Podstawa jest związkiem chemicznym, który, w przeciwieństwie do kwasu jest zdolny do przechwytywania jednego lub więcej protonów , lub odwrotnie, zapewniając w elektrony . Mówi się, że podłoże bogate w zasady jest zasadowe lub alkaliczne . Istnieją różne modele chemiczne wyjaśniające zachowanie zasad. Reakcji chemicznej z kwasem i zasadą daje sól oraz wodę .
Jest to produkt żrący, który może powodować oparzenia. Najbardziej znane bazy to wapno palone , amoniak i soda .
Termin zasada został wprowadzony do chemii przez francuskiego chemika Guillaume-François Rouelle w 1754 r. Zauważył on, że znane wówczas kwasy, które były głównie lotnymi cieczami (takimi jak kwas octowy ), zamieniają się w stałe sole krystalizujące w połączeniu z pewnymi szczególnymi Substancje. Rouelle uznał, że taka substancja służy jako podstawa soli, nadając jej „konkretną lub stałą postać” . Wcześniej Robert Boyle (1627-1691) wiedział, jak odróżnić kwas od zasady, wykorzystując zmianę koloru syropu fioletowego (zmiana z czerwonego na zielony). Przed nim tylko ostry smak kwasów pozwolił je rozpoznać.
Pierwsze współczesne definicje kwasu i zasady zaproponowali Svante August Arrhenius i Ostwald . Według Arrheniusa z kwasem, to telefon, który uwalnia związek wodoru H + protonów w wodzie , podczas gdy podstawa jest związkiem, który uwalnia grupy OH - wodorotlenek jonów w wodzie. Jednak dość szybko pojawiło się kilka ograniczeń tego modelu. Głównym ograniczeniem jest ograniczenie definicji zasady i kwasu do środowiska wodnego. Zjawiska kwasowo-zasadowe obserwowano bardzo szybko w rozpuszczalnikach niepolarnych, czego nie opisuje ten model. Możemy również zaobserwować autoprotolizę innych polarnych rozpuszczalników :
Zgodnie z teorią układu rozpuszczalników, zasada to substancja zwiększająca stężenie anionów w ośrodku, a kwas to substancja zwiększająca stężenie kationów w ośrodku. Można tu zauważyć, że model ten nie obejmuje dwoistości obserwowanej między zasadami i kwasami, która jest nieodłączną cechą badanego związku. Ponadto teoria ta nie dotyczy zachowania kwasów w rozpuszczalnikach niepolarnych.
Te dwa ostatnie modele, choć częściowo aktualne, zostały zakwestionowane, a następnie porzucone w 1923 r., Najpierw przez chemika Joannesa Brønsteda, a następnie przez Gilberta Lewisa , który podał najbardziej uniwersalną definicję.
Teoria Brønsteda-Lowry'ego definiuje kwas jako substancję zdolną do oddawania protonu w ośrodku, a zasadę jako substancję zdolną do wychwytywania protonu. W ten sposób Brønsted wprowadził pojęcie kwasowości i zasadowości jako proporcji w roztworze kwasu w porównaniu z zasadą. Ta definicja położyła kres większości zarzutów, jakie wysunięto wobec dwóch wcześniej opracowanych teorii. Rzeczywiście, teoria ta jest słuszna w przypadku rozpuszczalników niewodnych, co miało ogromne znaczenie dla analizy chemicznej. Jednak tego samego dnia Gilbert Lewis zaproponował inną definicję kwasu i zasady, ale początkowo pozostało to niezauważone.
Lewis definiuje zasadę jako donor dubletu elektronów i kwas jako akceptor dubletu elektronów. Kwasy są więc substancjami, które w połączeniu z zasadami dzielą elektrony, tworząc związki koordynacyjne zwane adduktami Lewisa. Teoria Brønsteda-Lowry'ego jest w rzeczywistości szczególnym przypadkiem teorii Lewisa, która ma znacznie wyższą wartość teoretyczną, a kwas Lewisa niekoniecznie jest kwasem Brønsteda-Lowry'ego. Jednak w przemyśle model Brønsteda jest szeroko stosowany, nadal rozważamy wymianę protonów. W szkołach zawsze przynajmniej początkowo określamy kwas i zasadę zgodnie z modelem Brønsteda.
W mediach wodnych zwykle stosuje się definicję Brønsteda-Lowry'ego. Podstawę można przedstawić za pomocą ogólnej formuły B.
Gdy podstawa B zostanie umieszczona w obecności wody , zachodzi następująca reakcja:
B + H 2 O ↔ BH + + OH - (1)Stała tej reakcji nazywana jest stałą zasadowości i oznaczamy ją przez K b . Rozróżnia się słabe zasady i mocne zasady . Mocna zasada jest całkowicie dysocjowana w wodzie, podczas gdy słaba zasada jest tylko częściowo dysocjowana w wodzie.
BH + jest w stanie oddać proton. W rzeczywistości mamy parę B / BH + sprzężoną ze słabą zasadą / słabym kwasem . W konsekwencji stała kwasowości K a jest definiowana tylko w przypadku słabych zasad i jest wtedy równa:
K a = [B] [H 3 O + ] / [BH + ] (4)K a jest w rzeczywistości stałą równowagi reakcji dysocjacji (3).
Wśród najsilniejszych zasad znajdziemy sodę NaOH i wapno (wapno palone CaO lub wapno gaszone Ca (OH) 2 ).
W wodzie zasadowość mierzy się za pomocą skali pH , podobnie jak kwasowość (te dwa pojęcia się uzupełniają). Woda sama w sobie jest jednocześnie słabym kwasem i słabą zasadą.
W petrologii i chemii stopionych soli preferuje się definicję Lux-Flood: zasada jest substancją zdolną do wytworzenia jonu O 2− tlenkowego . Na przykład tlenek wapnia CaO jest zasadą, ponieważ w reakcji:
CaO + H 2 O → Ca (OH) 2CaO oddaje swój jon tlenkowy
CaO → Ca 2+ + O 2−który jest wychwytywany przez wodę O 2− + H 2 O → 2OH - .
Geolodzy i geochemicy, a nawet fizykochemicy materii skondensowanej , częściej opisują ewolucję formacji mineralnych i (mikro) struktur pod względem potencjału tlenowego.
W sposób syntetyczny mówimy, że skała jest zasadowa, jeśli ze względu na swoją ogólną zawartość lub skład brutto jest uboga w dwutlenek krzemu lub krzemionkę, SiO 2. Krzemionka to kwasowy tlenek zdolny do wytwarzania tetraedrycznego jonu krzemianowego SiO 44- . W bazaltów , zawierające tylko około 30% krzemionki i zasadniczo skał bazaltowych, są proste.
Ma to ogromne znaczenie w zachowaniu magm (zwłaszcza w wulkanach), a także wtedy, gdy konieczne jest rozpuszczenie skały do analizy (rozpuszczanie w kwasie do ICP lub w szkle do analizy rentgenowskiej spektrometrii fluorescencyjnej ).
Wapień , to znaczy szeroki zakres skał oparty na różnych minerałów typu węglanu wapnia i / lub magnezu , są proste, ponieważ reagują one z kwasów trywialny punkcie. Na przykład kreda posypana kwasem octowym lub mocnym octem będzie błyszczała. Jego struktura jonowa ulega rozpadowi, uwalniając jony wapnia Ca 2+, a zwłaszcza dwutlenek węgla CO 2 , który powoduje mniej lub bardziej intensywne bulgotanie, powodując musowanie.
Bazy mają tendencję do oddawania elektronów , co charakteryzuje się potencjałem redoks . Równowagę z formą kwasową określa się za pomocą stałego ( K b lub pK b ) pH, przy którym cząsteczka jest obojętna. Podstawowy związek może mieć kilka pK b odpowiadających każdej z jej grup zdolnych do jonizacji.
Zasadowość (czasami zwany również zasadowości ) o rozwiązanie odpowiada stężeniu związków zasadowych, wyrażone potencjału redoks (patrz potencjał wodoru ). To odwrotność kwasowości.
Wyprodukuj podstawy reakcji redoks , nukleofilowych reakcji substytucji ...