Основания — это вещества, которые скользкие на ощупь в водной форме. Они горькие на вкус и меняют цвет красной лакмусовой бумажки на синий. Основания также диссоциируют в воде, как кислоты, но вместо того, чтобы производить H+, они производят OH-, т.е. гидроксильные ионы. Если основание растворяется в воде, то оно называется щелочью. Щелочи становятся менее щелочными при смешивании с кислотами. Уровень pH оснований колеблется в пределах 8-14.
Некоторые обычные бытовые продукты являются основаниями. Например, каустическая сода и очиститель для канализации сделаны из гидроксида натрия, сильного основания. Аммиак или очиститель на основе аммиака, такой как очиститель для окон и стекол, являются основаниями. Эти более сильные основания могут вызывать раздражение кожи. Другие основания, такие как ингредиенты для приготовления пищи, бикарбонат натрия (пищевая сода) или винный камень, являются основаниями, но они не вредны и подходят для приготовления пищи.
1. В водной форме основания скользкие на ощупь.
2. Основа обычно имеет горький вкус.
3. Уровень pH основания составляет от 8 до 14.
4. Основания реагируют с кислотой с образованием соли и воды.
5. Щелочь окрасит красный лакмус в синий цвет.
Обычно их классифицируют по крепости, концентрации и кислотности.
Как и у кислот, сила оснований зависит от количества гидроксильных ионов, которые они производят при растворении в воде. Высокое количество гидроксильных ионов представляет собой сильное основание, а низкое количество гидроксильных ионов представляет собой слабое основание.
а. Сильное основание – основание, которое полностью или почти полностью растворяется в воде, известно как сильное основание. Например, NaOH, KOH, Ca(OH) 2 , и т. д.
\(Na^+OH^- + H_2O → Na^+ (aq) + OH^-(aq)\)
б. Слабое основание – основание, которое не растворяется полностью, называется слабым основанием. Например, Ma(OH) 2 , NH4OH и т. д.
c. Супероснование – Супероснование даже лучше депротонирует, чем сильное основание. Эти основания имеют очень слабые сопряженные кислоты. Такие основания образуются путем смешивания щелочного металла с его сопряженными кислотами. Такие основания образуются путем смешивания щелочного металла с его сопряженной кислотой. Супероснование не может оставаться в водном растворе, поскольку оно является более сильным основанием, чем гидроксид-ион. Пример супероснования в гидриде натрия (NaH). Самым сильным супероснованием является дианион орто-диэтинилбензола (C 6 H 4 (C 2 ) 2 ) 2−.
г. Нейтральное основание – Нейтральное основание – это основание, которое образует связь с нейтральной кислотой таким образом, что кислота и основание делят электронную пару с основанием.
e. Твердое основание – Твердое основание активно в твердой форме. Примерами являются диоксид кремния (SiO 2 ) и NaOH, закрепленные на оксиде алюминия. Твердые основания могут использоваться в анионообменных смолах или для реакций с газообразными кислотами.
Концентрация основания зависит от количества основания, растворенного в воде. Оно бывает двух видов: концентрированное и разбавленное.
а. Концентрированное основание – Водный раствор, который имеет относительно высокий процент основания, является концентрированным основанием. Например, концентрированный гидроксид натрия, концентрированный гидроксид калия, концентрированный гидроксид аммония и т. д.
б. Разбавленное основание – Водный раствор, который имеет относительно низкий процент основания, является разбавленным основанием. Например, разбавленный гидроксид натрия, разбавленный гидроксид калия, разбавленный гидроксид аммония и т. д.
Кислотность основания зависит от числа содержащихся в нем гидроксильных ионов. Она также зависит от числа ионов водорода, с которыми основание может соединяться, поскольку один ион водорода соединяется с одним гидроксильным ионом. Обычно оно бывает трех типов: монокислотное основание, дикислотное основание и трикислотное основание.
а. Монокислотное основание – это основание, которое содержит только один гидроксильный ион и соединяется только с одним ионом водорода. Например, NaOH, KOH, NH4OH и т. д.
\(NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)\)
б. Двуосновное основание – это основание, которое содержит два гидроксильных иона и соединяется с тремя ионами водорода. Например, Mg(OH) 2 , Fe(OH) 2 , Zn(OH) 2 и т. д.
\(Ca(OH)_2 (aq) + 2HCl (aq) → CaCl_2 (aq) + 2H_2O (l)\)
c. Трикислотное основание – это основание, которое имеет три гидроксильных иона и соединяется с тремя ионами водорода. Например, гидроксид алюминия
\(Al(OH)_3 (aq) + 3HCl (aq) → AlCl_3 (aq) + 3H_2O(l)\)
Основания могут использоваться для нейтрализации кислот. Когда основание, часто OH-, принимает протон от кислоты, оно образует молекулу воды, которая безвредна. Когда все кислоты и основания реагируют, образуя молекулы воды и другие нейтральные соли, это называется нейтрализацией.
Кислоты также можно использовать для нейтрализации оснований.
Каждое основание имеет сопряженную кислоту, образованную путем присоединения атома водорода к основанию. Например, NH 3 (аммиак) является основанием, а его сопряженная кислота — ион аммония, NH 4 + .
Слабое основание образует сильную сопряженную кислоту, а сильное основание образует более слабую сопряженную кислоту. Поскольку аммиак является умеренно сильным основанием, аммоний является значительно более слабой кислотой.
