기초 : 특성 및 예 - 화학

파운데이션 전자 기부 또는 양성자를 수용 할 수있는 모든 이러한 화학적 화합물이다. 자연적으로 또는 인위적으로 무기 염기와 유기 염기가 모두 있습니다. 따라서 그 거동은 많은 이온 분자 또는 고체에 대해 예측할 수 있습니다.

그러나 염기가 나머지 화학 물질과 다른 점은 예를 들어 전자 밀도가 낮은 종에 비해 전자를 기증하는 현저한 경향입니다. 이것은 전자 쌍이있는 경우에만 가능합니다. 그 결과 염기는 전자가 풍부한 영역 인 δ-를 갖습니다.

비누는 지방산과 수산화 나트륨 또는 수산화 칼륨의 반응에 의해 형성된 약염기입니다.

염기를 식별 할 수있는 감각적 특성은 무엇입니까? 일반적으로 부식성 물질로 물리적 접촉을 통해 심한 화상을 입습니다. 동시에, 그들은 비눗물로 촉감이 좋으며 지방을 쉽게 녹입니다. 게다가 그 맛은 씁쓸합니다.

그들은 일상 생활에서 어디에 있습니까? 파운데이션의 상업적이고 일상적인 공급원은 세제에서 손 비누에 이르기까지 제품을 청소하는 것입니다. 이러한 이유로 공기 중에 떠 다니는 거품의 이미지는 그 뒤에 많은 물리 화학적 현상이 포함되어 있음에도 불구하고 염기를 기억하는 데 도움이 될 수 있습니다.

많은 기지는 완전히 다른 속성을 나타냅니다. 예를 들어, 일부는 유기 아민과 같은 악취가 나고 강한 냄새가납니다. 반면에 암모니아와 같은 다른 것들은 침투하고 자극적입니다. 무색 액체이거나 이온 성 백색 고체 일 수도 있습니다.

그러나 모든 염기에는 한 가지 공통점이 있습니다. 산과 반응하여 물과 같은 극성 용매에서 용해성 염을 생성합니다.

기지의 특성

비누는베이스

이미 언급 한 것 외에 모든 기지에는 어떤 특성이 있어야합니까? 어떻게 양성자를 받거나 전자를 기증 할 수 있습니까? 대답은 분자 나 이온 원자의 전기 음성도에 있습니다. 및 그 중에서도 산소가가 수산화 이온으로 발견 특히 지배적이다, OH ^- .

물리적 특성

베이스는 신맛이 있으며 암모니아를 제외하고는 무취입니다. 그 질감은 미끄럽고 리트머스 종이의 색상을 파란색으로, 메틸 오렌지를 노란색으로, 페놀프탈레인을 보라색으로 변경할 수 있습니다.

기지의 힘

기지는 강 기지와 약 기지로 구분됩니다. 염기의 강도는 평형 상수와 관련되어 있으므로 염기의 경우 이러한 상수를 염기도 상수 Kb라고합니다.

따라서 강한 염기는 염기도 상수가 커서 완전히 해리되는 경향이 있습니다. 이러한 산의 예로는 염기도 상수가 너무 커서 물에서 측정 할 수없는 수산화 나트륨 또는 수산화 칼륨과 같은 알칼리가 있습니다.

반면에 약염기는 해리 상수가 낮아 화학적 평형 상태에있는 염기입니다.

이들의 예로는 산 상수가 10 ^-4 정도 인 암모니아와 아민이 있습니다. 그림 1은 다른 염기에 대한 다른 산도 상수를 보여줍니다.

기본 해리 상수.

7보다 큰 pH

pH 척도는 용액의 알칼리도 또는 산도 수준을 측정합니다. 눈금 범위는 0에서 14까지입니다. pH가 7 미만이면 산성입니다. 7보다 큰 pH는 기본입니다. 중간 점 7은 중성 pH를 나타냅니다. 중성 용액은 산성도 아니고 알칼리성도 아닙니다.

pH 척도는 용액 의 H ⁺ 농도의 함수로 얻어지며 이에 반비례합니다. 염기는 양성자의 농도를 감소시킴으로써 용액의 pH를 증가시킵니다.

산을 중화하는 능력

Arrhenius는 그의 이론에서 양성자를 생성 할 수있는 산이 염기의 하이드 록 실과 반응하여 다음과 같은 방식으로 소금과 물을 형성한다고 제안합니다.

HCl + NaOH → NaCl + H ₂ O.

이 반응을 중화라고하며 적정이라고하는 분석 기술의 기초가됩니다.

산화물 감소 용량

하전 된 종을 생성하는 능력을 감안할 때 염기는 산화 환원 반응에서 전자 전달을위한 매개체로 사용됩니다.

염기는 또한 자유 전자를 기증 할 수 있기 때문에 산화하는 경향이 있습니다.

염기는 OH- 이온을 포함합니다. 그들은 전자를 기증하는 역할을 할 수 있습니다. 알루미늄은 염기와 반응하는 금속입니다.

2Al + 2NaOH + 6H ₂ O → 2NaAl (OH) ₄ + 3H ₂

금속은 전자를 받아들이 기보다는 잃는 경향이 있기 때문에 많은 금속을 부식시키지 않지만 염기는 세포막을 구성하는 것과 같은 유기 물질에 대해 부식성이 높습니다.

이러한 반응은 일반적으로 발열 성이며 피부 접촉시 심한 화상을 일으키므로 이러한 유형의 물질은주의해서 다루어야합니다. 그림 3은 물질이 부식성 일 때의 안전 표시기입니다.

부식성 물질 표시.

그들은 OH를 방출합니다

OH, 우선 ^- 는 경향이 금속의 회사에 있기 때문에, 주로 금속 수산화물, 많은 화합물에 존재할 수있는 형태로 물에 양성자를 "받아". 따라서 염기는 용해도 평형을 통해 용액에서이 이온을 방출하는 모든 물질이 될 수 있습니다.

M (OH) ₂ <=> M ²⁺ + 2OH ^-

수산화물이 매우 용해되면 평형은 완전히 화학 방정식의 오른쪽으로 이동하고 우리는 강한 염기에 대해 이야기합니다. M (OH) ₂ 가 완전히 OH 해제하지 않기 때문에, 다른 한편으로, 약염기이다 ^- 이온을 물 속에. OH의 일단 ^- 그것의 주위에있는 모든 산을 중화시킬 수 제작 :

OH ^- + HA =>은 ^- + H ₂ O

그래서 OH ^- deprotona가 산성 HA로 바뀌어 물로 변합니다. 왜? 산소 원자는 매우 전기 음성이고 음전하로 인해 과도한 전자 밀도를 갖기 때문입니다.

O는 세 쌍의 자유 전자를 가지고 있으며 그중 하나를 부분적으로 양전하를 띤 H 원자 δ +에 기증 할 수 있습니다. 또한 물 분자의 큰 에너지 안정성은 반응에 유리합니다. 즉, H ₂ O는 HA보다 훨씬 더 안정적이며 이것이 사실이면 중화 반응이 발생합니다.

공액 염기

그리고 무엇 OH에 대한 ^- 그리고 ^- ? 모두는 그 차이와 염기이다 ^- 산 HA의 공액 염기이다. 또한, A는 ^- OH보다 훨씬 약한 기지입니다 ^- . 여기에서 다음과 같은 결론에 도달합니다. 염기가 더 약한 염기를 생성하기 위해 반응합니다.

염기 _강 + 산성 _강 => 염기 _약 + 산 _약

일반 화학 방정식에서 알 수 있듯이 산도 마찬가지입니다.

공액 염기 A가 ^- 가수 분해 반응으로 알려져있는 분자를 탈 양성자 수

^- + H ₂ O + OH <=> HA ^-

그러나, OH 달리 ^- , 그것은 물을 중화 평형을 설정합니다. A가 있기 때문에 다시이입니다 ^- 훨씬 약한 기본이지만, 용액의 pH의 변화를 일으킬 정도.

따라서,를 포함하는 모든 염 ^- 기본 염으로 알려져있다. 예를 들어 탄산나트륨 Na ₂ CO ₃ 는 용해 후 가수 분해 반응을 통해 용액을 염기성 화합니다.

CO ₃² + H ₂ O <=> HCO ₃^- + OH ^-

그들은 전자 밀도를 끌어 당기는 질소 원자 또는 치환기를 가지고 있습니다.

염기뿐만 OH 이온과 고체 인 ^- 음이온 의 결정 격자, 또한 질소와 같은 다른 전기 음성 원자를 가질 수있다. 이러한 유형의 염기는 유기 화학에 속하며 가장 일반적인 것은 아민입니다.

아민 그룹은 무엇입니까? R-NH ₂ . 질소 원자에서 OH 추천 수 비공유 전자 쌍있다 ^- , 물 분자를 탈 양성자는 :

RNH ₂ + H ₂ O <=> RNH ₃⁺ + OH ^-

, OH보다 훨씬 약한 기본 있지만 평형, 아민 이후 지금까지 왼쪽으로 ^- . 반응은 암모니아 분자에 대해 주어진 것과 유사합니다.

NH ₃ + H ₂ O <=> NH ₄⁺ + OH ^-

아민이 양이온을 형성 할 수 없다는 것, NH ₄⁺ ; RNH ₃⁺ 는 단일 치환 된 암모늄 양이온 이지만 .

그리고 다른 화합물과 반응 할 수 있습니까? 예, 반응이 완전히 일어나지 않더라도 충분한 산성 수소를 가진 사람이라면 누구나 가능합니다. 즉, 매우 강한 아민 만이 평형을 이루지 않고 반응합니다. 마찬가지로 아민은 전자 쌍을 H 이외의 종 (예 : 알킬 라디칼 : -CH ₃ )에 제공 할 수 있습니다.

방향족 고리가있는베이스

아민은 또한 방향족 고리를 가질 수 있습니다. 고리가 전자 밀도를 끌어 당기기 때문에 전자 쌍이 고리 내부에서 "손실"될 수 있다면 염기도는 감소합니다. 왜? 그 쌍이 구조 내에 더 국지화 될수록 전자가 부족한 종과 더 빨리 반응합니다.

예를 들어, NH ₃ 는 전자 쌍이 갈 곳이 없기 때문에 기본입니다. 1 차 (RNH ₂ ), 2 차 (R ₂ NH) 또는 3 차 (R ₃ N) 이든 아민도 마찬가지 입니다. 이들은 방금 설명한 것 외에도 질소가 R 치환기의 더 높은 전자 밀도를 끌어 당겨 δ-를 증가시키기 때문에 암모니아보다 더 염기성입니다.

그러나 방향족 고리가있을 때, 상기 쌍은 그 안에서 공명에 들어가서 H 또는 다른 종과의 결합 형성에 참여하는 것을 불가능하게 만듭니다. 따라서 방향족 아민은 전자쌍이 질소에 고정되어 있지 않으면 염기성이 떨어지는 경향이 있습니다 (피리딘 분자와 마찬가지로).

기지의 예

NaOH

수산화 나트륨은 전 세계적으로 가장 널리 사용되는 염기 중 하나입니다. 그 용도는 무수히 많지만 그중에서 일부 지방을 비누화하여 지방산 (비누)의 염기성 염을 만드는 데 사용한다고 언급 할 수 있습니다.

CH

구조적으로 아세톤은 양성자를 받아들이지 않는 것처럼 보일 수 있지만 (또는 전자를 기증하는) 매우 약한 염기 임에도 불구하고 그렇습니다. 이는 전기 음성 O 원자가 CH ₃ 그룹의 전자 구름을 끌어 당겨 두 쌍의 전자 (: O :)의 존재를 강조하기 때문입니다.

알칼리 수산화물

NaOH 외에도 알칼리 금속 수산화물도 강염기입니다 (LiOH를 약간 제외하고). 따라서 다른 기지에는 다음이 있습니다.

-KOH : 수산화 칼륨 또는 가성 칼륨으로 탈 지력이 뛰어나 실험실이나 산업에서 가장 널리 사용되는 염기 중 하나입니다.

-RbOH : 루비듐 수산화물.

-CsOH : 수산화 세슘.

-FrOH : 수산화 프랑슘, 이론적으로 염기도는 지금까지 알려진 것 중 가장 강력한 것으로 추정됩니다.

유기 염기

-CH ₃ CH ₂ NH ₂ : 에틸 아민.

-LiNH ₂ : 리튬 아미드. 나트륨 아미드 인 NaNH ₂ 와 함께 가장 강력한 유기 염기 중 하나입니다. 그들의 아미드 음이온, NH ₂^- 산과 반응하여 물을 deprotonates베이스이다.

-CH ₃ ONa : 나트륨 메톡 사이드. 여기서 염기는 음이온이다 CH ₃ O ^- 메탄올, CH 수득 아미노산과 반응 할 수있는 ₃ OH한다.

-그리 냐르 시약 : 금속 원자와 할로겐 RMX가 있습니다. 이 경우 라디칼 R은 염기이지만 산성 수소를 제거하기 때문이 아니라 금속 원자와 공유하는 전자 쌍을 포기하기 때문입니다. 예 : 에틸 마그네슘 브로마이드, CH ₃ CH ₂ MgBr. 그들은 유기 합성에 매우 유용합니다.

NaHCO

베이킹 소다는 치약의 첨가물로 입안과 같이 온화한 조건에서 산도를 중화시키는 데 사용됩니다.

참고 문헌

머크 KGaA. (2018). 유기 염기. 출처 : sigmaaldrich.com
Wikipedia. (2018). 염기 (화학). 출처 : es.wikipedia.org
화학 1010. 산과 염기 : 그것이 무엇이며 어디에서 발견되는지. . 출처 : cactus.dixie.edu
산, 염기 및 pH 척도. 출처 : 2.nau.edu
Bodner 그룹. 산과 염기의 정의와 물의 역할. 출처 : chemed.chem.purdue.edu
화학 LibreTexts. 기초 : 속성 및 예. 출처 : chem.libretexts.org
Shiver & Atkins. (2008). 무기 화학. 산과 염기에서. (제 4 판). Mc Graw Hill.
헬멘 스틴, 토드. (2018 년 8 월 4 일). 10 개 기지의 이름. 출처 : thoughtco.com

기초 : 특성 및 예 - 화학 - 2025