בסיס (כימיה)

מולקולת סודה לשתייה

בסיסים הם תרכובות שרמת החומציות (pH) שלהן בתמיסה מימית גבוהה מ-7.

הגדרה

לבסיס שלוש הגדרות מקובלות:

• הגדרת ברנסטד-לאורי: בסיס הוא חומר אשר קולט פרוטון במהלך תגובה כימית.
• הגדרת ארהניוס: בסיס הוא חומר המעלה את ריכוז יוני ההידרוקסיד ($OH^{-}$) בהמסתו במים.
• הגדרת לואיס: תרכובות התורמת זוג אלקטרונים ויוצרת קשר קואורדינטיבי.

כאשר בסיס מגיב עם חומצה, נוצרים מלח ומים. למשל, בתגובה בין נתרן הידרוקסידי (NaOH) לבין חומצת מלח (HCl) בכמויות שוות, הבסיס והחומצה סותרים זה את זה לחלוטין ומתקבלת תמיסה נייטרלית של מלח בישול (NaCl) תוך שחרור אנרגיה מרובה לסביבה.

$\ NaOH_{(aq)}+HCl_{(aq)}\to NaCl_{(aq)}+H_{2}O_{(\ell )}$

תגובה בין חומצה ובסיס מכונה תגובת סתירה. בכל תגובות הסתירה, היונים המגיבים הם הידרוניום ($H_{3}O^{+}$) והידרוקסיד ($OH^{-}$). לכן ניסוח הנטו של כל תגובות הסתירה הוא זהה:

$H_{3}O_{(aq)}^{+}+OH_{(aq)}^{-}\to 2H_{2}O_{(\ell )}$

רוב הבסיסים הם חומרים יוניים המסוגלים להתחבר ליון ההידרוניום, אך קיימים גם כמה בסיסים שהם חומרים מולקולריים. למשל אמוניה ($NH_{3}$) ונגזרותיה (למשל $NH_{2}CH_{3}$), שפירוקם במים כזה:

$NH_{3(g)}+H_{2}O_{(\ell )}\to NH_{4(aq)}^{+}+OH_{(aq)}^{-}$

בסיסים נפוצים

• אמוניה (NH₃)
• פירידין (C₅H₅N)
• הידרוקסידים מתכתיים כמו נתרן הידרוקסידי (NaOH) ואשלגן הידרוקסידי (KOH)

בסיסים ו-pH

ה-pH של מים (לא מזוקקים) מצביע על רמת החומציות שלהם. במים טהורים, מולקולה אחת מתוך עשרה מיליון עוברת דיסוציאציה, כלומר, מתפרקת ליון מימן (H⁺) (המתחבר למולקולת מים נוספת באמצעות קשר סמיפולרי, ויוצרת יון הידרוניום, (H₃O⁺)) וליון הידרוקסידי OH^-. תהליך דו-כיווני זה מתואר בקשר:

$\ 2H_{2}O_{(\ell )}\leftrightarrow \ H_{3}O_{(aq)}^{+}+OH_{(aq)}^{-}$

ריכוז (במול/ליטר, מולאר) היונים מסומן כך $\left[H_{3}O_{(aq)}^{+}\right]$ וכך $\left[OH_{(aq)}^{-}\right]$. במים מזוקקים ריכוז כל אחד מהיונים שווה ל-$10^{-7}$ מולאר ולכן ה-pH של מים שווה ל-7:

$pH=-\log \left[H_{3}O_{(aq)}^{+}\right]=-\log 10^{-7}=7$

ונחשב נייטרלי (מאחר שזהו מצב בו ריכוז יוני ההידרוקסיד שווה פחות או יותר לריכוז יוני ההידרוניום).

נטרול (סתירה) חומצות

כשנתרן הידרוקסידי (NaOH) מומס במים הוא מתפרק ליונים לפי התגובה הבאה:

$\ NaOH_{(s)}\rightarrow Na_{(aq)}^{+}+OH_{(aq)}^{-}$

בדומה לכך, חומצה הידרוכלורית (HCl) מתפרקת כך:

$\ HCl_{(g)}+H_{2}O_{(\ell )}\rightarrow H_{3}O_{(aq)}^{+}+Cl_{(aq)}^{-}$

כשמערבבים את שתי התמיסות, מתחברים יון המימן ויון ההידרוקסיד ונוצרת מולקולת מים:

$\ H_{3}O_{(aq)}^{+}+OH_{(aq)}^{-}\rightarrow 2H_{2}O_{(\ell )}$

אם כמויות שוות של NaOH ו-HCl (שנמדדות במולים, לא בגרמים) מעורבבות, הבסיס והחומצה מנטרלים זה את זה בתהליך הנקרא סתירה, ונוצרים תמיסת NaCl (מלח שולחן) ומים טהורים (מזוקקים). אם החומצה דו פרוטית או שהבסיס יוצר יותר מיון הידרוקסיד אחד למולקולה (לדוגמה: $Al(OH)_{3}$), היחסים בין כמויות המולים שלהם צריכים לשקף זאת (דבר הנעשה על ידי שימוש בערך הנקרא "נורמליות" - N).

ראו גם

• סודה לשתייה
• סודה קאוסטית

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא בסיס בוויקישיתוף

הערך באדיבות ויקיפדיה העברית, קרדיט,
רשימת התורמים
רישיון cc-by-sa 3.0

30134098בסיס (כימיה)