in de chemie wordt een base beschouwd als een stof die protonen of een chemische verbinding kan accepteren die hydroxideionen (OH-) in oplossing oplevert. Het wordt ook vaak aangeduid als een stof die kan reageren met een zuur om de zure eigenschappen te verminderen of te neutraliseren, de kleur van indicatoren te veranderen (bijv. rood lakmoespapier blauw), glad aanvoelen als het in oplossing is, bitter proeven, met zuren reageren om zouten te vormen en bepaalde chemische reacties bevorderen (bijvoorbeeld basekatalyse). Voorbeeld van eenvoudige basen zijn natriumhydroxide en ammoniak. Natriumhydroxide (NaOH), ook bekend als bijtende soda of loog, dissocieert in water om hydroxide-ionen (OH -) en natriumionen (na+) te vormen.

basen hebben vele praktische toepassingen, en een aantal van hen worden vaak gevonden in de home. Huishoudelijke ammoniak is een bekend reinigingsmiddel. Loog wordt gebruikt voor het reinigen van klompen en gootsteenafvoeren. Kaliumhydroxide, ook wel bijtende potas genoemd, wordt gebruikt om zachte zeep te maken die gemakkelijk oplost in water. Magnesiumhydroxide in water (ook magnesiummelk genoemd) wordt gebruikt als antacidum of laxeermiddel.

Alkali en base

oorsprong van de begrippen

De term “alkali” is afgeleid van het Arabische woord al qalīy, wat “de gecalcineerde as” betekent.”Deze plantenas werd beschouwd als het hebben van eigenschappen zoals het vermogen om de werking van zuren om te keren en het hebben van detergent kracht. Zo werd een alkali aanvankelijk gezien als de antithese van een zuur. De vorming van zouten uit de zuur-en alkalireactie leidde tot de opvatting dat zouten kunnen worden afgeleid uit twee bestanddelen van tegengestelde aard.

toch hadden niet alle niet-zure bestanddelen alkalische eigenschappen. Voorbeelden hiervan zijn oxiden en hydroxiden van zware metalen. Vandaar dat het concept van “basis” werd geboren. Dit concept werd voor het eerst geïntroduceerd door de Franse chemicus Guillaume François Rouelle in 1754. Hij merkte op dat zuren—die in die tijd vooral vluchtige vloeistoffen waren, zoals azijnzuur—alleen in vaste zouten werden omgezet in combinatie met specifieke stoffen. Deze stoffen vormden een betonnen basis voor het zout, en vandaar de naam.

verwarring tussen base en alkali

De termen ” base “en” alkali ” worden vaak door elkaar gebruikt, omdat de meest voorkomende basen alkali zijn. Het is gebruikelijk om te spreken van “het meten van de alkaliniteit van de bodem” wanneer wat eigenlijk wordt bedoeld is de meting van de pH (basiseigenschap). Ook basen die geen alkaliën zijn, zoals ammoniak, worden soms ten onrechte alkalisch genoemd.

merk op dat niet alle of zelfs de meeste door alkalimetalen gevormde zouten alkalisch zijn; deze benaming geldt alleen voor basische zouten.

hoewel de meeste elektropositieve metaaloxiden basisch zijn, kunnen alleen het oplosbare alkalimetaal en aardalkalimetaaloxiden correct alkaliën worden genoemd.

deze definitie van een alkali als basiszout van een alkalimetaal of aardalkalimetaal lijkt de meest voorkomende, gebaseerd op woordenboekdefinities, maar er bestaan tegenstrijdige definities van de term alkali. Deze omvatten:

• Any base that is water solubleAlkali, Farlex, 2008. Geraadpleegd Op 8 April 2008.</ref> dit wordt nauwkeuriger een Arrhenius-basis genoemd.
• de oplossing van een base in water.

definities van zuren en basen

zuren en basen vormen complementaire paren, zodat hun definities samen moeten worden beschouwd. Er zijn drie gemeenschappelijke groepen van definities: de Arrhenius, Brønsted-Lowry en Lewis definities, in volgorde van toenemende algemeenheid.

• Arrhenius: volgens deze definitie is een zuur een stof die de concentratie van hydroniumion (H3O+) verhoogt wanneer opgelost in water, terwijl basen stoffen zijn die de concentratie van hydroxideionen (OH -) verhogen. Deze definitie beperkt zuren en basen tot stoffen die in water kunnen oplossen. Rond 1800 geloofden veel Franse chemici, waaronder Antoine Lavoisier, ten onrechte dat alle zuren zuurstof bevatten. Inderdaad is het moderne Duitse woord voor zuurstof Sauerstoff (lit. zure substantie). Engelse chemici, waaronder Sir Humphry Davy, geloofden dat alle zuren waterstof bevatten. De Zweedse chemicus Svante Arrhenius gebruikte dit geloof om deze definitie van zuur te ontwikkelen.
• Brønsted-Lowry: Volgens deze definitie is een zuur een proton (waterstofkern) donor en een base is een proton (waterstofkern) acceptor. Er wordt gezegd dat het zuur wordt losgemaakt nadat het proton is gedoneerd. Een zuur en de overeenkomstige base worden geconjugeerde zuur-base paren genoemd. Brønsted en Lowry hebben deze definitie geformuleerd, die in water onoplosbare stoffen omvat die niet onder de Arrhenius-definitie vallen.
• Lewis: volgens deze definitie is een zuur een elektronpaaracceptor en een base een elektronpaardonor. (Deze worden vaak aangeduid als “Lewis zuren” en “Lewis basen,” en zijn elektrofielen en nucleofielen, respectievelijk, in de organische chemie; Lewis basen zijn ook liganden in de coördinatiechemie.) Lewis-zuren omvatten stoffen zonder overdraagbare protonen (h + waterstofionen), zoals ijzer(III) chloride, en daarom heeft de Lewis-definitie van een zuur een bredere toepassing dan de Brønsted-Lowry-definitie. De Lewis-definitie kan ook worden verklaard met de moleculaire orbitale theorie. In het algemeen kan een zuur een elektronenpaar in zijn laagste onbezette orbitaal (LUMO) ontvangen uit de hoogste bezette orbitaal (HOMO) van een base. Dat wil zeggen, de HOMO van de base en de LUMO van het zuur combineren tot een binding moleculaire orbitaal. Deze definitie werd ontwikkeld door Gilbert N. Lewis.

algemene eigenschappen

enkele algemene eigenschappen van basen omvatten:

• smaak: bittere smaak (in tegenstelling tot zure smaak van zuren en zoetheid van aldehyden en ketonen)
• aanraking: slijmerig of zeepachtig gevoel op vingers
• reactiviteit:Bijtend op organisch materiaal, heftig reageren met zure of reduceerbare stoffen
• elektrische geleidbaarheid: waterige oplossingen of gesmolten basen scheiden in ionen en geleiden elektriciteit
• lakmoesproef: basen worden rood lakmoespapier blauw.

chemische eigenschappen

Ionisatieconstante van basen en pH

een algemene vergelijking kan worden geschreven voor de acceptatie van H + – ionen uit water door een moleculaire base, B, om het geconjugeerde zuur, BH+, te vormen.

B(aq) + H2O(l) ⇌ BH+(aq) + OH-(aq)

K (b) = ⋅ {\displaystyle K_{b}={\cdot \over }}Daarna K (b) = ⋅ {\displaystyle K_{b}={\cdot \over }}

Het evenwicht constante Kb wordt ook wel de Basis van Ionisatie Constant. Het verwijst naar de reactie waarbij een base zijn geconjugeerd zuur vormt door een H+ – ion uit water te verwijderen.

de pH van (onzuiver) water is een maat voor de zuurgraad. In zuiver water dissocieert ongeveer één op de tien miljoen moleculen in hydroniumionen (H3O+) en hydroxide− ionen (OH -), volgens de volgende vergelijking:

2H2O(l) ⇌ H3O+(aq) + OH – (aq)

een base accepteert (verwijdert) hydroniumionen (H3O+) uit de oplossing, of doneert hydroxide-ionen (OH -) aan de oplossing. Beide acties zullen de concentratie van hydroniumionen verlagen en zo de pH verhogen. een zuur daarentegen doneert H3O + – ionen aan de oplossing of accepteert OH -, waardoor de pH daalt.

als bijvoorbeeld 1 mol natriumhydroxide (40 g) wordt opgelost in 1 liter water, wordt de concentratie hydroxideionen = 1 mol/L. dus = 10-14 mol/L, en pH = −log 10-14 = 14.

De basiciteitsconstante of pKb is een maat voor basiciteit en is gerelateerd aan de pKa door de enkelvoudige relatie pKa + pKb = 14.

Base Strenght

een “sterke Base” is een Base die deprotonerende zuren volledig hydrolyseert in een zuur-base-reactie, waardoor de pH van de oplossing wordt verhoogd naar 14. Verbindingen met een pH van meer dan ongeveer 13 worden sterke basen genoemd. Sterke basen, zoals sterke zuren, vallen levend weefsel aan en veroorzaken ernstige brandwonden. Ze reageren anders op de huid dan zuren dat doen terwijl sterke zuren corrosief zijn, zeggen we dat sterke basen bijtend zijn. Veelvoorkomende voorbeelden van sterke basen zijn de hydroxiden van alkalimetalen en aardalkalimetalen zoals NaOH en Ca(OH)2. Zeer sterke basen zijn zelfs in staat om zeer zwak zure C-H-groepen te deprotoneren bij afwezigheid van water.Superbases zijn een klasse van vooral basische verbindingen en harpoen basen zijn een speciale klasse van sterke basen met een slechte nucleofiliciteit.

Voorbeelden van Sterke Basen (Hydroxide-verbindingen) in aflopende sterkte:

• Kalium hydroxide (KOH)
• bariumhydroxide (Ba(OH)2)
• Cesium hydroxide (CsOH)
• Natrium hydroxide (NaOH)
• strontiumhydroxide (Sr(OH)2)
• calciumhydroxide (Ca(OH)2)
• de Lithium hydroxide (LiOH)
• Rubidium hydroxide (RbOH)

De kationen van deze sterke basen worden weergegeven in de groepen 1 en 2 van het periodiek systeem (alkali-en aardalkalimetalen).

nog sterkere basen zijn:

• Natriumhydride (NaH)
• Lithium diisopropylamide (LDA) (C6H14LiN)
• Natriumamide (NaNH2)

Een “zwakke Base” is een die niet volledig ioniseert in oplossing. Wanneer een base ioniseert, neemt het een waterstofion op uit het water eromheen, waardoor een OH – ion achterblijft. Zwakke basen hebben een hogere h + concentratie dan sterke basen. Zwakke basen bestaan in chemisch evenwicht op dezelfde manier als zwakke zuren. De basis Ionisatieconstante Kb geeft de sterkte van de basis aan. Grote Kbs behoren tot sterkere bases. De pH van een base is groter dan 7 (waarbij 7 het neutrale getal is; minder dan 7 is een zuur), normaal gesproken tot 14.Veel voorkomende voorbeeld van een zwakke base is ammoniak, die wordt gebruikt voor het reinigen.

Voorbeelden van Zwakke Basen:

• Alanine (C3H5O2NH2)
• Ammoniak (water) (NH3 (NH4OH))
• Dimethylamine ((CH3)2NH)
• Ethylamine (C2H5NH2)
• Glycine (C2H3O2NH2)
• Hydrazine (N2H4)
• Methylamine (CH3NH2)
• Trimethylamine ((CH3)3N)

Zuur – Base-Neutralisatie

Bases kunnen worden beschouwd als de chemische tegenovergestelde van zuur. Een reactie tussen een zuur en een base wordt neutralisatie genoemd. Basen en zuren worden gezien als tegenpolen omdat het effect van een zuur is om de hydronium ion (H3O+) concentratie in water te verhogen, waar als basen deze concentratie verminderen. Basen reageren met zuren om zouten en water te produceren.

a zouten positief ion komt uit de base en het negatieve ion komt uit het zuur.Een metaalhydroxide als basis beschouwend is de algemene reactie:

HX ( aq) + MOH(aq) → MX(aq) + HOH(l) zuur base zout water

zouten van sterke basen en sterke zuren

een sterk zuur HCl (zoutzuur) reageert met een sterke base NaOH (natriumhydroxide) tot NaCl (zout = natriumchloride) en water. Als de hoeveelheden van het zuur en de base in de juiste stoichiometrische verhouding, dan zal de reactie volledige neutralisatie ondergaan waarbij het zuur en de base beide hun respectieve eigenschappen verliezen.

HCL ( aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) sterk sterk zout water zure base

zouten van sterke basen en zwakke zuren

een sterke base NaOH (natriumhydroxide) toegevoegd aan een zwak zuur CH3COOH (azijnzuur) in 1L oplossing, vorming van NaCH3COO (natriumacetaat) en water.

CH3COOH(aq) + NaOH (aq) → nach3coo(aq) + H2o (l) zwak zwak zout water zure base

zouten van zwakke basen en sterke zuren

zwakke basen reageren met sterke zuren om zure zoutoplossingen te vormen. Het geconjugeerde zuur van de zwakke base bepaalt de pH. Bijvoorbeeld, wordt NH3 (ammoniak) toegevoegd aan HCl (zoutzuur) om NH4Cl (ammoniumchloride) te vormen.

NH3(aq) + HCl(aq) → NH4Cl (aq) zwak sterk zout base zuur

zodra het zout wordt gevormd reageert het met water, wat resulteert in een licht zure oplossing.

zouten van zwakke basen en zwakke zuren

zoutoplossingen die zure kationen en basische anionen zoals nh4f (ammoniumfluoride) bevatten, hebben twee mogelijke reacties:

NH4+(AQ) + H2O(l) ↔ H3O+(aq) + NH3(aq) Ka(NH4+) = 5,6 x 10-10 F-(aq) + H2O(l) ↔ HF(aq) + OH-(aq) Kb (F-) = 1.4 x 10-11

sinds Ka (NH4+) > Kb (F -) is de reactie van ammoniak met water gunstiger. Daarom is de resulterende oplossing licht zuur.

alkali

Alkalizouten

De meeste basiszouten zijn alkalizouten, waarvan veelvoorkomende voorbeelden zijn::

• natriumhydroxide (vaak “bijtende soda”genoemd)
• kaliumhydroxide (vaak “potas”genoemd)
• loog (generieke term, voor beide voorgaande twee, of zelfs voor een mengsel)
• calciumcarbonaat (soms “vrije kalk”genoemd)
• magnesiumhydroxide is een voorbeeld van een atypische alkali: het is een zwakke base (kan niet worden gedetecteerd door fenolftaleïne) en het heeft een lage oplosbaarheid in water.

alkalische grond

grond met een pH-waarde hoger dan 7,4 wordt gewoonlijk alkalisch genoemd. Deze grondeigenschap kan van nature voorkomen, door de aanwezigheid van alkalizouten. Hoewel sommige planten de voorkeur geven aan licht basische grond (waaronder groenten zoals kool en voeder zoals buffelgras), geven de meeste planten de voorkeur aan een licht zure grond (pH tussen 6,0 en 6,8), en alkalische grond kan problemen veroorzaken.

Alkalimeren

in alkalimeren (een soort zoutmeer) concentreert de verdamping de van nature voorkomende alkalizouten, waarbij vaak een korst van licht basisch zout over een groot gebied wordt gevormd.

voorbeelden van alkalimeren:

• Redberry Lake, Saskatchewan, Canada.
• Tramping Lake, Saskatchewan, Canada.

alkaliniteit van niet-hydroxiden

zowel natriumcarbonaat als ammoniak zijn basen, hoewel geen van deze stoffen OH− groepen bevat. Dat komt omdat beide verbindingen h+ accepteren wanneer opgelost in water:

Na2CO3 + H2O → 2 Na+ + HCO3- + OH – NH3 + H2O → NH4+ + OH-

basen als heterogene katalysatoren

basisstoffen kunnen worden gebruikt als onoplosbare heterogene katalysatoren voor chemische reacties. Voorbeelden zijn metaaloxiden zoals magnesiumoxide, calciumoxide, bariumoxide en kaliumfluoride op aluminiumoxide en sommige zeolieten. Veel overgangsmetalen zijn goede katalysatoren, waarvan vele basisstoffen vormen. Basische katalysatoren zijn gebruikt voor hydrogenaties, de migratie van dubbele bindingen, in de meerwein-Ponndorf-Verlay reductie, de Michael reactie, en vele andere reacties.

praktische basischemie

naast het gebruik ervan in de industrie, hebben basen vele toepassingen in huis. Antacida worden gebruikt om maagzuur te neutraliseren; tuinders gebruiken basen zoals kalk (CaO) om grond basischer te maken. Milde bases worden gebruikt om alles schoon te maken, van gerechten en kleding tot voertuigen en de hond van de familie.

neutraliserende Maagzuurwaarde

een antacidum is een base die wordt gebruikt om overmatig maagzuur te neutraliseren. De aanbevolen dosis is de hoeveelheid base die nodig is om sommige, maar niet alle, van het maagzuur te neutraliseren.

De zuur-Base chemie van sommige antacida:

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. Vele decennia geleden werd zelfgemaakte loog zeep gebruikt om kleding en de huid van mensen schoon te maken. Het dichtst bij loog zeep zien we vandaag is afwasmiddel. Echt moeilijk schoonmaak banen rond het huis vereisen chemisch agressieve reinigers. Zeer basisreinigers worden gebruikt om vuil, vet of vlekken kwijt te raken. Afvoer – en ovenreinigers bevinden zich aan de andere kant van het pH-spectrum, met pHs van 12 of hoger. Ze bevatten meestal een sterke basis zoals NaOH die reageert met vetten en vet om een oplosbare zeep te vormen. Alle sterk basale oplossingen, zowel in het lab als in woningen, zijn gevaarlijk en moeten te allen tijde met voorzichtigheid worden behandeld.

zie ook

• Acid-base reaction theories
• Acid

Notes

• Brown, Theodore E., H. Eugene LeMay en Bruce e Bursten. Chemistry: the Central Science (10th Edition). Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2005. ISBN 0131096869
• Corwin, C. H. Introduction Chemistry Concepts & Connections (3rd ed.). Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall, 2001. ISBN 0130874701
• McMurry, J., and R. C. Fay. Chemistry (4th ed.). Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall, 2004. ISBN 0131402080
• Moore, J. W., C. L. Stanitski, and P. C. Jurs. Scheikunde De Moleculaire Wetenschap. New York: Harcourt College, 2002. ISBN 0030320119
• Oxlade, Chris. Zuren en basen (chemicaliën in Actie). Heinemann Library, 2002. ISBN 1588101940

alle links geraadpleegd op 13 mei 2016.

• CurTiPot – zuur-Base – evenwicht diagrammen, pH-berekening en titratiecurves simulatie en analyse-freeware