База (хемија) — разлика између измена

'''Базе''' или ''лужине'' ([[grčki jezik|grč.]] ''βάση'', ''basé – основа, фундамент'') је једна од основних категорија [[хемијско једињење|хемијских једињења]].<ref name="Greenwd">{{Greenwood&Earnshaw2nd}}</ref><ref name="Housecroft3rd">{{Housecroft3rd}}</ref> Базе су у ужем смислу сви једињења, која у воденим растворима могу градити хидроксидне [[јон]]е (-{OH⁻}-), те тако повисити [[pH vrednost|-{pH}-]] вредност раствора. Хидроксилни јони су хемијска једињења која из [[киселине|киселина]] могу преузети [[протон]]е дајући молекуле [[вода|воде]]. Стога је база на неки начин супротност киселинама те се с њима [[неутрализација (хемија)|неутрализира]]. У ширем смислу, разни базно-киселински концепти описују далеко ширу палету хемијских реакција, који прелазе оквире особина хидроксидних јона у води. Од посебног значаја су концепти по Луису (Луисове базе и Луисове киселине),<ref>{{cite web| url = http://goldbook.iupac.org/B00601.html| title = IUPAC Gold Book — base| accessdate = 18. 4. 2013.| archiveurl = https://www.webcitation.org/6GGygQCl7?url=http://goldbook.iupac.org/B00601.html| archivedate = 30. 044. 2013|dead-url=no|df=}}</ref> те према Пеарсону, који наводи поделу на јаке и слабе киселине и базе.<ref>{{Cite book || last = Рудзитис| first = Е. Г.. || last2 = Фельдман| first2 = Г. Ф.. | title = Химия. Неорганическая химия. Органическая химия. 9 класс | issue = 13-е изд | location = М. | publisher = Просвещение | year = 2009|isbn=978-5-09-021-625-8|pages= }}</ref>

Већина база су супстанце које производе [[хидроксид]]не јоне (ОХ⁻) у воденим растворима, и стога се класификују као [[Теорије киселина и база|Аренијусове басе]].<ref name="ХЭ">{{Cite book| title = Химическая энциклопедия | editor = Под ред. И. Л. Кнунянца | location = М | publisher = Большая Российская энциклопедия |year = 1992 | volume = 2 |isbn=978-5-85270-039-1 | ref = Химическая энциклопедия|pages= 393—395}}</ref> Да би супстанца била класификована као Аренијусова база, она мора да формира хидроксилне јоне у воденом раствору. Аренијус је сматрао да је неопходно да база садржи хидроксид у својој структури. Из тог разлога је Аренијусов модел ограничен, пошто се њиме не могу објаснити базна својства [[амонијак]]а у воденом раствору (-{NH₃}-), као ни његових органских деривата ([[Amin (hemija)|амина]]).<ref name="Chemistry 9E">''Chemistry'', 9th Edition. Kenneth W. Whitten, Larry Peck, Raymond E. Davis, Lisa Lockwood, George G. Stanley. {{page| year = 2009|isbn=978-0-495-39163-0|pages= }} Page 363</ref> Исто тако постоје базе које не садрже хидроксидни јон, али ипак реагују с водом, што доводи до повећања концентрације хидроксидног јона.<ref name="Chemical Principles">{{Cite book| last = Zumdahl| first = Steven| last2 = DeCoste| first2 = Donald| title = Chemical Principles| year = 2013| publisher = Mary Finch| edition = 7th| accessdate = 11. 2. 2015|pages= 257}}</ref> Пример тога је реакција између амонијака и воде, чиме се формира амонијак и хидроксид.<ref name="Chemical Principles"/> У овој реакцији амонијак је база пошто он прима протон од молекула воде.<ref name="Chemical Principles"/> Амонијак и друге базе сличне њему обично имају способност формирања везе са протоном услед слободног електронског пара који поседују.<ref name="Chemical Principles"/> У општијој [[Бронстед-Лоријева теорија киселина и база|Бронстед-Лоријевој теорији киселина и база]], база је супстанца која може да прими [[хидрон (хемија)|јоне водоника]] (-{H⁺}-) — иначе познате као [[протон]]и.

У води базе путем промене [[Аутојонизација воде|аутојонизационе]]<ref>{{cite journal | author = Geissler, P. L. | author2 = Dellago, C. | author3 = Chandler, D. | author4 = Hutter, J. | author5 = Parrinello, M. | year = 2001| title = Autoionization in liquid water | journal = [[Science (journal)|Science]] | volume = 291 | doi = 10.1126/science.1056991 | pmid = 11251111 | issue = 5511| bibcode = 2001Sci...291.2121G |pages= 2121–2124}}</ref> [[hemijska ravnoteža|ravnoteže]]<ref>{{cite journal | author = Eigen, M. | author2 = de Maeyer, L. | year = 1955| title = Untersuchungen über die Kinetik der Neutralisation I | journal = Z. Elektrochem. | volume = 59 |pages= 986}}</ref> производе растворе у којима је концентрација јона водоника нижа него у чистој води, i.e., вода има [[pH vrednost|-{pH}-]] већи од 7,0 при стандардним условима. Растворне базе се називају '''[[алкалија]]ма''', ако садрже и [[Стехиометрија|квантитативно]] отпуштају -{OH⁻}- јоне. Међутим, важно је да се нагласити да базност није исто што и [[алкалност]]. Метални [[оксид]]и, хидроксиди, и посебно [[алкоксид]]и су базни, и контрајони [[јачина киселине|слабих киселина]] су јаке базе.

Базе се могу сматрати хемијском супротношћу [[киселина]], мада неке киселине имају способност деловања као базе.<ref name=Gilbert /> Базе и киселине се могу видети као супротни концепти зато што је дејство киселине да повећава концентрацију [[хидронијум]] јона (-{H₃O⁺}-) у води, док базе редукују његову концентрацију. Реакције између киселине и базе се базивају [[Неутрализација (хемија)|неутрализацијом]]. У реакцији неутрализације, водени раствор базе реагује са воденим раствором киселине да произведе раствор [[вода|воде]] и [[со]]ли у коме је со раздвојена на њене јоне. Ако је водени раствор [[засићени раствор|засићен]] датим соним [[растварач|растворком]], свака додатна количина такве соли се [[талог|таложи]] из раствора.<ref>{{citeCite book| last = Zumdahl| first = Steven S. | title = Chemical Principles | edition = 5th | location = New York | publisher = Houghton Mifflin | year = 2005|isbn=978-0-618-37206-5|pages= }}</ref>

Хемијски концепт појма ''базе'' је увео француски хемичар [[Guillaume François Rouelle|Гијом Франсоа Руел]] 1754. године.<ref>{{cite journal | last = Franckowiak| first = Rémi| title = Les sels neutres de Guillaume-François Rouelle| journal = Revue d’Histoire des Sciences | year = 2002| volume = 55 | issue = 4 |pages= 493-532}}</ref><ref>{{cite journal | last = Lemay| first = Pierre| author2 = Oesper, Ralph E. | title = The lectures of Guillaume Francois Rouelle | journal = The Journal of Chemical Education | year = 1954| volume = 31 | doi = 10.1021/ed031p338 | issue = 7 |pages= 338}}</ref> Он је уочио да киселине, које су у то време биле углавном испарљиве течности (попут [[сирћетна киселина|сирћетне киселине]]), прелазе у чврсте соли једино кад се комбинују са специфичним супстанцама. Роуелле је сматрао да такве супстанце служе као „база“ за соли, дајући соли „конкретну или чврсту форму“.<ref name="Jensen">{{cite journal | last = Jensen| first = William B.| title = The origin of the term "base"| journal = The Journal of Chemical Education | year = 2006| volume = 83 | url = http://www.che.uc.edu/Jensen/W.%20B.%20Jensen/Reprints/129.%20Base.pdf | issue = 8|pages= 1130}}</ref>

У овој једначини се базе (-{B}-) и екстремно јаке базе (коњуговане базе) међусобно надмећу за протон.<ref name="ReferenceA">{{cite book| last = Zumdahl| first = Steven| last2 = DeCoste| first2 = Donald| title = Chemical Principles| year = 2013| publisher = Mary Finch| edition = 7th| accessdate = 11. 2. 2015|pages= 258}}</ref> Резултат тога је да базе које реагују са водом имају релативно малу вредност константе равнотеже.<ref name="ReferenceA"/> База је слабија кад има нижу вредност константе равнотеже.<ref name="Chemical Principles"/>

База се исто тако може дефинисати као молекул који има способност да прими електронски пар улазећи у валентну љуску другог атома.<ref name=Gilbert>{{cite web| last = Lewis| first = Gilbert| title = Acids and Bases| url=http://ac.els-cdn.com/S0016003238916916/1-s2.0-S0016003238916916-main.pdf?_tid=1106e53c-b7d8-11e4-8ede-00000aacb362&acdnat=1424310115_965ba8ac7059a46dc9c1037ac3deb536| website = Science Direct| accessdate = 19. 2. 2015}}</ref> Постоји ограничен број елемената чији атоми могу да формирају молекул са базним својствима.<ref name=Gilbert /> [[Угљеник]] може да делује као база, као и [[азот]] и [[кисеоник]]. Флуор и понекад ретки гасови поседују ту способност, такође.<ref name=Gilbert /> До тога типично долази у једињењима као што су [[N-Butilitijum|бутил литијум]], [[алкоксид]]и, и метални [[амид]]и, као што је [[натријум амид]]. Базе угљеника, азота и кисеоника без [[резонанција (хемија)|резонантне]] стабилизације су обично веома јаке, или [[супербаза|супербазе]], које не могу да постоје у воденом раствору услед киселости воде. Резонантна стабилизација, међутим, омогућава постојање слабијих база као што су карбоксилати; на пример, [[натријум ацетат]] је [[слаба база]].

Јака база је базно хемијско једињење које може да уклони протон (-{H}-⁺) са (или ''[[депротонација|депротонише]]'') молекул веома слабе киселине у киселинско базној реакцији. Примери јаких база су хидроксиди алкалних и земноалкалних метала, нпр. -{NaOH}- и {{chem|Ca(OH)|2}}. Услед њихове ниске растоврљивости, неке базе, као што су земноалкални хидроксиди, се могу користити у околностима где се фактор растворљивости не узима у обзир.<ref>{{cite book| last = Zumdahl| first = Steven| last2 = DeCoste| first2 = Donald| title = Chemical Principles| year = 2013| publisher = Mary Finch| edition = 7th| accessdate = 11. 2. 2015|pages= 255}}</ref> Један од корисних аспеката њихове ниске растворљивости је да су „многи антациди суспензије металних хидроксида као што је алуминијум хидроксид и магнезијум хидроксид.“<ref name="ReferenceB">{{cite book| last = Zumdahl| first = Steven| last2 = DeCoste| first2 = Donald| title = Chemical Principles| year = 2013| publisher = Mary Finch| edition = 7th| accessdate = 11. 2. 2015|pages= 256}}</ref> Та једињења имају ниску растворљивост и способност заустављања повећања концентрације хидроксидних јона, чиме спречавају оштећења ткива уста, једњака, и зелуца.<ref name="ReferenceB"/> Путем дуготрајног прогреса реакције и растварања соли, стомачна киселина реагује са хидроксидом који је отпуштен из суспензије.<ref name="ReferenceB"/> Веома јаке базе се скоро комплетно хидролизују у води, те долази до засићења.<ref name=Gilbert /> У том процесу, молекули воде се комбинују са јаком базом, услед амфотерног карактера воде; и долази до отпуштања хидроксидног јона.<ref name=Gilbert /> Веома јаке базе могу чак да депротонују и веома слабо киселе -{C–H}- групе у одсуству воде. Примери јаких база су:

Базне супстанце се могу користити као [[растворљивост|нерастворни]] хетерогени [[катализатор]]и [[хемијска реакција|хемијских реакција]]. Неки од примера су метални оксиди као што су [[магнезијум оксид]], [[калцијум оксид]], и [[баријум оксид]] као и калијум флуорид на алумини и поједини [[зеолит]]и. Многи [[прелазни метали]] су добри катализатори, а знатан број њих су базне субстанце. Базни катализатори су коришћени за [[хидрогенација|хидрогенације]], миграције [[двострука веза|двоструких веза]], у [[Mirvejn-Pondorf-Verlej redukcija|Мирвејн-Пондорф-Верлејовој редукцији]], [[Мајклова адиција|Мајкловој реакцији]], и мноштву других реакција. -{CaO}- и -{BaO}- могу да буду веома активни катализатори на високим температурама.<ref name="books.google.com">{{cite book| last = Tanabe| first = K. | last2 = Misono| first2 = M. | last3 = Ono| first3 = Y. | last4 = Hattori| first4 = H. | title = New Solid Acids and Bases: their catalytic properties| url = https://books.google.com/books?id=Aq9cdug9hM0C&printsec=frontcover&dq=acids+and+bases&hl=en&sa=X&ei=pLbjVJvjPIHzoAS88YGAAQ&ved=0CDwQ6AEwBQ#v=onepage&q=acids%20and%20bases&f=false| accessdate = 19. 2. 2015|pages= 234}}</ref>

* Смеше оксида: -{SiO₂, Al₂O₃; MgO, SiO₂; CaO, SiO₂}-<ref name=Tanabe>{{cite book| last = Tanabe| first = Konzo| title = Solid Acids and Bases: their catalytic properties| publisher = Academic Press| url = https://books.google.com/books?hl=en&lr=&id=tFfBYuHg4vAC&oi=fnd&pg=PP1&dq=acids+and+bases&ots=qc4QEL1SJR&sig=2u7BdAzXEEkWQIqLhY6V0E8EYXg#v=onepage&q=acids%20and%20bases&f=false| accessdate = 19. 2. 2015|pages= 2}}</ref>

Кад постоји градијент водоничних јона између два места биолошке мембране, концентрација неких слабих база је усредсређена на само једну страну мембране.<ref name="ac.els-cdn.com">{{cite web| last1 last= Milne| last2 = Scribner| last3 = Crawford| title = Non-ionic Diffusion and the Excretion of Weak Acids and Bases| url = http://ac.els-cdn.com/0002934358903760/1-s2.0-0002934358903760-main.pdf?_tid=cf6217f0-b7e1-11e4-97d9-00000aacb360&acdnat=1424314300_581ecc26daaa9efc9c9af94344e96ef2| website = Science Direct| accessdate = 19. 2. 2015}}</ref> Слабе базе имају тенденцију да се накупљају у киселим флуидима.<ref name="ac.els-cdn.com"/> Желудачна киселина садржи већу концентрацију слабе базе од плазме.<ref name="ac.els-cdn.com"/> Кисели урин, у поређењу са алкалним урином, брже излучује слабе базе.<ref name="ac.els-cdn.com"/>

<ref name="brady">Brady, J.E., Holum, J.R.,Chemistry, John Wiley & Sons. {{page| year = 1993|isbn=978-0-471-59979-1|pages= }}</ref>

* {{Cite book| ref=harv|last = Zumdahl| first = Steven| last2S. = DeCoste| first2 = Donald| title = Chemical Principles | yearedition = 20135th | publisherlocation = MaryNew Finch|York edition = 7th| accessdatepublisher = 11.Houghton 2.Mifflin 2015|year=2005|isbn=978-0-618-37206-5|pages= 257}}

{{refbegin|230em}}

* {{Cite book | ref = harv|| last = JensenРудзитис| first = WЕ.B Г.. || year last2= 1980Фельдман| publisherfirst2 = WileyГ. Ф.. | locationtitle = NewХимия. YorkНеорганическая химия. Органическая химия. 9 класс | titleissue = The13-е Lewisизд acid-base| conceptslocation := anМ. | publisher = overviewПросвещение |year=2009|isbn=978-05-47109-03902021-0 625-8|pages=}}

* {{Cite book | ref = harv| last = YamamotoJensen| first = Hisashi W.B.| year = 19991980| publisher = OxfordWiley University Press| location = New York | title = The Lewis acid-base reagentsconcepts : aan practicaloverview approach|isbn=978-0-19471-85009903902-50|pages=}}

* Hrvatska enciklopedija (LZMK), Broj 1 (A-Bd), Za izdavača: Leksikografski zavod Miroslav Krleža, Zagreb g. {{page| year = 1999|isbn=978-953-6036-31-8|pages= 749}}