鹽基
編輯在化學中,常用的堿基有三種定義,即阿倫尼烏斯堿基、布朗斯臺德堿基和路易斯堿基。 所有定義都同意堿是與酸反應的物質,正如 G.-F 最初提出的那樣。 18 世紀中葉的 Rouelle。
1884年,Svante Arrhenius提出堿是一種在水溶液中離解形成氫氧根離子OH?的物質。 這些離子可以與酸解離產生的氫離子(根據 Arrhenius 的 H+)反應,在酸堿反應中形成水。 因此,堿是金屬氫氧化物,例如 NaOH 或 Ca(OH)2。 這種氫氧化物水溶液也被描述為某些特性。 它們摸起來很滑,嘗起來有苦味并會改變 pH 指示劑的顏色(例如,將紅色石蕊試紙變成藍色)。
在水中,通過改變自電離平衡,堿產生的溶液中的氫離子活性低于純水中的,即標準條件下水的 pH 值高于 7.0。 如果可溶性堿包含并定量釋放 OH- 離子,則稱為堿。 金屬氧化物、氫氧化物,特別是醇鹽是堿性的,弱酸的共軛堿是弱堿。
堿和酸被視為化學對立物,因為酸的作用是增加水中的水合氫離子 (H3O+) 濃度,而堿會降低該濃度。 酸和堿的水溶液之間的反應稱為中和,產生水和鹽的溶液,其中鹽分離成其組分離子。 如果水溶液被給定的鹽溶質飽和,則任何額外的此類鹽都會從溶液中沉淀出來。
在更一般的 Br?nsted–Lowry 酸堿理論 (1923) 中,堿是一種可以接受氫陽離子 (H+)(也稱為質子)的物質。 這確實包括氫氧化物水溶液,因為 OH? 確實會與 H+ 反應形成水,因此阿倫尼烏斯堿是布朗斯特堿的一個子集。 然而,還有其他接受質子的布朗斯臺德堿,例如氨 (NH3) 或其有機衍生物(胺)的水溶液。 這些堿不含氫氧根離子,但仍會與水反應,導致氫氧根離子濃度增加。 此外,一些非水溶劑含有與溶劑化質子反應的布朗斯臺德堿。 例如,在液氨中,NH2? 是接受來自 NH4+(該溶劑中的酸性物質)質子的堿性離子。
G. N. Lewis 意識到水、氨和其他堿基可以與質子形成鍵,因為堿基具有未共享的電子對。 在路易斯理論中,堿是電子對供體,它可以與被描述為路易斯酸的電子受體共享一對電子。 Lewis 理論比 Br?nsted 模型更普遍,因為 Lewis 酸不一定是質子,而可以是另一種分子(或離子),具有可以接受一對電子的空置低位軌道。 一個值得注意的例子是三氟化硼 (BF3)。
過去已經提出了堿和酸的一些其他定義,但現在并不常用。
屬性
編輯堿基的一般屬性包括:
- 濃堿或強堿對有機物具有腐蝕性,并與酸性物質發生劇烈反應。
- 水溶液或熔融堿離解成離子并導電。
- 與指示劑反應:堿基使紅色石蕊試紙變藍色,酚酞變粉紅色,使溴百里酚藍保持其天然藍色,并使甲基橙黃色。
- 標準條件下堿性溶液的 pH 值大于 7。
- 堿是苦的。
堿與水的反應
編輯以下反應表示堿 (B) 和水之間生成共軛酸 (BH+) 和共軛堿 (OH?) 的一般反應: B ( aq ) + H 2 O ( l ) ? ? ? ? BH + ( aq ) + OH ? ( aq ) {displaystyle {ce {{B}_{(aq)}+ {H2O}_{(l)}<=>; {BH+}_{(aq)}+ {OH- }_{(aq)}}}} 該反應的平衡常數 Kb 可使用以下一般方程求出:
K b = [ B H + ] [ O H ? ] [ B ] {displaystyle K_{b}={frac {[BH{+}][OH{-}]}{[B]}}}
在這個方程式中,堿基 (B) 和極強的堿基(共軛堿基 OH?)競爭質子。 因此,與水反應的堿具有相對較小的平衡常數值。 當堿具有較低的平衡常數值時,堿較弱。
酸的中和
編輯堿與酸反應,在水中和酒精中都能快速相互中和。 當溶于水時,強堿氫氧化鈉電離成氫氧根和鈉離子:
NaOH ? Na + + OH ? {displaystyle {ce {NaOH -> Na+ + OH-}}}
同樣,在水中,酸性氯化氫會形成水合氫離子和氯離子:
HCl + H 2 O ? H 3 O + + Cl ? {displaystyle {ce {HCl + H2O -> H3O+ + C
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