قواعد مميزة وأمثلة

ال أسس إنها جميع المركبات الكيميائية التي يمكنها قبول البروتونات أو التبرع بالإلكترونات. في الطبيعة أو بشكل مصطنع هناك قواعد غير العضوية والعضوية. لذلك ، يمكن توقع سلوكها للعديد من الجزيئات أو المواد الصلبة الأيونية.

ومع ذلك ، فإن ما يميز قاعدة ما عن بقية المواد الكيميائية هو ميلها الواضح للتبرع بالإلكترونات أمام ، على سبيل المثال ، الأنواع الفقيرة في الكثافة الإلكترونية. هذا ممكن فقط إذا كان الزوج الإلكتروني موجودًا. نتيجة لذلك ، فإن القواعد لها مناطق غنية بالإلكترونات ، δ-.

ما الخصائص الحسية التي تسمح بتحديد القواعد؟ وعادة ما تكون المواد الكاوية ، والتي تسبب حروق شديدة من خلال الاتصال الجسدي. في الوقت نفسه ، لديهم شعور صابون ، ويذوب الدهون بسهولة. بالإضافة إلى ذلك ، النكهات المريرة.

أين هم في الحياة اليومية؟ المصدر التجاري والروتيني للقواعد منتجات التنظيف ، من المنظفات ، وحتى صابون التواليت. لهذا السبب ، يمكن أن تساعد صورة بعض الفقاعات المعلقة في الهواء على تذكر القواعد ، على الرغم من وجود ظواهر فيزيائية وكيميائية عديدة وراءها..

العديد من القواعد يحمل خصائص مختلفة تماما. على سبيل المثال ، يطلق البعض رائحة كريهة وغثيان ، مثل رائحة الأمينات العضوية. البعض الآخر ، من ناحية أخرى ، مثل الأمونيا ، تخترق وتهيج. يمكن أن تكون أيضًا سوائل عديمة اللون ، أو مواد صلبة بيضاء أيونية.

ومع ذلك ، فإن جميع القواعد لها شيء مشترك: تتفاعل مع الأحماض ، لإنتاج أملاح قابلة للذوبان في المذيبات القطبية ، مثل الماء.

مؤشر

• 1 خصائص القواعد
  • 1.1 الإصدار OH-
  • 1.2 لديهم ذرات النيتروجين أو البدائل التي تجذب الكثافة الإلكترونية
  • 1.3 أدر مؤشرات القاعدة الحمضية إلى ألوان درجة الحموضة العالية
• 2 أمثلة للقواعد
  • 2.1 هيدروكسيد الصوديوم
  • 2.2 CH3OCH3
  • 2.3 هيدروكسيدات قلوية
  • 2.4 القواعد العضوية
  • 2.5 NaHCO3
• 3 المراجع

خصائص القواعد

بصرف النظر عن ما سبق ذكره ، ما هي الخصائص المحددة التي ينبغي أن تكون لجميع القواعد؟ كيف يمكنهم قبول البروتونات أو التبرع بالإلكترونات؟ تكمن الإجابة في القدرة الكهربية لذرات الجزيء أو أيون. وبينهم جميعًا ، يعتبر الأكسجين هو الغالب ، خاصةً عندما يتم العثور عليه كأكسيد الأيونات ، OH^-.

يطلقون OH^-

بادئ ذي بدء ، يا OH^- يمكن أن يكون موجودًا في العديد من المركبات ، خاصة في هيدروكسيدات المعادن ، لأنه في شركة المعادن يميل إلى "انتزاع" البروتونات لتكوين الماء. وبالتالي ، يمكن أن تكون القاعدة أي مادة تطلق هذا الأيون في المحلول من خلال توازن الذوبان:

م (أوهايو)₂ <=> M²⁺ + 2OH^-

إذا كان الهيدروكسيد قابل للذوبان بشدة ، فإن التوازن ينزلق تمامًا إلى يمين المعادلة الكيميائية ويتم التحدث بقاعدة قوية. م (أوهايو)₂ , بدلاً من ذلك ، إنها قاعدة ضعيفة ، لأنها لا تطلق أيونات OH تمامًا^- في الماء بمجرد OH^- يحدث يمكن تحييد أي حمض في محيطه:

OH^- + ها => أ^- + H₂O

وهكذا OH^- يفرز حمض HA ليتحول إلى ماء. لماذا؟ نظرًا لأن ذرة الأكسجين ذات قدرة كهربية كبيرة وأيضًا ، فإن لها زيادة في الكثافة الإلكترونية بسبب الشحنة السالبة.

يحتوي O على ثلاثة أزواج من الإلكترونات الحرة ، ويمكنه التبرع بأي منها إلى ذرة H مع شحنة موجبة جزئية ، δ +. وبالمثل ، فإن الاستقرار النشط لجزيء الماء يفضل التفاعل. وبعبارة أخرى: ح₂أو يكون أكثر استقرارًا من HA ، وعندما يكون هذا صحيحًا ، سيحدث رد فعل التحييد.

قواعد مترابطة

وماذا عن OH^- و أ^-? كلاهما قواعد ، مع اختلاف أن أ^- هو قاعدة مترافق من حمض ها. بالإضافة إلى ذلك ، أ^- هي قاعدة أضعف بكثير من OH^-. من هنا يتم الوصول إلى الاستنتاج التالي: قاعدة تتفاعل لإنشاء أضعف.

أساس _قوي + حامض _قوي => قاعدة _ضعيف + حامض _ضعيف

كما يتبين في المعادلة الكيميائية العامة ، ينطبق الشيء نفسه على الأحماض.

القاعدة المترافقة A^- يمكنك إزالة جزيء في تفاعل يعرف باسم التحلل المائي:

A^- + H₂O <=> HA + OH^-

ومع ذلك ، على عكس OH^-, يحدد التوازن عند تحييده بالماء. مرة أخرى لأنه بسبب أ^- هو قاعدة أضعف بكثير ، ولكن يكفي لإحداث تغيير في الرقم الهيدروجيني للحل.

لذلك ، كل تلك الأملاح التي تحتوي على أ^- وهي معروفة باسم الأملاح الأساسية. مثال على ذلك كربونات الصوديوم ، نا₂CO₃, التي بعد حل الانحلال يقوم على أساس رد فعل التحلل المائي:

CO₃^2- + H₂O <=> HCO₃^- + OH^-

لديهم ذرات النيتروجين أو البدائل التي تجذب الكثافة الإلكترونية

الأساس لا يقتصر فقط على المواد الصلبة الأيونية مع أنيونات OH^- في شبكتك البلورية ، ولكن يمكنك أيضًا الحصول على ذرات كهربية أخرى مثل النيتروجين. ينتمي هذا النوع من القواعد إلى الكيمياء العضوية ، ومن أكثرها شيوعا الأمينات.

ما هي مجموعة أمين؟ R-NH₂. على ذرة النيتروجين ، يوجد زوج إلكتروني بدون مشاركة ، والذي يمكنه كذلك OH^-, يفرز جزيء الماء:

R-NH₂ + H₂O <=> RNH₃⁺ + OH^-

التوازن مشرد للغاية إلى اليسار ، لأن الأمين ، على الرغم من كونه أساسي ، أضعف بكثير من OH^-. لاحظ أن التفاعل يشبه التفاعل المعطى لجزيء الأمونيا:

NH₃ + H₂O <=> NH₄⁺ + OH^-

فقط أن الأمينات لا يمكن أن تشكل بشكل صحيح الموجبة ، NH₄⁺. على الرغم من RNH₃⁺ هو الكاتيون الأمونيوم مع monosubstitution.

ويمكن أن تتفاعل مع المركبات الأخرى؟ نعم ، مع أي شخص لديه هيدروجين حمضي بدرجة كافية ، حتى لو لم يحدث التفاعل بالكامل. وهذا هو ، أمين قوي جدا فقط يتفاعل دون إقامة التوازن. وبالمثل ، يمكن للأمينات أن تتبرع بزوج الإلكترون لأنواع أخرى غير H (مثل جذور alkyl: -CH₃).

قواعد مع حلقات العطرية

يمكن أن تحتوي الأمينات أيضًا على حلقات عطرية. إذا استطاع "زوجها من الإلكترونات" الضياع داخل الحلبة ، لأنها تجذب الكثافة الإلكترونية ، فإن قوتها الأساسية ستنخفض. لماذا؟ نظرًا لوجود أكثر توطينًا لهذا الزوج داخل الهيكل ، كلما كان رد فعله أسرع مع الأنواع الفقيرة بالإلكترون.

على سبيل المثال ، NH₃ إنه أساسي لأن زوج الإلكترون ليس لديه مكان يذهبون إليه. بالطريقة نفسها يحدث مع الأمينات ، إما الأولية (RNH₂) ، الثانوية (ص₂NH) أو التعليم العالي (R₃N). هذه هي أكثر أساسية من الأمونيا لأنه ، بالإضافة إلى ما سبق ، يجتذب النيتروجين كثافة إلكترون أعلى من بدائل R ، وبالتالي زيادة δ-.

ولكن عندما يكون هناك حلقة عطرية ، يمكن لهذا الزوج الدخول في الرنين داخلها ، مما يجعل من المستحيل المشاركة في تكوين روابط مع H أو الأنواع الأخرى. لذلك ، تميل الأمينات العطرية إلى أن تكون أقل أساسية ، إلا إذا ظل زوج الإلكترون ثابتًا على النيتروجين (كما هو الحال مع جزيء البيريدين).

أدر مؤشرات القاعدة الحمضية إلى ألوان درجة الحموضة العالية

والنتيجة المباشرة للقواعد هي أنها ، مذابة في أي مذيب ، وفي وجود مؤشر قاعدة الحمضية ، فإنها تحصل على الألوان التي تتوافق مع قيم الرقم الهيدروجيني عالية.

أفضل حالة معروفة هي حالة الفينول فثالين. عند درجة الحموضة أعلى من 8 ، يتم صبغ محلول مع الفينول فثالين تضاف إليه قاعدة ، باللون الأحمر العنيف. يمكن تكرار التجربة نفسها مع مجموعة واسعة من المؤشرات.

أمثلة على القواعد

هيدروكسيد الصوديوم

يعد هيدروكسيد الصوديوم أحد أكثر القواعد استخدامًا في جميع أنحاء العالم. تطبيقاته لا تعد ولا تحصى ، ولكن من بينها يمكن ذكر استخدامه لاستخدامه في saponify بعض الدهون وبالتالي تصنيع الأملاح الأساسية من الأحماض الدهنية (الصابون).

CH₃OCH₃

من الناحية الهيكلية ، قد لا يبدو أن الأسيتون يقبل البروتونات (أو يتبرع بالإلكترونات) ، ومع ذلك فهو يفعل ذلك رغم أنه قاعدة ضعيفة للغاية. هذا لأن ذرة الكهربية في O تجتذب السحب الإلكترونية لمجموعات CH₃, إبراز وجود اثنين من أزواج من الإلكترونات (: O :).

هيدروكسيدات القلويات

بصرف النظر عن NaOH ، فإن هيدروكسيدات المعادن القلوية هي أيضًا قواعد قوية (باستثناء LiOH). وبالتالي ، من بين القواعد الأخرى ما يلي:

-KOH: هيدروكسيد البوتاسيوم أو البوتاس الكاوي ، هو أحد القواعد الأكثر استخدامًا في المختبر أو في الصناعة ، نظرًا لقدرته الكبيرة على إزالة الشحوم.

-RbOH: هيدروكسيد الروبيديوم.

-CsOH: هيدروكسيد السيزيوم.

-FROH: هيدروكسيد الفرنسيوم ، الذي يفترض أن قاعدته ، من الناحية النظرية ، واحدة من الأقوى المعروفة على الإطلاق.

القواعد العضوية

-CH₃CH₂NH₂: إيثيلامين.

-لينه₂: أميد الليثيوم. جنبا إلى جنب مع أميد الصوديوم ، نانه₂, أنها واحدة من أقوى القواعد العضوية. في نفوسهم أنيوروuro ، NH₂^- هي القاعدة التي تنقل الماء أو تتفاعل مع الأحماض.

-CH₃ONA: ميثوكسيد الصوديوم. هنا الأساس هو أنيون CH₃O^-, التي يمكن أن تتفاعل مع الأحماض لإنتاج الميثانول ، CH₃OH.

-الكواشف غرينيارد: تمتلك ذرة معدنية وهالوجين ، RMX. بالنسبة لهذه الحالة ، فإن R الجذري هو الأساس ، ولكن ليس لأنه ينتزع الهيدروجين الحمضي ، ولكن لأنه يتخلى عن زوجه من الإلكترونات التي يشاركها مع ذرة المعدن. على سبيل المثال: بروميد الإيثيل المغنيسيوم ، CH₃CH₂MgBr. أنها مفيدة جدا في التوليف العضوي.

NaHCO₃

يستخدم بيكربونات الصوديوم لتحييد الحموضة في الحالات الخفيفة ، على سبيل المثال ، داخل الفم كمادة مضافة في معاجين الأسنان.

مراجع

1. ميرك كيغا. (2018). القواعد العضوية. مأخوذة من: sigmaaldrich.com
2. ويكيبيديا. (2018). قواعد (الكيمياء). مأخوذة من: en.wikipedia.org
3. الكيمياء 1010. الأحماض والقواعد: ما هي وأين وجدت؟ [PDF]. مأخوذة من: cactus.dixie.edu
4. الأحماض والقواعد ومقياس درجة الحموضة. مأخوذة من: 2.nau.edu
5. مجموعة بودنر. تعاريف الأحماض والقواعد ودور المياه. مأخوذة من: chemed.chem.purdue.edu
6. كيمياء LibreTexts. القواعد: الخصائص والأمثلة. مأخوذة من: chem.libretexts.org
7. رعشة واتكينز. (2008). كيمياء غير عضوية في الأحماض والقواعد. (الطبعة الرابعة). مولودية جراو هيل.
8. Helmenstine ، تود. (4 أغسطس 2018). أسماء 10 قواعد. تم الاسترجاع من: thinkco.com