En base er et kjemikalie som, i motsetning til en syre , er i stand til å fange ett eller flere protoner eller omvendt å gi elektroner . Et medium rikt på baser sies å være basisk eller alkalisk . Det er forskjellige kjemiske modeller for å forklare oppførselen til baser. Den kjemiske reaksjonen av en syre og en base gir salt og vann .
Det er et kaustisk produkt som kan forårsake forbrenning. De mest kjente basene er kalk , ammoniakk og brus .
Begrepet base ble introdusert i kjemi av den franske kjemikeren Guillaume-François Rouelle i 1754. Han la merke til at syrene som den gang var kjent, og som for det meste var flyktige væsker (som eddiksyre ), ble til faste salter krystalliserte når de ble kombinert med visse spesielle stoffer. Rouelle mente at et slikt stoff tjener som grunnlag for salt, og gir det en "konkret eller fast form" . Tidligere hadde Robert Boyle (1627-1691) visst hvordan man kunne skille en syre fra en base ved å dra nytte av endringen i farge på fiolett sirup (skift fra rød til grønn). Før ham var det bare den krydrede smaken av syrer som lot dem bli gjenkjent.
De første moderne definisjonene av en syre og en base ble foreslått av Svante August Arrhenius og Ostwald . I følge Arrhenius er en syre en mobil hydrogenforbindelse som frigjør H + -protoner i vann mens en base er en forbindelse som frigjør OH - hydroksidioner i vann. Imidlertid kom flere begrensninger av denne modellen ganske raskt. Hovedbegrensningen er begrensningen av definisjonen av basen og syren til det vandige mediet. Syrebase fenomener ble veldig raskt observert i ikke-polære løsningsmidler, noe som ikke er beskrevet av denne modellen. Vi kan også observere en autoprotolyse av andre polare løsemidler :
I følge teorien om løsningsmiddelsystemet er en base et stoff som øker konsentrasjonen av anioner i et medium og en syre er et stoff som øker konsentrasjonen av kationer i et medium. Det kan bemerkes her at denne modellen ikke involverer dualiteten som observeres mellom basene og syrene som er en iboende egenskap ved den studerte forbindelse. I tillegg er denne teorien ikke opptatt av oppførselen til syrer i ikke-polære løsemidler.
Disse to siste modellene, selv om de var delvis gyldige, ble avhørt og deretter forlatt i 1923, først av kjemikeren Joannes Brønsted deretter av Gilbert Lewis , som ga den mest universelle definisjonen.
Den Brønsted-Lowry teori definert syre som en substans som kan donere et proton i mediet og basen som en substans som er i stand til å fange et proton. Brønsted introduserte dermed forestillingen om surhet og basitet som andelen i syreoppløsningen sammenlignet med basen. Denne definisjonen har satt en stopper for de fleste innvendinger som er gjort mot de to tidligere teoriene. Faktisk er denne teorien gyldig når det gjelder ikke-vandige løsningsmidler, noe som var av stor betydning for kjemisk analyse. Men på samme dato foreslo Gilbert Lewis en annen definisjon av syre og base, men dette gikk i første omgang ubemerket.
Lewis definerer en base som en elektrondublettdonor og syre som en elektrondublettakseptor. Syrer er således stoffer som, kombinert med baser, deler elektroner for å danne koordineringsforbindelser kalt Lewis-addukter. Brønsted-Lowry-teorien er faktisk et spesielt tilfelle av Lewis-teorien som har en mye høyere teoretisk verdi, og en Lewis-syre er ikke nødvendigvis en Brønsted-Lowry-syre. Men i industrien er Brønsted-modellen mye brukt, vi fortsetter å resonnere når det gjelder protonutveksling. På skoler definerer vi alltid i det minste i utgangspunktet en syre og en base i henhold til modellen til Brønsted.
I vandige medier brukes vanligvis Brønsted-Lowry-definisjonen. En base kan representeres av den generiske formelen B.
Når base B plasseres i nærvær av vann , skjer følgende reaksjon:
B + H 2 O ↔ BH + + OH - (1)Konstanten til denne reaksjonen kalles grunnleggende konstant, og vi betegner den med K b . Det skilles mellom svake baser og sterke baser . En sterk base er helt dissosiert i vann, mens en svak base bare er delvis dissosiert i vann.
BH + er i stand til å gi opp et proton. Vi har faktisk en svak base / svak syrekonjugert B / BH + par . Følgelig surhet konstanten K et kun er definert i tilfelle av svake baser og er da lik:
K a = [B] [H 3 O + ] / [BH + ] (4)K a er faktisk likevektskonstanten til dissosiasjonsreaksjonen (3).
Blant de sterkeste basene finner vi brus NaOH og kalk (hurtigkalk CaO eller slaked kalk Ca (OH) 2 ).
I vann måles basicitet ved hjelp av pH- skalaen , som surhet (de to konseptene er komplementære). Vann i seg selv er en svak syre og en svak base på samme tid.
I petrologi og i smeltet saltkjemi brukes Lux-Flood-definisjonen fortrinnsvis: en base er en art som er i stand til å gi et O 2 -oksidion . For eksempel er kalsiumoksid CaO en base, fordi i reaksjonen:
CaO + H 2 O → Ca (OH) 2CaO gir opp oksidionet
CaO → Ca 2+ + O 2−som fanges opp av vannet O 2− + H 2 O → 2OH - .
Geologer og geokjemikalier, til og med fysisk-kjemikere av kondensert materie , beskriver oftere utviklingen av mineralformasjoner og (mikro) strukturer når det gjelder oksygenpotensial.
På en syntetisk måte sier vi at en bergart er grunnleggende hvis den, med sitt totale innhold eller brutto sammensetning , har dårlig silisiumdioksid eller silika, SiO 2. Silika er en syre oksyd stand til å generere den tetraedriske silikat ion SiO 44- . De basalter , som bare inneholdt ca. 30% silisiumdioksyd, og generelt basalt steiner, er basiske.
Dette er av stor betydning for magmas oppførsel (spesielt i vulkaner), og også når det er nødvendig å oppløse bergarten for analyse (oppløsning i syre for ICP , eller i et glass for røntgenfluorescensspektrometri- analyse ).
Den kalkstein , det vil si det meget brede utvalg av bergarter basert på ulike type mineralene kalsium-karbonat og / eller magnesium , er grunnleggende fordi de reagerer med syrer med en triviell punkt. For eksempel vil kritt strøet med eddiksyre eller sterk eddik glitre. Den ioniske strukturen brytes ned og frigjør kalsiumioner Ca 2+ og spesielt karbondioksid CO 2 , sistnevnte forårsaker mer eller mindre intens bobling og forårsaker brus.
Baser har en tendens til å donere elektroner , som er preget av deres redoks-potensial . Den likevekt med syreformen er kjennetegnet ved hjelp av en konstant ( K b eller pK b ) , pH-verdi ved hvilken molekylet er nøytral. En basisk forbindelse kan ha flere pK b , svarende til hver av de ioniserbare grupper.
Den alkalitet (noen ganger også kalt en basisitet ) av en løsning svarer til den konsentrasjon av basiske forbindelser, uttrykt i redokspotensialet (se Hydrogen potensial ). Det er det motsatte av surhet.
Produser basene av redoksreaksjoner , de nukleofile substitusjonsreaksjonene ...