ฐานลักษณะและตัวอย่าง

ฐานราก พวกเขาคือสารประกอบทางเคมีทั้งหมดที่สามารถรับโปรตอนหรือบริจาคอิเล็กตรอน ในธรรมชาติหรือเทียมมีทั้งฐานอนินทรีย์และอินทรีย์ ดังนั้นพฤติกรรมของมันสามารถมองเห็นได้สำหรับโมเลกุลหรือของแข็งไอออนิก.

อย่างไรก็ตามสิ่งที่แตกต่างจากฐานของสารเคมีที่เหลือก็คือแนวโน้มที่จะถูกทำเครื่องหมายเพื่อบริจาคอิเล็กตรอนหน้าตัวอย่างเช่นสปีชีส์ที่ยากจนในความหนาแน่นทางอิเล็กทรอนิกส์ เป็นไปได้เฉพาะในกรณีที่คู่อิเล็กทรอนิกส์อยู่ เป็นผลมาจากสิ่งนี้ฐานมีภูมิภาคที่อุดมไปด้วยอิเล็กตรอนδ-.

คุณสมบัติทางประสาทสัมผัสใดบ้างที่อนุญาตให้ระบุฐานได้? พวกเขามักจะเป็นสารกัดกร่อนซึ่งทำให้เกิดการไหม้อย่างรุนแรงผ่านการสัมผัสทางกายภาพ ในขณะเดียวกันพวกเขาก็รู้สึกได้ถึงสบู่และละลายไขมันได้ง่าย นอกจากนี้ยังมีรสขม.

พวกเขาอยู่ที่ไหนในชีวิตประจำวัน แหล่งที่มาเชิงพาณิชย์และที่ประจำของฐานคือผลิตภัณฑ์ทำความสะอาดจากผงซักฟอกไปจนถึงสบู่ห้องน้ำ ด้วยเหตุนี้ภาพฟองอากาศบางส่วนที่ลอยอยู่ในอากาศสามารถช่วยในการจดจำฐานแม้ว่าด้านหลังจะมีปรากฏการณ์ทางเคมีฟิสิกส์มากมายที่เกี่ยวข้อง.

ฐานจำนวนมากแสดงคุณสมบัติที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง ตัวอย่างเช่นบางคนยอมแพ้และมีกลิ่นรุนแรงเช่นเดียวกับเอมีนอินทรีย์ ในทางตรงกันข้ามคนอื่น ๆ เช่นแอมโมเนียกำลังเจาะและระคายเคือง พวกเขายังสามารถของเหลวไม่มีสีหรือของแข็งสีขาวอิออน.

อย่างไรก็ตามฐานทั้งหมดมีบางอย่างที่เหมือนกัน: พวกมันทำปฏิกิริยากับกรดเพื่อผลิตเกลือที่ละลายได้ในตัวทำละลายขั้วโลกเช่นน้ำ.

ดัชนี

• 1 ลักษณะของฐาน
  • 1.1 ปล่อย OH-
  • 1.2 มีอะตอมไนโตรเจนหรือสารที่เป็นตัวดึงดูดความหนาแน่นทางอิเล็กทรอนิกส์
  • 1.3 เปลี่ยนตัวบ่งชี้ที่เป็นกรดเบสเป็นค่า pH สูง
• 2 ตัวอย่างของฐาน
  • 2.1 NaOH
  • 2.2 CH3OCH3
  • 2.3 อัลคาไลน์ไฮดรอกไซด์
  • 2.4 ฐานอินทรีย์
  • 2.5 NaHCO3
• 3 อ้างอิง

ลักษณะของฐาน

นอกเหนือจากที่กล่าวมาข้างต้นฐานทั้งหมดควรมีลักษณะพิเศษอะไรบ้าง? พวกเขาสามารถรับโปรตอนหรือบริจาคอิเล็กตรอนได้อย่างไร คำตอบอยู่ที่อิเลคโตรเนกาติวีตี้ของอะตอมของโมเลกุลหรือไอออน และในบรรดาทั้งหมดนั้นออกซิเจนเป็นส่วนใหญ่โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพบว่าเป็นอ็อกซิลไอออน^-.

พวกเขาปล่อย OH^-

เริ่มต้นด้วย OH^- มันสามารถพบได้ในสารประกอบหลายชนิดส่วนใหญ่ในไฮดรอกไซด์ของโลหะเพราะใน บริษัท ของโลหะมีแนวโน้มที่จะ "โปรตอน" โปรตอนเพื่อสร้างน้ำ ดังนั้นฐานอาจเป็นสารใด ๆ ที่ปล่อยไอออนนี้ในสารละลายผ่านสมดุลของการละลาย:

M (OH)₂ <=> M²⁺ + 2OH^-

ถ้าไฮดรอกไซด์นั้นละลายได้มากดุลยภาพก็จะถูกแทนที่ด้วยด้านขวาของสมการทางเคมีและมีการพูดถึงฐานที่แข็งแกร่ง M (OH)₂ , แทนมันเป็นฐานที่อ่อนแอเนื่องจากมันไม่ปล่อยไอออนของ OH อย่างสมบูรณ์^- ในน้ำ เมื่อ OH^- มันเกิดขึ้นสามารถแก้กรดใด ๆ ที่อยู่ในสภาพแวดล้อม:

OH^- + HA => A^- + H₂O

แล้ว OH^- deprotonates กรด HA เพื่อเปลี่ยนเป็นน้ำ ทำไม? เนื่องจากอะตอมของออกซิเจนนั้นมีอิเลคโตรเนกาติตี้มากและมีความหนาแน่นของอิเลคทรอนิคส์มากเกินไปเนื่องจากประจุลบ.

O มีอิเล็กตรอนอิสระสามคู่และสามารถบริจาคให้กับอะตอม H ด้วยประจุบวกบางส่วนδ + ในทำนองเดียวกันความมีพลังอันยิ่งใหญ่ของโมเลกุลของน้ำช่วยให้เกิดปฏิกิริยา ในคำอื่น ๆ : H₂หรือมีความเสถียรมากกว่า HA มากและเมื่อเป็นจริงปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลางจะเกิดขึ้น.

ฐาน conjugated

แล้ว OH ล่ะ^- และ^-? ทั้งสองเป็นฐานมีความแตกต่างที่ A^- คือ คอนจูเกตฐาน ของกรด HA นอกจากนี้ A^- เป็นฐานที่อ่อนแอกว่า OH มาก^-. จากที่นี่ถึงข้อสรุปต่อไปนี้: ฐานตอบสนองเพื่อสร้างที่อ่อนแอ.

รากฐาน _{แข็งแรง} + กรด _{แข็งแรง} => ฐาน _{อ่อนแอ} + กรด _{อ่อนแอ}

ดังที่เห็นได้จากสมการทางเคมีทั่วไปเช่นเดียวกับกรด.

คอนจูเกตฐาน A^- คุณสามารถ deprotonate โมเลกุลในปฏิกิริยาที่เรียกว่า hydrolysis:

^- + H₂O <=> ฮ่า + โอ้^-

อย่างไรก็ตามไม่เหมือน OH^-, สร้างสมดุลเมื่อทำให้เป็นกลางด้วยน้ำ อีกครั้งมันเป็นเพราะ^- เป็นฐานที่อ่อนแอกว่ามาก แต่เพียงพอที่จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงค่า pH ของสารละลาย.

ดังนั้นเกลือทั้งหมดที่มี A^- พวกเขาเป็นที่รู้จักกันเป็นเกลือพื้นฐาน ตัวอย่างของสิ่งเหล่านี้คือโซเดียมคาร์บอเนตนา₂CO₃, ซึ่งหลังจากการสลายตัวจะแก้ปัญหาโดยปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส:

CO₃^2- + H₂O <=> HCO₃^- + OH^-

พวกเขามีอะตอมไนโตรเจนหรือสารที่เป็นตัวดึงดูดความหนาแน่นทางอิเล็กทรอนิกส์

ฐานไม่เพียง แต่เกี่ยวกับของแข็งไอออนิกที่มีประจุลบ OH^- ในผลึกคริสตัลของคุณ แต่คุณสามารถมีอะตอมอิเลคโตรเนกาติตี้อื่น ๆ เช่นไนโตรเจน ฐานชนิดนี้เป็นของเคมีอินทรีย์และที่พบมากที่สุดคือเอมีน.

กลุ่มเอมีนคืออะไร? R-NH₂. ในอะตอมไนโตรเจนมีคู่อิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่แบ่งปันซึ่งสามารถทำได้เช่นเดียวกับ OH^-, deprotonate โมเลกุลของน้ำ:

R-NH₂ + H₂O <=> RNH₃⁺ + OH^-

ดุลยภาพนั้นย้ายไปทางซ้ายมากเนื่องจากเอมีนถึงแม้ว่าพื้นฐานจะอ่อนแอกว่า OH มาก^-. โปรดทราบว่าปฏิกิริยานั้นคล้ายกับโมเลกุลของแอมโมเนีย:

NH₃ + H₂O <=> NH₄⁺ + OH^-

เฉพาะที่เอมีนไม่สามารถสร้างไอออนบวกได้อย่างเหมาะสม₄⁺; แม้ว่า RNH₃⁺ เป็นไอออนบวกของแอมโมเนียมที่มี monosubstitution.

และสามารถทำปฏิกิริยากับสารประกอบอื่น ๆ ได้หรือไม่? ใช่กับใครก็ตามที่มีไฮโดรเจนที่เป็นกรดเพียงพอแม้ว่าปฏิกิริยาจะไม่เกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์ นั่นคือมีนเอมีนที่แข็งแรงเท่านั้นที่ทำปฏิกิริยาโดยไม่สร้างสมดุล ในทำนองเดียวกันเอมีนสามารถบริจาคคู่อิเล็กตรอนของพวกเขาให้กับสายพันธุ์อื่น ๆ กว่า H (ในฐานะที่เป็นอนุมูลอัลคิล: -CH₃).

เบสที่มีกลิ่นหอม

เอมีนยังสามารถมีวงแหวนที่มีกลิ่นหอม ถ้าคู่อิเล็กตรอนสามารถ "หลงทาง" ในวงแหวนได้เพราะมันดึงดูดความหนาแน่นทางอิเล็คทรอนิคส์ความพื้นฐานก็จะลดลง ทำไม? เนื่องจากคู่ภาษาท้องถิ่นที่มีการแปลมากขึ้นนั้นอยู่ภายในโครงสร้างยิ่งเร็วเท่าไรก็จะตอบสนองกับสปีชีส์ที่ไม่ดีของอิเล็กตรอน.

ตัวอย่างเช่น NH₃ มันเป็นพื้นฐานเพราะคู่อิเล็กตรอนของคุณไม่มีที่ไป ในทำนองเดียวกันมันเกิดขึ้นกับเอมีนไม่ว่าหลัก (RNH)₂), รอง (R₂NH) หรือระดับอุดมศึกษา (R₃N) สิ่งเหล่านี้เป็นพื้นฐานมากกว่าแอมโมเนียเพราะนอกเหนือไปจากข้างบนแล้วไนโตรเจนยังดึงดูดความหนาแน่นของอิเล็กตรอนที่สูงขึ้นขององค์ประกอบย่อย R ซึ่งจะเป็นการเพิ่มδ-.

แต่เมื่อมีแหวนหอมคู่นี้สามารถเข้าสู่เสียงสะท้อนภายในทำให้เป็นไปไม่ได้ที่จะมีส่วนร่วมในการก่อตัวของการเชื่อมโยงกับ H หรือสายพันธุ์อื่น ๆ ดังนั้นเอมีนอะโรมาติกมีแนวโน้มที่จะน้อยกว่าพื้นฐานเว้นแต่คู่อิเล็กตรอนยังคงจับจ้องอยู่กับไนโตรเจน (เช่นเดียวกับโมเลกุล pyridine).

เปลี่ยนตัวบ่งชี้ที่เป็นกรดเบสให้มีค่า pH สูง

ผลที่ตามมาทันทีของฐานคือละลายในตัวทำละลายใด ๆ และในที่ที่มีตัวบ่งชี้กรดเบสพวกมันจะได้สีที่สอดคล้องกับค่า pH สูง.

กรณีที่รู้จักกันดีที่สุดคือของฟีนอฟทาลีน ที่ pH ที่สูงกว่า 8 วิธีการแก้ปัญหาด้วยฟีนอฟทาลีนซึ่งมีการเติมเบสจะย้อมด้วยสีแดงที่มีความรุนแรง การทดสอบเดียวกันสามารถทำซ้ำได้ด้วยตัวชี้วัดที่หลากหลาย.

ตัวอย่างของฐาน

NaOH

โซเดียมไฮดรอกไซด์เป็นหนึ่งในฐานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลก แอปพลิเคชั่นของมันนั้นนับไม่ถ้วน แต่ในหมู่พวกมันสามารถกล่าวถึงการใช้ซาพอนิฟิทไขมันบางชนิดและดังนั้นจึงผลิตเกลือกรดไขมันพื้นฐาน (สบู่).

CH₃เอมโอช₃

โครงสร้างอะซิโตนอาจดูเหมือนจะไม่ยอมรับโปรตอน (หรือบริจาคอิเล็กตรอน) และมันก็ทำเช่นนั้นแม้ว่ามันจะเป็นฐานที่อ่อนแอมาก นี่เป็นเพราะอะตอมอิเลคโตรเนกาติตีของ O ดึงดูดเมฆอิเล็กทรอนิกส์ของกลุ่ม CH₃, เน้นการมีอยู่ของอิเล็กตรอนสองคู่ (: O :).

อัลคาไลไฮดรอกไซด์

นอกเหนือจาก NaOH แล้วไฮดรอกไซด์ของโลหะอัลคาไลยังเป็นฐานที่แข็งแกร่ง (ยกเว้น LiOH) ดังนั้นในฐานอื่น ๆ ดังต่อไปนี้:

-KOH: โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์หรือโปแตชกัดกร่อนเป็นหนึ่งในฐานที่ใช้มากที่สุดในห้องปฏิบัติการหรือในอุตสาหกรรมเนื่องจากพลังการสูญเสียไขมันที่ดี.

-RbOH: รูบิเดียมไฮดรอกไซด์.

-CsOH: ซีเซียมไฮดรอกไซด์.

-FrOH: แฟรนเซียมไฮดรอกไซด์ซึ่งสันนิษฐานว่ามีความเป็นไปได้ในทางทฤษฎีว่าเป็นหนึ่งในกลุ่มที่แข็งแกร่งที่สุดเท่าที่เคยรู้จักมา.

ฐานอินทรีย์

-CH₃CH₂NH₂: ethylamine.

-Linh₂: ลิเธียมเอไมด์ พร้อมกับโซเดียมเอไมด์ NaNH₂, พวกเขาเป็นหนึ่งในฐานอินทรีย์ที่แข็งแกร่ง ในพวกเขาประจุลบ amiduro, NH₂^- เป็นฐานที่ทำลายน้ำหรือทำปฏิกิริยากับกรด.

-CH₃ONa: โซเดียมเมทออกไซด์ ที่นี่ฐานคือประจุลบ CH₃O^-, ซึ่งสามารถทำปฏิกิริยากับกรดในการผลิตเมทานอล, CH₃OH.

-รีเอเจนต์ Grignard: มีอะตอมโลหะและฮาโลเจน RMX สำหรับกรณีนี้อนุมูลอิสระ R คือฐาน แต่ไม่ใช่เพราะมันจับไฮโดรเจนกรด แต่เพราะมันให้อิเล็กตรอนคู่ที่มันมีส่วนร่วมกับอะตอมโลหะ ตัวอย่างเช่น: ethylmagnesium bromide, CH₃CH₂MgBr พวกมันมีประโยชน์มากในการสังเคราะห์สารอินทรีย์.

NaHCO₃

โซเดียมไบคาร์บอเนตใช้ในการต่อต้านความเป็นกรดในสภาวะที่ไม่รุนแรงเช่นภายในปากเป็นสารเติมแต่งในยาสีฟัน.

การอ้างอิง

1. Merck KGaA (2018) ฐานอินทรีย์ นำมาจาก: sigmaaldrich.com
2. วิกิพีเดีย (2018) ฐาน (เคมี) นำมาจาก: en.wikipedia.org
3. เคมี 1,010. กรดและเบส: พวกมันคืออะไรและพวกมันอยู่ที่ไหน [PDF] นำมาจาก: cactus.dixie.edu
4. กรด, เบส, และเครื่องชั่งพีเอช นำมาจาก: 2.nau.edu
5. The Bodner Group คำจำกัดความของกรดและเบสและบทบาทของน้ำ นำมาจาก: chemed.chem.purdue.edu
6. เคมีเคมี ฐาน: คุณสมบัติและตัวอย่าง นำมาจาก: chem.libretexts.org
7. ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์ ใน กรดและเบส. (ฉบับที่สี่) Mc Graw Hill.
8. Helmenstine, Todd (4 สิงหาคม 2018) ชื่อ 10 ฐาน ดึงมาจาก: thoughtco.com