Baser: egenskaper og eksempler

Basene er alle kjemiske forbindelser som kan akseptere protoner eller donere elektroner. I naturen eller kunstig er det både uorganiske og organiske baser. Derfor kan dets oppførsel forutsettes for mange molekyler eller ioniske faste stoffer.

Det som skiller en base fra resten av kjemikaliene er imidlertid en markert tendens til å donere elektroner foran, for eksempel arter som er fattige i elektronisk tetthet. Dette er bare mulig hvis det elektroniske paret er plassert. Som følge av dette har basene elektronrike regioner, δ-.

Hvilke organoleptiske egenskaper tillater basene å bli identifisert? De er vanligvis kaustiske stoffer, som forårsaker alvorlige forbrenninger gjennom fysisk kontakt. Samtidig har de en såpevann, og de løsner fett enkelt. Dessuten er smaken bitter.

Hvor er de i det daglige livet? En kommersiell og rutinemessig kilde til basene er rengjøringsmidler, fra vaskemidler, til toalettsåper. Av denne grunn kan bildet av bobler som er suspendert i luften, hjelpe til med å minne om basene, selv når det er mange fysisk-kjemiske fenomener som ligger bak dem.

Mange baser har helt forskjellige egenskaper. For eksempel gir noen av kvalme og intense lukt, som for organiske aminer. Andre, på den annen side, som ammoniakk, er gjennomtrengende og irriterende. De kan også være fargeløse væsker, eller ioniske hvite faste stoffer.

Alle baser har imidlertid noe til felles: de reagerer med syrer for å produsere oppløselige salter i polare løsemidler, for eksempel vann.

Kjennetegn på basene

Bortsett fra det ovenfor nevnte, hvilke spesifikke egenskaper skal alle basene ha? Hvordan kan de akseptere protoner eller donere elektroner? Svaret ligger i elektronegativiteten til atomene i molekylet eller ionet; og blant dem alle er oksygen det dominerende, spesielt når det er funnet som oksidrilion, OH-.

De slipper ut OH-

Til å begynne med kan OH- være tilstede i mange forbindelser, hovedsakelig i metallhydroksider, siden det i metaller med tendens til å "snappe" protoner til å danne vann. Dermed kan en base være et hvilket som helst stoff som frigjør dette ion i løsningen gjennom en balanse av oppløselighet:

M (OH) ₂ M2 + + 2OH-

Hvis hydroksidet er meget løselig, er likevektet helt forskjøvet til høyre for kjemisk ligning og en sterk base talt. M (OH) ₂, derimot, er en svak base, siden den ikke helt frigiver sine OH-ioner i vann. Når OH-er produsert, kan det nøytralisere hvilken som helst syre som finnes rundt den:

OH- + HA => A- + H20

Og så OH-deprotonerer syre HA for å transformere til vann. Hvorfor? Fordi oksygenatomet er veldig electronegative, og det har også et overskudd av elektronisk tetthet på grunn av den negative ladningen.

O har tre par fri elektroner, og kan donere noen av dem til H-atomet med delvis positiv ladning, δ +. På samme måte favoriserer den store energiske stabiliteten til vannmolekylet reaksjonen. Med andre ord: H ₂ O er mye stabilere enn HA, og når dette er sant, vil nøytraliseringsreaksjonen oppstå.

Konjugerte baser

Og hva med OH- og A-? Begge er baser, med forskjellen at A- er den konjugerte basen av HA-syre. Også, A- er en mye svakere base enn OH-. Herfra er følgende konklusjon nådd: en base reagerer på å generere en annen svakere.

_Sterk Base + _Sterk Syr => _Svak Base + _Svak Syre

Som det fremgår av den generelle kjemiske ligningen gjelder det samme for syrer.

Konjugatbasis A- kan deprotonere et molekyl i en reaksjon kjent som hydrolyse:

A- + H20 HA + OH-

I motsetning til OH- etablerer det imidlertid en balanse når den er nøytralisert med vann. Igjen er det fordi A- er en mye svakere base, men nok til å gi en endring i pH i løsningen.

Derfor er alle de saltene som inneholder A- kjent som basiske salter. Et eksempel på dette er natriumkarbonat, Na2C03, som etter oppløsning baserer løsningen ved hydrolysereaksjonen:

CO3 2- + H20HCO3- + OH-

De har nitrogenatomer eller substituenter som tiltrekker seg elektronisk tetthet

En base handler ikke bare om ioniske faste stoffer med OH-anioner i deres krystallgitter, men de kan også ha andre elektronegative atomer som nitrogen. Denne typen baser tilhører organisk kjemi, og blant de vanligste er aminer.

Hva er aminogruppen? R-NH2. På nitrogenatomet er det et elektronisk par uten å dele, som kan, som OH-, deprotonere et vannmolekyl:

R-NH2 + H20RNH3 + + OH-

Likevekten er veldig forskjøvet til venstre, siden aminet, selv om det er grunnleggende, er mye svakere enn OH-. Merk at reaksjonen er lik den som er gitt for ammoniakkmolekylet:

NH3 + H20 NH4 + + OH-

Bare aminer kan ikke skape kation, NH4 +, selv om RNH3 + er ammoniumkation med en monosubstitusjon.

Og kan det reagere med andre forbindelser? Ja, med alle som har tilstrekkelig surt hydrogen, selv om reaksjonen ikke skjer helt. Det vil si at bare en veldig sterk amin reagerer uten å etablere likevekt. På samme måte kan aminer donere deres elektronpar til andre arter enn H (som alkylradikaler: -CH3).

Baser med aromatiske ringer

Aminene kan også ha aromatiske ringer. Hvis det elektroniske paret kan "gå seg vill" inne i ringen, fordi det tiltrekker elektronisk tetthet, vil dens grunnleggende grad reduseres. Hvorfor? Fordi jo mer lokalisert det paret er innenfor strukturen, desto raskere vil det reagere med de elektron-fattige artene.

For eksempel er NH ₃ grunnleggende fordi dens elektroner har ingen steder å gå. På samme måte skjer det med aminer, enten primær (RNH ₂ ), sekundær (R2 NH) eller tertiær (R3N). Disse er mer grunnleggende enn ammoniakk fordi, i tillegg til ovennevnte, tiltrekker nitrogen høyere elektrondensiteter av R-substituenter, og øker dermed δ-.

Men når det er en aromatisk ring, kan dette paret gå inn i resonans i den, noe som gjør det umulig å delta i dannelsen av koblinger med H eller andre arter. Derfor har aromatiske aminer en tendens til å være mindre grunnleggende, med mindre elektronparet forblir fast på nitrogen (som med pyridinmolekylet).

Vri syrebaseindikatorene til høye pH-farger

En umiddelbar konsekvens av basene er at de oppløses i et hvilket som helst løsningsmiddel og i nærvær av en syre-baseindikator, oppnår de farger som svarer til høye pH-verdier.

Det mest kjente tilfellet er fenolftalein. Ved pH over 8 blir en oppløsning med fenolftalein, til hvilken en base blir tilsatt, farget en intens rødfibrøs farge. Det samme eksperimentet kan gjentas med et bredt spekter av indikatorer.

Eksempler på baser

NaOH

Natriumhydroksid er en av de mest brukte basene over hele verden. Dens anvendelser er utallige, men blant dem kan man nevne at det er bruk å saponify noen fett og dermed produsere basiske salter av fettsyrer (såper).

CH3 OCH3

Strukturelt synes aceton kanskje ikke å akseptere protoner (eller donere elektroner), og likevel gjør det det selv om det er en veldig svak base. Dette skyldes at det elektronegative atomet av O tiltrekker seg de elektroniske skyene til CH _3- gruppene, og fremhever tilstedeværelsen av de to elektronparene (: O :).

Alkalihydroksider

Bortsett fra NaOH er hydroksyder av alkalimetaller også sterke baser (med unntak av LiOH). Dermed er blant annet baser følgende:

-KOH: Kaliumhydroksid eller kaustisk potash, er et av basene mest brukt i laboratoriet eller i industrien, på grunn av sin store avfettingsevne.

-RbOH: rubidiumhydroksyd.

-CsOH: cesiumhydroksyd.

-FROH: Frenchiumhydroxid, hvis grunnleggende formodning er teoretisk, å være den sterkeste noensinne kjent.

Organiske baser

-CH3CH2NH2: etylamin.

-LiNH ₂ : litiumamid. Sammen med natriumamid, NaNH ₂, er de en av de sterkeste organiske basene. I dem er amiduroanionen, NH ₂ - basen som deprotonerer vann eller reagerer med syrer.

-CH3 ONa: natriummetoksid. Her er basen CH3O- anion, som kan reagere med syrer for å produsere metanol, CH3OH.

-The Grignard-reagensene: De har et metallatom og et halogen, RMX. For dette tilfellet er den radikale R basen, men ikke fordi den snapper opp et surt hydrogen, men fordi det gir opp sitt par elektroner som det deler med metallatomet. For eksempel: etylmagnesiumbromid, CH3CH2MgBr. De er svært nyttige i organisk syntese.