בסיס (כימיה)

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

בסיסים הם תרכובות שרמת החומציות (pH) שלהם בתמיסה מימית גבוהה מ-7. לבסיס שתי הגדרות מקובלות:

  • הגדרת ברנסטד-לאורי: בסיס הוא חומר אשר קולט פרוטון בתגובה.
  • הגדרת ארניוס: בסיס הוא חומר המעלה את ריכוז יוני הידרוקסיד (OH - ) בהמסתו במים.

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 שולחן (NaCl) ומשתחררת 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 (H3O + ) והידרוקסיד (OH - ). לכן ניסוח הנטו של כל תגובות הסתירה זהה:

H_3O^+_{(aq)}+OH^-_{(aq)} \to 2H_2O_{(\ell)}

רוב הבסיסים הם חומרים יוניים המסוגלים להתחבר ליון ההידרוניום, אך קיימים גם כמה בסיסים שהם חומרים מולקולריים. למשל: אמוניה (NH3) ונגזרותיה (למשל NH2CH3), שפירוקם במים כזה:

NH_{3(g)} + H_2O_{(\ell)} \to NH_{4(aq)}^+ + OH^-_{(aq)}


[עריכה] בסיסים נפוצים

[עריכה] בסיסים ו־pH

ה־pH של מים (לא מזוקקים) מצביע על רמת החומציות שלהם. במים טהורים, מולקולה אחת מתוך עשרה מיליון עוברת דיסוציאציה ומתפרקת ליון מימן H+ (שמתחבר למולקולת מים נוספת בעזרת קשר סמיפולרי) וליון הידרוקסידי OH- לפי הניסוח:

\ 2H_{2}O_{(\ell)} \leftrightarrow\ H_3O^+_{(aq)} + OH^-_{(aq)}

ריכוז (במול\ליטר, מולאר) היונים מסומן כך \left[ H_3O^+_{(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_3O^+_{(aq)} \right] = -\log 10^{-7} = 7

ונחשב נייטרלי (משום שריכוז יוני ההידרוקסיד שווה לריכוז יוני ההידרוניום).

[עריכה] ניטרול (סתירה) חומצות

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

\ NaOH_{(s)} \rarr Na^+_{(aq)} + OH^-_{(aq)}

בדומה לכך, חומצה הידרוכלורית (HCl) מתפרקת כך:

\ HCl_{(g)} + H_2O_{(\ell)} \rarr H_3O^+_{(aq)} + Cl^-_{(aq)}

כששתי התמיסות מעורבבות מתחברים יון המימן ויון ההידרוקסיד תוך יצירת מולקולת מים, כך:

\ H_3O^+_{(aq)} + OH^-_{(aq)} \rarr 2H_2O_{(\ell)}

אם כמויות שוות של NaOH וHCl (שנמדדות במולים, לא בגרמים) מעורבבות, הבסיס והחומצה מנטרלים אחד את השני בתהליך הנקרא סתירה ומשאירים מאחור רק תמיסת NaCl (מלח שולחן) ומים טהורים (מזוקקים). מובן שאם החומצה דו פרוטית או שהבסיס יוצר יותר מיון הידרוקסיד אחד למולק' (לדוגמה: Al(OH)3), היחסים בין כמויות המולים שלהם צריכים לשקף זאת (דבר הנעשה על ידי שימוש בערך הנקרא נורמליות - N).