From Wikipedia, the free encyclopedia
Основите са вещества, които участват в химични реакции с киселини, отдавайки електронни двойки.
| Основа | |
| Идентификатори | |
|---|---|
| KEGG | C00701 |
| Данните са при стандартно състояние на материалите (25 °C, 100 kPa), освен ако не е указано друго. | |
| Основа в Общомедия | |
Основите в широк смисъл включват три групи вещества:
B + H2O ⇋ HB+ + OH-: NH3, CH3NH2 и други
Повечето основи с практическо значение са водоразтворими хидроксиди. При разтварянето си те се дисоциират на метални катиони и хидроксидни аниони, а водородният им показател (pH) е по-голям от 7. Основите могат да се разглеждат като химически противоположни на киселините, тъй като дисоцииращите се във вода киселини увеличават концентрацията на хидроксониеви йони (H3O+), докато основите я намаляват.
В съвременната химия се използват няколко дефиниции за основа, които донякъде се различават по своя обхват. Най-широко използвана е дефиницията на Брьонстед-Лоури.
През 1884 година шведският химик Сванте Август Арениус свързва общите свойства на основите с присъстващите в тях хидроксилни групи. Основа на Арениус е вещество, което увеличава концентрацията на хидроксидни аниони (OH-) при разтваряне във вода. Това определение следва от равновесната дисоциация на водата на хидрониеви катиони и хидроксилни аниони:[1]
В чистата вода по-голямата част от веществото е във вид на молекули H2O, но малък брой молекули непрекъснато се дисоциират и реасоциират. Чистата вода е с неутрална киселинност, тъй като концентрацията на хидроксилни йони винаги остава равна на тази на хидрониевите йони.
Киселина на Арениус е вещество, което при разтваряне във вода увеличава концентрацията на хидрониеви йони.
Макар че определението на Арениус е полезно за описването на много реакции, то остава твърде ограничено. През 1923 година датчанинът Йоханес Николаус Брьонстед и англичанинът Мартин Лоури самостоятелно установяват, че реакциите между киселина и основа са свързани с прехвърлянето на протон. Основа на Брьонстед-Лоури (или само основа на Брьонстед) е вещество, което приема[2] протон при реакция с киселина на Брьонстед-Лоури.[1]
Определението на Брьонстед-Лоури обхваща и молекулни съединения, докато това на Арениус е ограничено до йонните. Хлороводородът (HCl) и амонякът могат да реагират при различни условия, образувайки амониев хлорид (NH4Cl). Във воден разтвор HCl се държи като солна киселина и присъства под формата на хидрониеви и хлорни йони. Следната реакция показва ограниченията на определението на Арениус:
И двете дефиниции са напълно приложими за първия пример, където водата е разтворител и се образува хидрониев йон. Следващите две реакции не включват образуването на йони, но също са реакции с отдаване на протон. Във втората реакция хлороводородът и амонякът, разтворени в бензен, реагират и образуват твърд амониев хлорид, а в третата газообразни HCl и NH3 се съединяват в твърдо вещество.
Американският химик Гилбърт Люис предлага трето определение за основа, което обхваща и реакции, със свойствата на тези между киселина и основа, но които не включват отдаване на протон. Основа на Люис е вещество, което при реакция с киселина на Люис отдава електронна двойка от друго вещество.[1] По този начин всички основи на Брьонстед са и основи на Люис, но не всички основи на Люис са основи на Брьонстед.
Дисоциацията на хидроксидните основи често се обобщават във формата B + H2O ⇋ HB+ + OH−, където B е основата, а HBn+ е нейната спрегната киселина. Спрегнатите двойки киселина-основа се различават само по един протон и могат да бъдет преобразувани една в друга чрез добавяне, съответно премахване, на протон. По принцип е възможно основата да е заредена, а киселината – неутрална. В този случай общият вид на реакцията е B- + H2O ⇋ HB + OH−.
В разтвор съществува химическо равновесие между основата и нейната спрегната киселина. Константата на равновесието K изразява равновесната концентрация на молекулите или йоните в разтвора. При реакциите киселина-основа обикновено се използва константата Kb. Нейната стойност е равна на концентрацията на OH- и на спрегнатата киселина, разделена на концентрацията на основата:
По-силните основи имат по-голяма константа Kb – съотношението на хидроксидни йони към основа е по-високо при по-силните основи, тъй като те са по-склонни да приемат протон.
Тъй като стойностите на Kb са в много широк интервал, по-често се използва показателят pKb = -log10 Kb. По-силните основи имат по-малък pKb.
Основната характеристика на основите е тяхната способност да неутрализират киселините, приемайки от тях протони (отдавайки електронни двойки). Освен с киселините, основите могат да реагират и с киселинни оксиди, амфотерни оксиди, амфотерни хидроксиди. Специфични реакции за някои основи са взаимодействията със соли и прости вещества на елементи с двойствен характер и халогенни елементи, както и участието в окислително-редукционни процеси.
Водоразтворимите основи имат алкална реакция – променят червения лакмус в син и оцветяват фенолфталеина в малиненочервено.
При неутрализацията на киселини основите на Арениус отделят вода и сол. Например, при взаимодействието на един мол натриева основа с един мол солна киселина се получават един мол натриев хлорид и един мол вода:
Вода се отделя и при неутрализацията при някои оксидни основи. Така при взаимодействието на мравчена киселина с магнезиев оксид се получават магнезиев формат и вода:
Някои неутрализационни реакции протичат без отделяне или присъствие на вода. Например, при неутрализацията на флуороводород с амоняк се отделя само амониев флуорид:
Широко разпространена група основи са хидроксидите на алкалните и алкалоземните метали. Броят на хидроксидните групи в тези основи показва тяхната валентност. Например, NaOH е едновалентна основа, а Са(ОН)2 е двувалентна основа.
Алкалните хидроксиди са водоразтворими и често се определят като силни основи, които могат да неутрализират дори много слаби киселини. Обикновено в групата на силните основи се включват основи, чиято спрегната киселина е много слаба – има логаритмичен коефициент на дисоциация (pKa) над 13.
Примери за тази група съединения са:
Основите намират приложение както в много клонове на промишлеността, така и в бита/домакинството и са важни лабораторни реактиви.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
![{\displaystyle K_{b}={\frac {[{\mbox{HB}}^{+}][{\mbox{OH}}^{-}]}{[{\mbox{B}}]}}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/74bb35a5e7a619fd1be3e1715869d465efc0e9de)
