База (хемија)

Во хемијата, базите, како и киселините се дефинирани од три теории:

• Арениусова теорија: Бази се супстанции кои при електролитна дисоцијација даваат хидроксидни јони како единствен вид анјони
• Бренстед-Лауриева теорија: Бази се супстанции кои во една протолитичка реакција се протон-акцептори (приматели на протони)
• Луисова теорија: Бази се супстанции кои при една реакција оддава електронски пар.

Меѓутоа, најзастапена дефиниција за база е Бренстед-Лауриевата — хемиско соединение кое апсорбира хидрониум јони кога е растворено во вода. Алкалот е специјален вид на база, каде што во водена средина хидроксидните јони се донираат. Базите и киселините се гледаат како две спротивности бидејќи ефектот на киселината се состои во зголемување на концентрацијата на хидрониум (H₃O⁺) јоните во водата, додека базите ја намалуваат оваа концентрација. Арениусовските бази се растворливи во вода и овие раствори имаат секогаш pH поголема од 7.

Карактеристични бази

• Карбонати - сода бикарбона (натриум водород карбонат) и натриум карбонат
• Амонијак и амини
• Пиридин и други циклични ароматични соединенија
• Металните хидроксиди, како натриум хидроксид или калиум хидроксид
• Многу метални оксиди формираат базични хидроксиди во реакција со вода (анхидриди)
• Сапуни

Базите и pH

Водородниот показател на (нечистата) вода е мерка за нејзината киселост. Во чистата вода, околу еден од десет милиони молекули дисоцираат на хидрониум јони и хидроксидни јони, според следната хемиска равенка:

2H₂O(l) → H₃O⁺(aq) + OH^-(aq)

Концентрацијата, мерена во мол на литар на јоните е индицирана како [H₃O⁺] и [OH⁻]. Нивниот продукт е дисоцијациската константа на водата со нив и има вредност 10⁻¹⁴ mol²/l². pH се дефинира како −log [H₃O⁺]; па според ова, чистата вода има pH-вредност 7. (Овие броеви се точни на 23 °C и малку различни на други температури.)

Базата ги прима (отстранува) хидрониум јоните од растворот, или донира хидроксидни јони (OH⁻) во растворот. И двете дејства ќе ја намалат концентрацијата на хидрониум јоните и ќе ја покачат pH-вредноста. Киселините имаат обратно дејство.

Одлики на базите

Базите се многу малку повискозни од чистата вода, имаат горчлив вкус и се распенуваат при допир. При реакција со киселините даваат соли.

Неутрализација на киселините

Кога е растворена во вода, базата натриум хидроксид се разложува на хидроксидни и натриумови јони:

${\mbox{NaOH}}\to {\mbox{Na}}^{+}+{\mbox{OH}}^{-}$

а слично и хлороводородната киселина формира хидрониум и хлоридни јони:

${\mbox{HCl}}+{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}\to {\mbox{H}}_{3}{\mbox{O}}^{+}+{\mbox{Cl}}^{-}.$

Кога овие два раствора се мешаат, H₃O⁺ и OH⁻ јоните се комбинираат за да формираат молекула на вода:

${\mbox{H}}_{3}{\mbox{O}}^{+}+{\mbox{OH}}^{-}\to {\mbox{2H}}_{2}{\mbox{O}}$

Ако се растворени еднакви количини на NaOH и HCl, базата и киселината се неутрализираат, при тоа останува само NaCl (готварска сол) во растворот.

Алкалност на нехидроксидите

И натриум карбонатот и амонијакот се бази, иако ниедна од овие супстанции не содржи OH⁻ групи. Така е затоа што и двете примаат H⁺ кога се растворени во вода:

${\mbox{Na}}_{2}{\mbox{CO}}_{3}+{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}\to 2{\mbox{Na}}^{+}+{\mbox{HCO}}_{3}^{-}+{\mbox{OH}}^{-}$

${\mbox{NH}}_{3}+{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}\to {\mbox{NH}}_{4}^{+}+{\mbox{OH}}^{-}.$

Базите како хетерогени катализатори

Базните супстанции моѓат да се користат како растворливи хетерогени катализатори за хемиските реакции. Примери за ова се металните оксиди, како магнезиум оксид, калциум оксид и бариум оксид, како и калиум флуорид на алуминиум и некои зеолити. Голем дел на преодните метали се добри катализатори, од кои многу од нив формираат базни супстанции. Базните катализатори се користат за хидрогенација, за миграција на двојните врски, за Мервејн-Пондорф-Верлај редукција, Мајкл реакција и многу други реакции.