είναι αυτή της φαινολοφθαλεΐνης. Σε ένα ρΗ πάνω από 8 ένα διάλυμα με φαινολοφθαλεΐνη στο οποίο προστίθεται μια βάση, βαμμένο με έντονο χρώμα κόκκινου χρώματος. Το ίδιο πείραμα μπορεί να επαναληφθεί με ένα ευρύ φάσμα δεικτών.

Παραδείγματα βάσεων

NaOH

Το υδροξείδιο του νατρίου είναι μία από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες βάσεις παγκοσμίως. Οι εφαρμογές της είναι αναρίθμητες, αλλά μεταξύ αυτών μπορεί να αναφερθεί και η χρήση της για σαπωνοποίηση ορισμένων λιπών και έτσι να παραχθούν βασικά άλατα λιπαρών οξέων (σαπούνια).

CH₃OCH₃

Δομικά, η ακετόνη μπορεί να μην φαίνεται να δέχεται πρωτόνια (ή να δωρίζει ηλεκτρόνια), και παρόλα αυτά το κάνει, αν και είναι μια πολύ αδύναμη βάση. Αυτό συμβαίνει επειδή το ηλεκτροαρνητικό άτομο του Ο προσελκύει τα ηλεκτρονικά σύννεφα των ομάδων CH₃, τονίζοντας την παρουσία των δύο ζευγών ηλεκτρονίων (: O :).

Αλκαλικά υδροξείδια

Εκτός από το Ν & ΟΗ, τα υδροξείδια των αλκαλικών μετάλλων είναι επίσης ισχυρές βάσεις (με την εξαίρεση του LiOH). Έτσι, μεταξύ άλλων βάσεων είναι οι εξής:

-Το ΚΟΗ: υδροξείδιο του καλίου ή καυστική κάλτσα, είναι μία από τις βάσεις που χρησιμοποιούνται περισσότερο στο εργαστήριο ή στη βιομηχανία, λόγω της μεγάλης ικανότητας απολίπανσης.

-RbOH: υδροξείδιο του ρουβιδίου.

-CsOH: υδροξείδιο του κεσίου.

-FrOH: υδροξείδιο του φισινίου, του οποίου η βασικότητα θεωρείται, θεωρητικά, ότι είναι ένα από τα ισχυρότερα γνωστά ποτέ.

Οργανικές βάσεις

-CH₃CH₂NH₂: αιθυλαμίνη.

-LiNH₂: αμίδιο λιθίου. Μαζί με αμίδιο νατρίου, NaNH₂, είναι μια από τις ισχυρότερες οργανικές βάσεις. Σε αυτά το αμιδινο ανιόν, ΝΗ₂^- είναι η βάση που αποπρωτονιώνει το νερό ή αντιδρά με οξέα.

-CH₃ONa: μεθοξείδιο νατρίου. Εδώ η βάση είναι το ανιόν CH₃Ο^-, που μπορεί να αντιδράσει με οξέα για να παράγει μεθανόλη, CH₃OH.

-Αντιδραστήρια Grignard: διαθέτουν μεταλλικό άτομο και αλογόνο, RMX. Για αυτή την περίπτωση, η ρίζα R είναι η βάση, αλλά όχι γιατί χτυπά ένα όξινο υδρογόνο, αλλά επειδή παραιτείται από το ζεύγος ηλεκτρονίων που μοιράζεται με το άτομο μετάλλου. Για παράδειγμα: βρωμιούχο αιθυλομαγνήσιο, CH₃CH₂MgBr. Είναι πολύ χρήσιμα στην οργανική σύνθεση.

NaHCO₃

Το διττανθρακικό νάτριο χρησιμοποιείται για την εξουδετέρωση της οξύτητας σε ήπιες συνθήκες, για παράδειγμα, μέσα στο στόμα ως πρόσθετο στις οδοντόκρεμες.

Αναφορές

1. Merck KGaA. (2018). Οργανικές βάσεις. Λαμβάνεται από: sigmaaldrich.com
2. Wikipedia. (2018). Βάσεις (χημεία). Λαμβάνεται από: en.wikipedia.org
3. Χημεία 1010. Οξέα και Βάσεις: Τι είναι αυτά και πού βρίσκονται. [PDF] Λαμβάνεται από: cactus.dixie.edu
4. Οξέα, βάσεις και κλίμακα pH. Λαμβάνεται από: 2.nau.edu
5. Η ομάδα Bodner. Ορισμοί των οξέων και των βάσεων και ο ρόλος του νερού. Από: chemed.chem.purdue.edu
6. Χημεία LibreTexts. Βάσεις: Ιδιότητες και Παραδείγματα. Από: chem.libretexts.org
7. Shiver & Atkins. (2008). Ανόργανη χημεία Στο Οξέα και Βάσεις. (τέταρτη έκδοση). Mc Graw Hill.
8. Χέλμενστιν, Τοντ. (4 Αυγούστου 2018). Ονόματα 10 βάσεων. Ανακτήθηκε από: thoughtco.com