OSNOVE: ZNAČILNOSTI IN PRIMERI - KEMIJA - 2025

Za temelje so vse te kemične spojine, ki lahko darujejo elektrone ali sprejemajo protone. V naravi ali umetno obstajajo tako anorganske kot organske baze. Zato lahko njegovo vedenje napovedujemo za številne ionske molekule ali trdne snovi.

Kar pa bazo razlikuje od preostalih kemičnih snovi, je izrazita težnja po dajanju elektronov v primerjavi z na primer vrstami z elektronsko gostoto. To je mogoče le, če se nahaja elektronski par. Posledično imajo baze zelo elektronsko bogate regije, δ-.

Mila so šibke baze, ki nastanejo z reakcijo maščobnih kislin z natrijevim hidroksidom ali kalijevim hidroksidom.

Katere organoleptične lastnosti omogočajo identifikacijo baz? Ponavadi so kavstične snovi, ki s fizičnim stikom povzročijo hude opekline. Hkrati imajo milnico in zlahka raztapljajo maščobe. Poleg tega so njeni okusi grenki.

Kje so v vsakdanjem življenju? Komercialni in rutinski vir temeljev so čistilni izdelki, od detergentov do ročnih mil. Zaradi tega lahko slika nekaterih mehurčkov, obešenih v zraku, pomaga pri zapomnitvi podstavkov, čeprav za njimi sodelujejo številni fizikalno-kemijski pojavi.

Mnoge podlage imajo popolnoma različne lastnosti. Na primer, nekateri imajo slabe in močne vonjave, kot so organski amini. Po drugi strani pa na primer amoniak prodira in draži. Lahko so tudi brezbarvne tekočine ali ionske bele trdne snovi.

Vendar imajo vse baze skupno eno: reagirajo s kislinami, da tvorijo topne soli v polarnih topilih, kot je voda.

Značilnosti podlag

Milo je osnova

Kakšne značilnosti bi morale imeti poleg že omenjenega tudi vse podlage? Kako lahko sprejmejo protone ali podarijo elektrone? Odgovor leži v elektronegativnosti atomov molekule ali iona; in med vsemi njimi prevladuje kisik, še posebej, če ga najdemo kot hidroksilni ion, OH ^- .

Fizične lastnosti

Podloge so kislega okusa in razen amoniaka brez vonja. Njegova tekstura je spolzka in lahko spremeni barvo lakmusovega papirja v modro, metil oranžno v rumeno in fenoftalein v vijolično.

Trdnost osnove

Podnožja so razvrščena v močne in šibke podlage. Moč baze je povezana z njeno ravnotežno konstanto, zato se v primeru baz te konstante imenujejo konstante bazičnosti Kb.

Tako imajo močne podlage veliko bazično konstanto, zato se ponavadi popolnoma disociirajo. Primeri teh kislin so alkalije, npr. Natrijev ali kalijev hidroksid, katerih bazične konstante so tako velike, da jih ni mogoče meriti v vodi.

Po drugi strani je šibka osnova tista, katere konstanta disociacije je nizka, zato je v kemičnem ravnovesju.

Primeri za to so amoniak in amini, katerih konstante kislin so v zaporedju 10 ^-4 . Slika 1 prikazuje različne konstante kislosti za različne baze.

Osnovne disonacijske konstante.

pH večji od 7

PH lestvica meri nivo alkalnosti ali kislosti raztopine. Lestvica se giblje od nič do 14. pH manj kot 7 je kisel. PH večji od 7 je bazičen. Srednja točka 7 predstavlja nevtralen pH. Nevtralna raztopina ni niti kisla niti alkalna.

PH lestvica dobimo kot funkcijo koncentracije H ⁺ v raztopini in je obratno sorazmerna s tem. Baze z zmanjšanjem koncentracije protonov povečajo pH raztopine.

Sposobnost nevtralizacije kislin

Arrhenius v svoji teoriji predlaga, da kisline, ki lahko tvorijo protone, reagirajo s hidroksilom baz, da tvorijo sol in vodo na naslednji način:

HCI + NaOH → NaCI + H ₂ O.

Ta reakcija se imenuje nevtralizacija in je osnova analitične tehnike imenovane titracija.

Zmogljivost za zmanjšanje oksida

Glede na njihovo sposobnost proizvajanja nabitih vrst se baze uporabljajo kot medij za prenos elektronov v redoks reakcijah.

Baze imajo tudi nagnjenost k oksidaciji, saj lahko donirajo proste elektrone.

Baze vsebujejo OH-ione. Delujejo lahko na darovanje elektronov. Aluminij je kovina, ki reagira z bazami.

2al + 2NaOH + 6H ₂ O → 2NaAl (OH) ₄ + 3H ₂

Številnih kovin ne korodirajo, ker kovine izgubljajo namesto, da bi sprejemale elektrone, a baze zelo korozirajo organske snovi, kot so tiste, ki sestavljajo celično membrano.

Te reakcije so običajno eksotermične, kar povzroči hude opekline ob stiku s kožo, zato je treba s to vrsto snovi ravnati previdno. Slika 3 je varnostni indikator, ko je snov jedka.

Označevanje jedkih snovi.

Sprostijo OH

Za začetek je OH ^- lahko prisoten v številnih spojinah, predvsem v kovinskih hidroksidih, saj v družbi kovin običajno "jemlje" protone, da tvorijo vodo. Tako je lahko baza vsaka snov, ki ta ion sprosti v raztopini skozi topnostno ravnotežje:

M (OH) ₂ <=> M ²⁺ + 2OH ^-

Če je hidroksid zelo topen, se ravnotežje popolnoma premakne v desno od kemijske enačbe in govorimo o močni bazi. M (OH) ₂ je na drugi strani šibka osnova, saj svojih OH ^- ionov v celoti ne sprosti v vodo. Ko je OH ^- proizveden, lahko nevtralizira vse kisline, ki so okoli njega:

OH ^- + HA => A ^- + H ₂ O

In tako se OH ^- deprotona kislini HA pretvori v vodo. Zakaj? Ker je atom kisika zelo elektronegativan in ima zaradi negativnega naboja tudi presežno elektronsko gostoto.

O ima tri pare prostih elektronov in lahko katerega koli od njih podarimo delno pozitivno nabitim H-atomom, δ +. Prav tako je reakcija naklonjena veliki energijski stabilnosti molekule vode. Z drugimi besedami: H ₂ O je veliko bolj stabilen od HA, in kadar je to res, bo prišlo nevtralizacijo reakcijo.

Konjugirajo podlage

Kaj pa OH ^- in A ^- ? Obe sta bazi, s to razliko, da je A ^- konjugirana baza kisline HA. Tudi A ^- je precej šibkejša baza od OH ^- . Od tu je naslednji sklep: baza reagira, da ustvari šibkejšo.

Baza _močno + kislina _močna => osnovna _šibka + kislina _šibka

Kot je razvidno iz splošne kemijske enačbe, enako velja za kisline.

Konjugirana baza A ^- lahko deprotonira molekulo v reakciji, znani kot hidroliza:

A ^- + H ₂ O <=> HA + OH ^-

Vendar za razliko od OH ^- vzpostavi ravnotežje, ko ga nevtraliziramo z vodo. To je spet zato, ker je A ^- precej šibkejša baza, vendar dovolj, da povzroči spremembo pH raztopine.

Zato so vse tiste soli, ki vsebujejo A ^- znane kot osnovne soli. Primer za to je natrijev karbonat Na ₂ CO ₃ , ki po raztapljanju raztopino bazificira skozi reakcijo hidrolize:

CO ₃ ^2– + H ₂ O <=> HCO ₃ ^- + OH ^-

Imajo dušikove atome ali substituente, ki privlačijo elektronsko gostoto

Osnova niso samo ionske trdne snovi z OH ^- anioni v njihovi kristalni rešetki, ampak imajo lahko tudi druge elektronegativne atome, kot je dušik. Te vrste baz spadajo v organsko kemijo, med najpogostejšimi pa so amini.

Kaj je skupina amina? R-NH ₂ . Na dušikovem atomu je nepoklican elektronski par, ki lahko, podobno kot OH ^- , deprotonira molekulo vode:

RNH ₂ + H ₂ O <=> RNH ₃ ⁺ + OH ^-

Ravnotežje je daleč na levi strani, saj je amin, čeprav osnovni, veliko šibkejši od OH ^- . Upoštevajte, da je reakcija podobna kot pri molekuli amoniaka:

NH ₃ + H ₂ O <=> NH ₄ ⁺ + OH ^-

Le da amini ne morejo biti kation, NH ₄ ⁺ ; čeprav RNH ₃ ⁺ je amonijev kation z monosubstitucije.

In ali lahko reagira z drugimi spojinami? Da, z vsakim, ki ima dovolj kislega vodika, tudi če reakcija ne pride v celoti. Se pravi, da reagira le zelo močan amin brez vzpostavitve ravnotežja. Prav tako lahko amine darovali par elektronov, razen H vrst (kot so alkilni ostanki so: -CH ₃ ).

Podstavki z aromatičnimi obroči

Amini imajo lahko tudi aromatične obroče. Če se lahko njegov par elektronov "izgubi" znotraj obroča, ker obroč privlači gostoto elektronov, se bo njegova bazičnost zmanjšala. Zakaj? Ker je ta par bolj lokaliziran znotraj strukture, hitreje bo reagiral z elektronsko revnimi vrstami.

Na primer, NH ₃ je osnovni, ker njegov par elektronov nima kam. Enako se zgodi z amini, ali so primarna (RNH ₂ ), sekundarna (R ₂ NH) ali terciarni (R ₃ N). Ti so bolj bazični kot amoniak, ker dušik poleg že opisanega pritegne večje elektronske gostote R substituentov in tako poveča δ-.

Kadar je aromatičen obroč, lahko omenjeni par vstopi v resonanco, kar onemogoča sodelovanje pri nastajanju vezi s H ali drugimi vrstami. Zato so aromatski amini manj bazični, razen če elektronski par ostane fiksiran na dušiku (kot pri molekuli piridina).

Primeri podlag

NaOH

Natrijev hidroksid je ena najpogosteje uporabljanih podlag na svetu. Njegove uporabe je nešteto, a med njimi lahko omenimo njegovo uporabo za saponifikacijo nekaterih maščob in s tem nastajanje osnovnih soli maščobnih kislin (mila).

CH

Videti je, da lahko aceton ne sprejema protonov (ali daja elektrone), vendar je, čeprav je zelo šibka osnova. To je zato, ker elektro O atomom privlači elektrone oblake CH ₃ skupinami , ki poudarja prisotnost svojih dveh parov elektronov (: o :).

Alkalijski hidroksidi

Poleg NaOH so hidroksidi alkalijskih kovin tudi močna baza (z majhno izjemo LiOH). Tako so med drugimi podlagami naslednje:

-KOH: kalijev hidroksid ali kavstični pepel, je zaradi svoje velike razmaščevalne moči ena izmed najbolj uporabljanih podlag v laboratoriju ali industriji.

-RbOH: rubidij hidroksid.

-CsOH: cezijev hidroksid.

-FrOH: francijev hidroksid, za katerega osnovno teoretično velja, da je eden najmočnejših doslej znanih.

Organske podlage

CH ₃ CH ₂ NH ₂ : etilamin.

-LiNH ₂ : litijev amid. Skupaj z natrijevim amidom, NaNH ₂ , sta ena najmočnejših organskih baz. V njih amid anion, NH ₂ ^- je baza, ki povzroči deprotoniranje vode ali reagira s kislinami.

CH ₃ ONa: natrijev metoksid. Tu je baza anion CH ₃ O ^- , ki lahko reagirajo s kislinami, da dobimo metanol, CH ₃ OH.

Grignardovi reagenti: imajo kovinski atom in halogen, RMX. V tem primeru je radikal R osnova, vendar ne ravno zato, ker odvzame kisli vodik, temveč zato, ker se odreče paru elektronov, ki si jih deli s kovinskim atomom. Na primer: etilmagnezijevega bromida, CH ₃ CH ₂ MgBr. Zelo so uporabni pri organski sintezi.

NaHCO

Soda bikarbona se uporablja za nevtralizacijo kislosti v blagih razmerah, na primer znotraj ust kot dodatek v zobnih pastah.

Reference

1. Merck KGaA. (2018). Organske baze. Vzeto iz: sigmaaldrich.com
2. Wikipedija. (2018). Osnove (kemija). Izvedeno iz: es.wikipedia.org
3. Kemija 1010. Kisline in baze: kaj so in kje jih najdemo. . Vzeto iz: cactus.dixie.edu
4. Kisline, baze in pH lestvica. Vzeto iz: 2.nau.edu
5. Skupina Bodner. Opredelitve kislin in baz ter vloga vode. Vzeto iz: chemed.chem.purdue.edu
6. Kemija LibreTexts. Osnove: Lastnosti in primeri. Izvedeno iz: chem.libretexts.org
7. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. V kislinah in bazah. (četrta izdaja). Mc Graw Hill.
8. Helmenstine, Todd. (04. avgust 2018). Imena 10 podstavkov. Pridobljeno: misel.com