Kas yra bazė? Cheminis apibrėžimas, pH ir bazės tipai
Sužinokite, kas yra bazė: cheminis apibrėžimas, pH reikšmės, silpnų ir stiprių bazių ypatumai bei pagrindiniai bazės tipai aiškiai ir suprantamai.
Bazė yra medžiaga, kuri gali priimti vandenilio joną (H+) iš kitos medžiagos. Cheminė medžiaga gali priimti protoną, jei ji turi neigiamą krūvį arba jei molekulėje yra elektroneigiamas atomas, pavyzdžiui, deguonis, azotas ar chloras, turintis daug elektronų. Kaip ir rūgštys, kai kurios bazės yra stiprios, o kitos - silpnos. Silpnosios bazės rečiau priima protonus, o stipriosios bazės greitai priima protonus tirpale arba iš kitų molekulių. Rūgštis yra bazės "cheminė priešingybė". Rūgštis yra medžiaga, kuri atiduoda vandenilio atomą bazei.
Bazių pH yra didesnis nei 7,0. Silpnų bazių pH paprastai būna 7-9, o stiprių bazių - 9-14.
Cheminiai apibrėžimai
Yra keli dažniausiai vartojami bazių apibrėžimai:
- Arrhenius apibrėžtis: bazė vandeniniame tirpale didina hidroksilo jonų (OH−) koncentraciją (pvz., NaOH → Na+ + OH−).
- Brønsted–Lowry apibrėžtis: bazė yra protonų (H+) akceptorius (pvz., NH3 priima H+ ir sudaro NH4+).
- Lewiso apibrėžtis: bazė yra elektronų poros donorė — medžiaga, kuri gali atiduoti elektronų porą junginiui ar jonui (pvz., NH3 duoda elektronų porą reagentui, kuriam trūksta elektronų).
Stiprios ir silpnos bazės
Stiprios bazės pilnai disocijuoja vandenyje — praktiškai visi jų molekulės išskiria OH− jonus. Pavyzdžiai: natrio hidroksidas (NaOH), kalio hidroksidas (KOH). Silpnosios bazės disocijuoja tik dalinai — jų dalis tirpale lieka nejonizuota. Pavyzdžiai: amoniakas (NH3), organinės aminogrupės (dviejų rūšių etanolis ir pan.).
Baziškumą kiekybiškai apibūdina disociacijos konstanta Kb (ir jos logaritmas pKb). Stiprios bazės turi didelį Kb (mažą pKb); silpnosios — mažą Kb (didelį pKb). Be to, stipriosios bazės turi silpną konjuguotą rūgštį, o silpnosios — stipresnę konjuguotą rūgštį.
Bazių savybės ir reakcijos
- Neutralizacija: rūgštis + bazė → druska + vanduo. Pvz., HCl + NaOH → NaCl + H2O.
- Bazės dažnai turi kartoką skonį ir jaučiamos kaip slidi (pvz., tirpalai, kuriuose yra NaOH), tačiau skonio mėginimai dėl saugumo neturėtų būti atliekami laboratorijoje.
- Indikatoriai: fenolftaleinas dažnai tampa rožinis bazinėse terpėse; lakmusas tirpale pasikeičia iš raudonos į mėlyną esant bazėms.
- Bazės reaguoja su rūgštimis, kai kurios yra korozinės ir gali būti pavojingos odai bei audiniams (ypač stiprios bazės).
pH ir jos matavimas
pH yra logaritminė skalė, apibūdinanti vandenilio jonų koncentraciją tirpale. Apytikslė skalė 0–14 dažnai naudojama laboratorijoje esant 25 °C: pH < 7 reiškia rūgštinę terpę, pH = 7 neutralų, pH > 7 bazinę. Taip pat galioja ryšys pH + pOH ≈ 14 (25 °C), kur pOH atspindi OH− jonų koncentraciją.
pH matuojama pH matuokliais (elektrodais), universaliniais indikatoriais arba specifiniais indikatoriais (pvz., fenolftaleinu). pH matuokliai suteikia tikslesnius rezultatus, ypač pramonėje ir laboratorijose.
Amfoteriškumas
Kai kurios medžiagos yra amfoterinės — jos gali elgtis ir kaip rūgštis, ir kaip bazė, priklausomai nuo aplinkos. Pavyzdžiai: aliuminio hidroksidas (Al(OH)3), cinko oksidas (ZnO) ir vandenilio karbonatai tam tikromis sąlygomis.
Dažniausi pavyzdžiai ir panaudojimas
- Natriumo hidroksidas (NaOH): valymo priemonės, muilo gamyba, chemijos pramonė.
- Kalio hidroksidas (KOH): elektrolitai akumuliatoriuose, trąšos, biodujų gamyboje.
- Amoniakas (NH3): šaldymo agentas, trąšos, valikliai (amoniako tirpalai yra baziniai).
- Magnio hidroksidas (Mg(OH)2), kalcio karbonatas (CaCO3): antacidai, naudojami skrandžio rūgštingumui mažinti.
- Kalcio hidroksidas (Ca(OH)2): statyboje, mūrui ir žemei kalkinti.
Saugumas ir aplinkosauga
- Stiprios bazės yra korozinės: dirgina odą, akis, kvėpavimo takus. Naudokite apsauginius akinius, pirštines ir tinkamą aprangą.
- Mažomis koncentracijomis daug bazių neutralizuojamos rūgštimis; didelių kiekių išsiliejimai reikalauja specialios tvarkos ir profesionalios pagalbos.
- Prieš išpylimą į kanalizaciją ar aplinką būtina įvertinti poveikį — daugeliu atvejų tirpalai turi būti neutralizuoti ir tvarkomi pagal atliekų tvarkymo taisykles.
Santrauka
Bazė yra medžiaga, kuri priima protonus arba duoda elektronų porą, todėl padidina OH− koncentraciją vandeniniuose tirpaluose ir sukuria pH > 7. Bazės gali būti stiprios arba silpnos, turi specifines chemines ir fizines savybes, plačiai naudojamos pramonėje, namų ūkyje ir medicinoje, tačiau su stipriomis bazėmis būtina elgtis atsargiai dėl jų korozinių savybių.
Amoniakas ir druskos rūgštis sudaro amonio chloridą. Tai yra neutralizacija.
Kaip veikia bazės
Bazės gali būti naudojamos rūgštims neutralizuoti. Kai bazė, dažnai OH– , priima protoną iš rūgšties, ji sudaro nekenksmingą vandens molekulę. Kai visos rūgštys ir bazės reaguoja sudarydamos vandens molekules ir kitas neutralias druskas, tai vadinama neutralizacija. Rūgštys taip pat gali būti naudojamos bazėms neutralizuoti.Kiekviena bazė turi konjuguotą rūgštį, kuri susidaro prie bazės pridėjus vandenilio atomą. Pavyzdžiui, NH3 (amoniakas) yra bazė, o jo konjuguota rūgštis yra amonio jonas NH4+ . Silpna bazė sudaro stiprią konjuguotą rūgštį, o stipri bazė - silpnesnę konjuguotą rūgštį. Kadangi amoniakas yra vidutiniškai stipri bazė, amonis yra gerokai silpnesnė rūgštis.
Charakteristikos
Bazės pasižymi šiomis savybėmis:
- Kartus skonis (priešingai nei rūgštus rūgščių skonis)
- Glitus arba muiluotas pirštų pojūtis (slidus)
- Daugelis šarmų reaguoja su rūgštimis ir nusodina druskas.
- Stiprios bazės gali smarkiai reaguoti su rūgštimis. Išsiliejusią rūgštį galima saugiai neutralizuoti naudojant švelnią bazę.
- Bazės raudoną lakmuso popierėlį paverčia mėlynu
- Bazės - tai medžiagos, kurių sudėtyje yra metalų oksidų arba hidroksidų.
- Vandenyje tirpstančios bazės sudaro šarmus (tirpios bazės)
Kai kurie įprasti buitiniai produktai yra bazės. Pavyzdžiui, kaustinė soda ir drenažo valiklis gaminami iš natrio hidroksido - stiprios bazės. Amoniakas arba amoniako pagrindu pagamintas valiklis, pavyzdžiui, langų ir stiklų valiklis, yra bazinis. Šie stipresni pagrindai gali sukelti odos sudirginimą. Kitos bazės, pavyzdžiui, maisto ruošimo ingredientai natrio bikarbonatas (valgomoji soda) arba kalcio kremas yra bazinės, tačiau jos nėra kenksmingos ir tinka maisto ruošimui.
Dirbant su bazėmis visada reikia mūvėti pirštines. Jei sudirgsta oda, pažeistą vietą reikia kruopščiai nuplauti šaltu vandeniu. Jei tai nepadeda sustabdyti problemos, kuo skubiau kreipkitės į gydytoją.
Stiprios bazės
Stiprioji bazė - tai bazė, kuri vandenyje išskiria hidroksido joną OH-. Jų yra aštuonios.
- Ličio hidroksidas-LiOH
- Natrio hidroksidas-NaOH
- Kalio hidroksidas-KOH
- Rubidžio hidroksidas-RbOH
- Cezio hidroksidas-CsOH
- Kalcio hidroksidas-Ca(OH)2
- Stroncio hidroksidas-Sr(OH)2
- Bario hidroksidas-Ba(OH)2
Klausimai ir atsakymai
K: Kas chemijoje yra bazė?
Atsakymas: Bazė chemijoje yra medžiaga, kuri gali priimti vandenilio joną (H+) iš kitos medžiagos.
K: Kaip cheminė medžiaga gali priimti protoną?
A: Cheminė medžiaga gali priimti protoną, jei ji turi neigiamą krūvį arba jei molekulėje yra elektroneigiamas atomas, pavyzdžiui, deguonis, azotas ar chloras, turintis daug elektronų.
K: Ar visos bazės gamtoje yra stiprios?
Atsakymas: Ne, kaip ir rūgštys, kai kurios bazės yra stiprios, o kitos - silpnos. Silpnos bazės rečiau priima protonus, o stiprios bazės greitai priima protonus tirpale arba iš kitų molekulių.
K: Kas yra cheminė bazės priešingybė?
A: Bazės cheminė priešingybė yra rūgštis. Rūgštis - tai medžiaga, kuri atiduoda vandenilio atomą bazei.
K: Koks yra bazių pH intervalas?
A: Bazių pH yra didesnis nei 7,0. Silpnų bazių pH paprastai būna nuo 7 iki 9, o stiprių bazių - nuo 9 iki 14.
K: Ar bazės gali priimti protonus iš kitų molekulių?
A: Taip, stiprios bazės gali greitai priimti protonus iš tirpalo arba kitų molekulių.
K: Kokie atomai gali padėti cheminei medžiagai priimti protoną?
A: Elektroneigiami atomai, pavyzdžiui, deguonis, azotas ar chloras, turintys daug elektronų, gali padėti cheminei medžiagai priimti protoną.
Ieškoti