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化学では、塩基はプロトンまたは溶液中で水酸化物イオン(OH-)を生成する化学化合物を受け入れることができる物質と考えられている。 それはまた酸性特性を減らすか、または中和したり、表示器の色を変えるために酸と反応できるあらゆる物質と一般に言われます(例えば。 赤いリトマスのペーパー青を回して下さい)、接触に滑り易い感じ時解決で、苦い好み、酸と塩を形作るために反応し、ある特定の化学反応(例えば基礎触媒作用)を促進して下さい。 単純な塩基の例は、水酸化ナトリウムおよびアンモニアである。 水酸化ナトリウム(NaOH)は、苛性ソーダまたはアルカリ液としても知られており、水中で解離して水酸化物イオン(OH-)およびナトリウムイオン(Na+)を形成する。
ベースには多くの実用的な用途があり、そのうちのいくつかは一般的に家庭で見られます。 家庭用アンモニアはおなじみの洗浄剤です。 灰汁は、下駄や流し台の排水溝の清掃に使用されます。 また腐食性のカリと呼ばれる水酸化カリウムが、水で容易に分解する柔らかい石鹸を作るのに使用されています。 水中の水酸化マグネシウム(マグネシアのミルクとも呼ばれる)は、制酸剤または下剤として使用される。
アルカリと塩基
概念の起源
“アルカリ”という用語は、”焼成灰”を意味するアラビア語のal qalīyに由来しています。”これらの植物の灰は、酸の作用を逆転させる能力や洗剤の力を持つなどの特性を有すると考えられていました。 したがって、アルカリは最初は酸の対位法として考えられていました。 酸およびアルカリ反応からの塩の形成は、塩が反対の性質の二つの成分から誘導することができるという見解を導いた。
しかし、すべての非酸性成分がアルカリ性を有するわけではありません。 例は、重金属の酸化物および水酸化物である。 したがって、”ベース”の概念が生まれました。 この概念は、1754年にフランスの化学者Guillaume François Rouelleによって最初に導入されました。 彼は、当時は酢酸のような揮発性の液体がほとんどであった酸は、特定の物質と組み合わせた場合にのみ固体塩に変わったと指摘した。 これらの物質は塩のための具体的な基盤を形成し、したがってその名前を形成した。
塩基とアルカリの混同
ほとんどの一般的な塩基はアルカリであるため、用語「塩基」と「アルカリ」はしばしば互換的に使用されます。 実際に意味されるものがpH(塩基性)の測定であるとき、”土壌のアルカリ度を測定する”と話すのが一般的です。 同様に、アンモニアのようなアルカリではない塩基は、誤ってアルカリと呼ばれることがある。
アルカリ金属によって形成される塩のすべてまたはほとんどがアルカリであるわけではないことに注意してください。
ほとんどの陽性金属酸化物は塩基性であるが、可溶性アルカリ金属およびアルカリ土類金属酸化物のみが正しくアルカリと呼ぶことができる。
アルカリ金属またはアルカリ土類金属の塩基性塩としてのアルカリのこの定義は、辞書の定義に基づいて、最も一般的であるように見えますが、 これらには以下が含まれます:
- 水溶性である任意の塩基alkali,Farlex,2008。 取得April8,2008.</ref>これはより正確にはアレニウス基底と呼ばれています。
- 水の中の塩基の溶液。
酸と塩基の定義
酸と塩基は相補的な対を形成するので、それらの定義を一緒に考慮する必要があります。 一般性の高い順に、Arrhenius定義、Brønsted-Lowry定義、およびLewis定義の3つの一般的な定義グループがあります。Arrhenius:この定義によれば、酸は水に溶解するとハイドロニウムイオン(H3O+)の濃度を増加させる物質であり、塩基は水酸化物イオン(OH-)の濃度を増加させる この定義は、酸および塩基を水に溶解することができる物質に制限する。 1800年頃、アントワーヌ-ラヴォアジエを含む多くのフランスの化学者は、すべての酸に酸素が含まれていると誤って信じていた。 実際、酸素のための現代のドイツ語の単語はSauerstoff(lit。 酸っぱい物質)。 ハンフリー・デービー卿を含むイギリスの化学者は、すべての酸に水素が含まれていると信じていた。 スウェーデンの化学者Svante Arrheniusは酸のこの定義を開発するのにこの確信を使用した。
一般的なプロパティ
塩基のいくつかの一般的なプロパティが含まれます:
- 味:苦い味(酸の酸味とアルデヒドとケトンの甘さとは対照的)
- タッチ:指にぬるぬるまたは石鹸の感触
- 反応性:有機物の腐食性は、酸性か還元可能な物質と激しく反応します
- 電気伝導性:水溶液か溶解した基盤はイオンで分離し、電気を行ないます
- Litmusテスト:基盤
化学的特性
塩基イオン化定数とpH
一般的な式は、その共役酸、BH+を形成するために、分子塩基、Bによって水からH+イオンの受
B(aq)+H2O(l)≤BH+(aq)+OH-(aq)
K b=∞{\displaystyle K_{b}={\cdot\over}}次に、K b=∞{\displaystyle K_{b}={\cdot\over}}とすると、K b=∞{\displaystyle K_{b}={\cdot\over}}
平衡定数kbは塩基イオン化定数とも呼ばれる。 これは、水からH+イオンを除去することによって塩基がその共役酸を形成する反応を指す。
(不純な)水のpHは、その酸性度の尺度です。
純粋な水では、約千万の分子の一つは、次の式に従って、ヒドロニウムイオン(H3O+)と水酸化物イオン(OH−)に解離します。
2H2O(l)≤H3O+(aq)+OH-(aq)
塩基は、溶液からヒドロニウムイオン(h3O+)を受け入れる(除去する)か、水酸化物イオン(OH-)を溶液に供与する。 対照的に、酸は溶液にH3O+イオンを供与するか、またはOH−を受容し、pHを低下させる。例えば、1モルの水酸化ナトリウム(40g)を1リットルの水に溶解すると、水酸化物イオンの濃度は=1mol/Lになり、したがって=10−14mol/L、pH=-log10-14=14となる。塩基度定数またはpKbは塩基度の尺度であり、単純な関係pKa+pKb=14によってpKaに関連しています。
塩基度定数またはpKbは塩基度の尺度であり、単純な関係pKa+pKb=14によってpkaに関連しています。
塩基強度
「強塩基」とは、酸-塩基反応で酸を完全に加水分解して脱プロトン化するものであり、したがって溶液のpHを14に向かって上昇させる。
塩基強さ
「強塩基」とは、酸-塩基反応において酸を完全に加水分解し、酸-塩基反応において酸を脱プロトン化するものである。 PHが約13を超える化合物は強塩基と呼ばれます。 強酸のような強塩基は、生体組織を攻撃し、深刻な火傷を引き起こす。 強酸は腐食性であるが、強塩基は腐食性であると言われている酸とは異なり、皮膚とは異なる反応を示します。 強塩基の一般的な例は、アルカリ金属およびnaohおよびCa(OH)2のようなアルカリ土類金属の水酸化物である。 非常に強い塩基は、水の非存在下で非常に弱酸性のC-H基を脱プロトン化することさえできる。スーパー塩基は特に塩基性化合物のクラスであり、ハープーン塩基は求核性が低い強塩基の特別なクラスである。降順の強塩基(水酸化物化合物)の例:
- 水酸化カリウム(KOH)
- 水酸化バリウム(Ba(OH)2)
- 水酸化セシウム(CsOH)
- 水酸化ナトリウム(NaOH)
- 水酸化ストロンチウム(Sr(OH)2)
- 水酸化カルシウム(Ca(OH)2)
- 水酸化リチウム(LiOH)li>
- 水酸化ルビジウム(Rboh)
これらの強塩基のカチオンは、周期律表の第1族および第2族(アルカリおよびアルカリ土類金属)に現れる。
さらに強力な塩基は次のとおりです。
:
- 水素化ナトリウム(NaH)
- リチウムジイソプロピルアミド(LDA)(C6H14Lin)
- アミドナトリウム(Nanh2)
“弱い塩基”は、溶液中で完全に電離しないものである。 塩基が電離すると、それはその周りの水から水素イオンを取り込み、OH-イオンを残します。 弱い塩基は強い塩基よりも高いH+濃度を有する。 弱い塩基は、弱い酸と同じように化学平衡に存在する。 塩基イオン化定数Kbは塩基の強度を示す。 大きなKbsはより強い基地に属しています。 塩基のpHは7より大きい(ここで、7は中性数である)。; 7以下は酸である)、通常は14までである。弱い塩基の一般的な例はアンモニアであり、これは洗浄に使用される。弱塩基の例:
アラニン(C3H5O2NH2)
酸塩基中和
塩基は、酸の化学的反対と考えることができます。
酸塩基中和
塩基は、酸の化学的反対と考えることができます。 酸と塩基との間の反応は中和と呼ばれます。 酸の効果は水のハイドロニウムイオン(H3O+)の集中を高めることであるので基盤および酸は反対として基盤がこの集中を減らすので見られます。 塩基は酸と反応して塩および水を生成する。
塩の正のイオンは塩基から来て、その負のイオンは酸から来ています。塩基としての金属水酸化物を考慮すると、一般的な反応は次のとおりです:強塩基と強酸の塩
強酸HCl(塩酸)は、強塩基NaOH(水酸化ナトリウム)と反応してNaCl(塩=塩化ナトリウム)と水を形成する。 酸および塩基の量が正しい化学量論比である場合、反応は完全に中和され、酸および塩基の両方がそれぞれの特性を失う。
HCL(aq)+NaOH(aq)→NaCl(aq)+H2O(l)強塩基と弱酸の塩
強塩基NaOH(水酸化ナトリウム)を1Lの溶液に弱酸CH3COOH(酢酸)に加え、Nach3Coo(酢酸ナトリウム)と水を形成する。
CH3COOH(aq)+NaOH(aq)→Nach3Coo(aq)+H2O(l)弱弱塩水酸塩基弱塩基と強酸の塩
弱塩基は強酸と反応して酸性塩溶液を形成する。
弱塩基は強酸と反応して酸性塩溶液を形成する。
弱塩基は強酸と反応して酸性塩溶液を形成する。
弱塩基は強酸と反応する。
弱塩基は強酸と反応する。 弱塩基の共役酸は、そのpHを決定する。 例えば、N H3(アンモニア)をHcl(塩酸)に添加してN H4Cl(塩化アンモニウム)を形成する。
NH3(aq)+HCl(aq)→Nh4Cl(aq)弱強塩ベース酸
塩が形成されるとすぐに水と反応し、わずかに酸性の溶液が得られます。
NH3(aq)+HCl(aq)→Nh4Cl(aq)弱強塩ベース酸
塩が形成されるとすぐに水と反応し、NH4+(aq)+H2O(l)≤H3O+(aq)+NH3(aq)Ka(NH4+)=5.6×10-10F-(aq)+H2O(l)≤HF(aq)+OH-(aq)Kb(Nh4+)=5.6×10-10f-(aq)+H2O(l)≤HF(aq)+OH-(aq)Kb(Nh4+)=5.6×10-10f-(aq)+H2O(l)≤HF(aq)+OH-(aq)Kb(Nh4+)=5.6×10-10f-(aq)+H2O(l)≤HF(aq)+OH-(aq)Kb(Nh4+)=5.6×10-10f-(aq)+H2O(l)≤HF(aq)+OH-(aq)Kb f-)=1.4×10-11
Ka(NH4+)>Kb(F-)ので、アンモニアと水の反応がより好ましい。 したがって、得られた溶液はわずかに酸性である。
アルカリ
アルカリ塩
ほとんどの塩基性塩はアルカリ塩であり、その一般的な例は次のとおりです:
- 水酸化ナトリウム(しばしば”苛性ソーダ”と呼ばれる)
- 水酸化カリウム(一般に”カリ”と呼ばれる)
- 灰汁(前の二つのいずれか、または混合物の総称)
- 炭酸カルシウム(時には”遊離石灰”と呼ばれる)
- 水酸化マグネシウムは、非定型アルカリの一例である:それは弱い塩基(フェノールフタレインによって検出することはできません)であり、水への溶解度が低い。
アルカリ土壌
pH値が7.4より高い土壌は、通常、アルカリと呼ばれます。 この土壌特性は、アルカリ塩の存在のために自然に起こり得る。 いくつかの植物はわずかに基本的な土壌(キャベツのような野菜や水牛のような飼料を含む)を好むが、ほとんどの植物は軽度の酸性土壌(pH6.0と6.8の間)を好み、アルカリ性土壌は問題を引き起こす可能性がある。
アルカリ湖
アルカリ湖(塩湖の一種)では、蒸発は天然に存在するアルカリ塩を集中させ、多くの場合、広い領域にわたって軽度の塩基性塩
アルカリ湖の例:
- レッドベリー湖、サスカチュワン州、カナダ。
- トランピング湖、サスカチュワン州、カナダ。
非水酸化物のアルカリ度
炭酸ナトリウムとアンモニアの両方が塩基であるが、これらの物質のいずれもOH基を含まない。 これは、両方の化合物が水に溶解するとH+を受け入れるためです。
Na2Co3+H2O→2Na++HCO3-+OH-NH3+H2O→NH4++OH-
不均一触媒としての塩基
塩基性物質は、化学反応のための不溶性不均一触媒として使用することができる。 例としては、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウムなどの金属酸化物、アルミナおよび一部のゼオライト上のフッ化カリウムが挙げられる。 多くの遷移金属は良好な触媒を作り、その多くは塩基性物質を形成する。 塩基性触媒は、Meerwein−Ponndorf−Verlay還元、Michael反応、および他の多くの反応において、水素化、二重結合の移動に使用されてきた。
実用的なベース化学
産業での使用に加えて、ベースは家の周りに多くのアプリケーションを持っています。 制酸剤は、胃の酸性度を中和するために使用されます; 庭師は土をより基本的にさせるのに石灰(CaO)のような基盤を使用する。 穏やかな基盤が皿および衣服からの車および家族犬にすべてをきれいにするのに使用されています。胃の酸性度を中和する
制酸剤は、過剰な胃の酸を中和するために使用される塩基です。
制酸剤は、胃の酸を中和するために使用される塩基で 推奨用量は、胃酸の一部を中和するために必要な塩基の量であるが、すべてではない。いくつかの制酸剤の酸-塩基化学:
Compound | Chemical Formula | Chemical Reaction |
---|---|---|
Aluminum hydroxide | Al(OH)3 | Al(OH)3(s) + 3 HCl(aq) —–> AlCl3(aq) + 3 H2O(l) |
Calcium carbonate | CaCO3 | CaCO3(s) + 2 HCl(aq) —–> CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g) |
Magnesium carbonate | MgCO3 | MgCO3(s) + 2 HCl(aq) —–> MgCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g) |
Magnesium hydroxide | Mg(OH)2 | Mg(OH)2(s) + 2 HCl(aq) —–> MgCl2(aq) + 2 H2O(l) |
Sodium bicarbonate | NaHCO3 | NaHCO3(aq) + HCl(aq) —–> NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g) |
Household Cleaners
Most cleaning compounds such as dishwashing detergents, scouring powders, laundry detergents, and oven cleaners are basic. 何十年も前に自家製の灰汁石鹸は、衣服だけでなく、人々の肌をきれいにするために使用されました。 私たちが今日見ている灰汁石鹸に最も近いものは食器洗い用洗剤です。 家のまわりの実際に堅いクリーニングの仕事は化学的に積極的な洗剤を要求する。 非常に基本的な洗剤が土、グリース、または汚れを取り払うのに使用されている。 下水管およびオーブンの洗剤はpHスペクトルのもう一方の端にあり、pHsを12またはより高く持っています。 それらは通常、可溶性石鹸を形成するために脂肪およびグリースと反応するNaohのような強力な塩基を含む。 実験室の、また家のすべての強く基本的な解決は、危険、注意していつも扱われるべきである。
も参照してください
- 酸-塩基反応理論
- 酸
ノート
- William B.Jensen,”The Origin of The Term Base,”Journal of Chemical Education,1130 83(8)(August2006)。
- Alkali,Lexico Publishing Group,LLC. 取得April8,2008.
- Alkali,Tiscali,2008. 取得April8,2008.
- 酸、塩基および塩、KryssTal、2005。 取得April8,2008.
- 新しい結合を形成するために電子のペアを受け入れることができる物質。
- 新しい結合を形成するために電子のペアを寄付することができる物質。
- 電子に引き寄せられ、電子を受け入れる傾向がある化合物または基。
- 核に引き付けられ、電子を寄付または共有する傾向がある化合物またはグループ。
- 化学作用によって燃焼、腐食、溶解、または離れて食べることができます。
- 水和した水素イオン、H3O+。 ハイドロニウムイオンとも呼ばれます。
- イオンOH-、塩基性水酸化物の特徴。 ヒドロキシルイオンとも呼ばれます。
- J.W.Moore,C.L.Stanitski,and P.C.Jurs,2002,Chemistry The Molecular Science,New York:Harcourt College.この記事は、ウィキペディアのJ.W.Moore,C.L.Stanitski(改訂履歴)の記事を複製、再配布したものにあたり、
- ブラウン、セオドアE.、H.ユージンルメイ、ブルースEバーステン。 化学:中央科学(第10版)。 2005年には、ニューヨーク州のプレンティス-ホールで開催された”アッパー-サドル-リバー”に参加している。 ISBN0131096869
- Corwin,C.H.Introduction Chemistry Concepts&Connections(3rd ed.). 2001年、ニュージャージー州プレンティス・ホールにて、アッパー・サドル・リバー(Upper Saddle River,New Jersey)。 ISBN0130874701
- McMurry,J.,And R.C.Fay. 化学(第4版。). 2004年、ニュージャージー州プレンティス・ホールにて、アッパーサドル・リバー(Upper Saddle River)を結成。 ISBN0131402080
- Moore,J.W.,C.L.Stanitski,And P.C.Jurs. 化学分子科学。 ニューヨーク:ハーコート大学、2002。 ISBN0030320119
- Oxlade,Chris. 酸および塩基(作用中の化学物質)。 ハイネマン図書館、2002年。 ISBN1588101940
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- CurTiPot–酸-塩基平衡図、pH計算と滴定曲線シミュレーションと分析-フリーウェア
クレジット
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- Base_(chemistry)history
- Acid history
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