เบส (เคมี)

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

เบส ตามคำจำกัดความของอาร์รีเนียส (Svante Arrhenius) คือ สารประกอบเคมีที่ดูดไฮโดรเนียมไอออน เมื่อละลายในน้ำ (ผู้รับโปรตอน) เบสที่ละลายในน้ำเรียกว่า อัลคาไล ในที่ที่สิ่งแวดล้อมเป็นน้ำ ไฮดรอกไซด์ไอออนจะถูกให้ เบสและกรดถูกมองว่าอยูตรงข้ามกันเพราะว่าผลของกรดคือการเพิ่มความเข้มข้นของไฮโดรเนียมไอออน (H3O+) ในน้ำ, ในขณะที่เบสลดความเข้มข้น เบส อาร์รีเนียสเมื่อละลายน้ำสารละลายของมันจะมี pH มากกว่า 7 เสมอ กรดเมื่อผสมกับเบสจะสะเทิน

มี คำจำกัดความ กรด-เบส ทั่วไปและซับซ้อนอีกมากมาย

เบส และ pH[แก้]

pH ของน้ำไม่บริสุทธิ์จะวัดกันที่™123 ความเป็นกรด ของมัน ในน้ำบริสุทธิ์ ประมาณ 1 ใน 10 ล้านโมเลกุล จะแตกตัวไปเป็น ไฮโดรเนียมไอออน (H3O+) และ ไฮดรอกไซด์ไอออน (OH) , ตามสมการข้างล่างนี้

\mbox{2H}_2\mbox{O}\leftrightarrow\mbox{H}_3\mbox{O}^++\mbox{OH}^-.

ความเข้มข้น (มีหน่วยเป็น โมล/ลิตร) ของไอออน ถูกแสดงเป็น [H3O+] และ [OH]; สิ่งที่ได้คือ ค่าคงที่การแยกสลาย (dissociation constant) ของน้ำ และ มีค่าเท่ากับ 10−14 mole2/l2 ค่า pH ถูกกำหนดเป็น −log [H3O+]; ดังนั้นน้ำบริสุทธิ์จึงมีค่า pH เท่ากับ 7 (ตัวเลขเหล่านี้จะมีค่าถูกต้องที่สุดที่อุณหภูมิ 23 °C และจะแตกต่างกันเล็กน้อยที่อุณหภูมิอื่น)

เบสรับ (กำจัด) ไฮโดรเนียมไอออน(H3O+) จากสารละลาย หรือ ให้ ไฮดรอกไซด์ไอออน (OH-) แก่สารละลาย การกระทำทั้งสองนี้จะลดความเข้มข้นของไฮโดรเนียมไอออนและเพิ่มค่า pH ในทางตรงกันข้ามกรดจะให้ H3O+ ไออออนแก่สารละลาย หรือรับ OH, ผลคือทำให้ pH ลดลง

ค่า pH ของสารละลายสามารถคำนวณได้ดังตัวอย่างต่อไปนี้ ถ้า 1 โมล ของ โซเดียมไฮดรอกไซด์ (40 ก.) ละลายในน้ำ 1 ลิตร ความเข้มข้นของ ไฮดรอกไซด์ไอออน จะเป็น [OH] = 1 โมล/l. เพราะฉะนั้น [H+] = 10−14 โมล/l, และ pH = −log 10−14 = 14. ^^

ลักษณะเฉพาะของเบส[แก้]

เบสมีความหนืดมากกว่าน้ำเล็กน้อย มีรสขม คล้ายสบู่เมื่อสัมผัส ทำปฏิกิริยากับกรดได้เกลือ

การทำกรดให้เป็นด่าง[แก้]

เมื่อละลายในน้ำ เบส โซเดียมไฮดรอกไซด์จะแตกตัวเป็น ไฮดรอกไซด์ และ โซเดียมไอออน:

\mbox{NaOH}\to \mbox{Na}^++\mbox{OH}^-

และคล้ายกัน ในน้ำ ไฮโดรเจนคลอไรด์ จะแตกตัวเป็น ไฮโดรเนียม และ คลอไรด์ไอออน:

\mbox{HCl}+{H}_2\mbox{O}\to \mbox{H}_3\mbox{O}^++\mbox{Cl}^-.

เมื่อนำสารละลายทั้งสองมาผสมกัน H3O+ และ OH ไอออน จะรวมกันเกิดเป็นโมเลกุลของน้ำ:

\mbox{H}_3\mbox{O}^++\mbox{OH}^-\to\mbox{2H}_2\mbox{O}

ถ้าจำนวนของ NaOH และ HCl ละลายเท่ากัน (วัดเป็นโมลไม่ใช่กรัม) ด่างและกรดจะทำปฏิกิริยากันพอดีแล้วเกิดเป็น NaCl (เกลือแกง) ละลายอยู่ในสารละลายนั้น

ความเป็นด่างของ นอน-ไฮดรอกไซด์[แก้]

ทั้ง โซเดียมคาร์บอเนต และ แอมโมเนีย เป็นเบส แม้ว่าสารประกอบทั้งสองจะไม่มี หมู่ OH ก็ตาม อันนี้เป็นเพราะว่าสารประกอบทั้งสองรับ H+ เมื่อละลายน้ำ:

\mbox{Na}_2\mbox{CO}_3+\mbox{H}_2\mbox{O}\to2\mbox{Na}^++\mbox{HCO}_3^-+\mbox{OH}^-
\mbox{NH}_3+\mbox{H}_2\mbox{O}\to\mbox{NH}_4^++\mbox{OH}^-.

เบสที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเฮเตอโรเจนัส (Bases as heterogeneous catalysts)[แก้]

สารประกอบด่างสามารถใช้เป็น ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ ไม่ละลายน้ำแบบเฮเตอโรเจนัส ในปฏิกิริยาเคมี ได้ ตัวอย่างคือ โลหะออกไซด์ เช่น

โลหะทรานซิชัน ใช้ทำตัวเร่งปฏิกิริยาได้ดี หลายตัวทำให้เกิดสารประกอบเบส ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นด่างใช้ในการเร่งปฏิกิริยา ไฮโดรจีเนชัน โดยการเคลื่อนย้าย พันธะคู่, เมียร์วีอิน-พอนน์ดอร์ฟ-เวอร์เลย์ รีดักชัน (Meerwein-Ponndorf-Verlay reduction) , ปฏิกิริยาไมเคิล (Michael reaction) , และปฏิกิริยาอื่นๆ อีกมากมาย