盐基

✍ dations ◷ 2025-07-29 13:44:10 #盐基

盐基或碱基,有时也称做碱(尽管“碱”具有多种意义)。这是根据布仑斯惕-劳里学说关于酸和盐基的部分,盐基可以简单想像成吸收质子的物质。额外的定义包括提供孤立电子对(由吉尔伯特·路易斯提出),以及是氢氧根离子的来源(由阿伦尼乌斯提出)。这三种定义下,盐基都是会和酸反应的物质,符合纪尧姆-弗朗索瓦·鲁埃勒在18世纪中提出的概念。

阿伦尼乌斯盐基可以影响水的自电离化学平衡,让氢离子的活性度比在纯水中要低,因此,在标准状态 下的pH值会大于7.0。可溶于水的盐基若含有OH−,且会释放相当量的OH−离子,即为碱。氧化物、氢氧化物、醇盐都是碱性,而弱酸的共轭酸碱对也是较弱的盐基。酸和盐基的化学作用恰好相反,酸会增加水中的水合氢离子(H3O+)浓度,盐基则会减少水合氢离子浓度。酸和盐基在水溶液中的反应称为中和反应,会产生水以及盐。若水溶液已经饱和,就会有盐类的沉淀。

法国化学家纪尧姆-弗朗索瓦·鲁埃勒于1754年制定了盐基这一概念。他注意到当时的酸大多是挥发性液体(例如乙酸),与特定物质化合便会转变为固态盐。这些特定物质便是盐的“根基”并因此得名。碱是盐基的一个特殊例子,会在水溶液中释出氢氧根离子。阿伦尼乌斯盐基是指水溶而水溶液pH值经常大于7的盐基。这些氢氧化物的水溶液也有一些共通的特性,触感具黏滑和像肥皂的感觉,味道有苦味,也可以让酸碱指示剂变色(例如让红色石蕊试纸变蓝色)。阿伦尼乌斯盐基(Arrhenius base)是氢氧根离子的来源。

在更广义的酸碱质子理论(1923年)中,布仑斯惕盐基是可以接受氢正离子(H+,当时称为质子)的物质。此定义包括了氢氧化物的水溶液,因为OH−会和H+反应,形成水,因此阿伦尼乌斯盐基也属于布仑斯惕盐基,不过也有其他的不含氢氧根的布仑斯惕盐基,例如氨(NH3)或是胺的水溶液,也会接受氢正离子,而且本身也会和水反应,增加水中氢氧根的浓度。也有一些无机非水溶剂(英语:Inorganic nonaqueous solvent)中包括布仑斯惕盐基,会和溶剂化的质子反应,例如液氨中的NH2−就是盐基离子,会接受NH4+的质子。布仑斯惕盐基(Brønsted base)是指吸收质子的物质,下式中B−为盐基:

吉尔伯特·路易斯明了水、氨和其他盐基会和质子结合的原子是因为盐基中有的孤电子对。在酸碱电子理论中,路易斯盐基是指可提供电子对的物质,可以提供一对电子给电子对接受者(路易斯酸)。路易斯理论比布仑斯惕理论更通用。路易士盐基(Lewis base)是孤立电子对的提供者,下式中B为盐基:

Lewis acid-base equilibrium.png

量度(不纯的)水的pH值,便是测试它的酸性。纯水中,大约每千万个水分子便有一个根据以下方程式电离为水合氢离子和氢氧根离子:

浓度即是以摩尔浓度计算(M或摩尔每立方分米(mol/ dm3))水合氢离子和氢氧根离子的浓度;是为水的离解常数,数值为10−7 M。pH值定义为−log ;因此,纯水的pH值是7。(这些数据均取于23 °C,并于不同温度时有所差别。)

盐基接收(或去除)溶液中的水合氢离子,或释放氢氧根离子到溶液中。两者均降低了水合氢离子在水中的浓度,从而提升pH值。相反,酸释放水合氢离子或接收氢氧根离子而降低pH值。

例如,1摩尔的氢氧化钠(40 克)溶于1升的水中,氢氧根离子的浓度便是1摩尔每升。所以氢离子浓度为每升 = 10−14 摩尔,而pH值 = −log 10−14 = 14.

碱度系数(pKb)是碱性的测量,并和酸度系数(pKa)有以下关系pKa + pKb = 14.

碱浓度是量度溶液相对碳酸盐或碳酸氢盐中和酸的能力。

当盐基溶解于水中,氢氧化钠离解为氢氧根离子和钠离子:

同样地,氯化氢于水中生成水合氢离子和氯离子:

当两种溶液混合,水合氢离子(H3O+)和氢氧根离子(OH−)化合生成水分子:

如果以相同分量的氢氧化钠溶液和氢氯酸混合,盐基和酸会恰好完全中和,于溶液中生成氯化钠,即食盐。

弱盐基,如苏打和蛋白,用于酸泄漏事件中的中和剂。以强盐基如氢氧化钠或氢氧化钾中和会引起剧烈的放热反应,同时盐基也制造了和酸泄漏同等的破坏。

碳酸钠和氨亦是盐基,但它们都没有氢氧根离子(OH−)。这是因为两种都在溶解时接收氢离子(H+):

强盐基是一种会完全水解的盐基,并提升pH值到14或以上。强盐基,像强酸一样,会侵袭生物组织并引致灼伤。它们的反应不同,所以强酸具腐蚀性,而强盐基则是苛性的。超强盐基是一类特别的碱性化合物而非亲核碱(暂无译名)是一类缺少亲核性的特殊强盐基。而弱盐基包括用于清洁的氨。

强盐基是碱性化合物所以能够以酸碱反应将弱盐基去质子化。酸度系数大于及等于13的化合物都称为强盐基。常见例子包括碱金属和碱土金属的氢氧化物如氢氧化钠及氢氧化钙。非常强的盐基甚至能在缺少水时将微酸性的烃去质子化。

以下是一些氢氧化物的强盐基:

这些金属的阳离子出现于元素周期表的第1和第2族上(即碱金属和碱土金属)。

第1族的碳阴离子,氨基以及氢化物盐由于共轭酸而趋向成为更强的盐基,能于烃、氨基和水中稳定。

酸碱电子理论中的路易士盐基,也称为电子对提供者,是有高能量电子对的分子,可以和有低能级空电子轨道的分子共享电子对,形成加成物。电子对接收者除了H+外,也包括一些中性分子(例如BF3)或金属离子(例如Ag+或Fe3+)。包括金属离子的加成物一般会用配合物来表示。

依照吉尔伯特·路易斯原始的叙述,若中性的盐基和中性的酸产生了键结,会有电子应力。盐基和酸会共享原来盐基上的电子对,因此会产生很大的偶极矩,只有重组分子才能破坏偶极矩。

碱性物质可用作化学反应的异构不可溶催化剂。例如氧化镁,氧化钙以及氧化钡等金属氧化物以及氧化铝上的氟化钾和某几种沸石。大量过渡金属化合物是良好催化剂,其中不少是碱性的。碱性催化剂可用于氢化、双键的移动、米尔温–庞多夫–韦尔莱还原反应、迈克尔反应等反应。氧化钙或氧化镁若在高温下都是高活性的催化剂。

盐基(base)和碱(alkali)这两个术语交换使用,这是由于大部分的碱都是盐基。而金属氧化物及金属氢氧化物都是归纳为盐基。“测量泥土中的碱性”实际是量度pH值。

注意不是大部分碱金属盐都是碱,只有本身是碱性的盐才是碱。

尽管大部分电阳的金属氧化物都是碱性,只有可溶的碱金属及碱土金属氧化物才可称为碱。

碱是碱金属及碱土金属的碱性盐,但根据辞典,对碱的定义却有相矛盾,包括:

相关

  • 抗精神病药抗精神病药(英语:antipsychotic),是抗精神失常药的一种。可在不影响意识清醒的条件下,控制兴奋、躁动、幻觉及妄想等症状。因常主要用于精神分裂症,故也称精神分裂症药。抗精神病
  • AAA干电池(Dry cell)的定义是以糊状电解液来产生直流电的化学电池(湿电池则为使用液态电解液的化学电池),大致上分为一次电池及蓄电池两种,是日常生活之中为普遍使用,以及轻便的电池。
  • 摄影滤光镜摄影滤光镜,简称滤光镜、滤色镜或滤镜(Filter),是摄影时放在照相机镜头前端的一种玻璃或塑料镜片,能够对光的不同波段进行选择性吸收,从而对摄影作品产生特殊的效果。种类很多,常见
  • 奎斯特崖坐标:82°36′S 155°10′E / 82.600°S 155.167°E / -82.600; 155.167奎斯特崖(英语:Quest Cliffs)是南极洲的山崖,位于奥次地,属于地质学家岭的一部分,由新西兰探险队命名,该山崖
  • 东北黑蜂东北黑蜂或称远东黑蜂,属于西方蜜蜂的一个亚种。因其优良的越冬、抗瓦螨能力而受到关注。俄罗斯移民至远东地区,也带来了西方蜜蜂多个亚种至当地饲养。远东地区冬季长且寒冷,又
  • 医院站 (蒙特雷地铁)医院站(西班牙语:Estación Hospital)是蒙特雷地铁1号线的地铁车站,邻近新莱昂自治大学医学院与其附设医院。该站为一高架车站,于1991年1号线通车时启用。
  • 迪波峰坐标:69°2′S 64°36′E / 69.033°S 64.600°E / -69.033; 64.600迪波峰(英语:Depot Peak)是南极洲的冰原岛峰,位于麦克罗伯特森地,处于斯蒂尼尔冰原岛峰以北70公里,由澳大利亚探
  • 异世界 (日本作品类型)异世界(日语:異世界/いせかい )是日本轻小说、漫画、动画、电子游戏的一种类型,有关作品以生活在地球上的凡夫俗子突然转移或转生到另一个世界(比如奇幻世界、平行世界、虚拟世界)的展开为特点;而穿越者们亦必须在穿越后适应或改变那个全新的世界。把人从“真实世界”带入奇幻世界的剧情展开,能让观众跟着主角的脚步去学习奇幻世界的各种事物。异世界题材的作品往往能归类在奇幻、科学幻想、意外旅行、传送门幻想等作品类型底下。尽管“异世界”一词通常用于形容日本的虚构作品,但其亦可用于形容其他国家的作品。不少作品会把主角描绘成对
  • 无言之歌《无言之歌:木刻版画本》(英语:)是一部由美国艺术家林德·沃德(英语:Lynd Ward)(1905-1985年)于1936年创作的无字小说。该作品以21幅木刻画(英语:Wood engraving)所制成,是沃德创作的六部无字小说中的第五部(亦为篇幅最短的)作品,于创作最后一部(亦为篇幅最长的)作品《眩晕(英语:Vertigo (wordless novel))》(1937年)期间完成。故事讲述一个准妈妈将孩子带到一个受法西斯主义威胁下的世界时之焦虑—当时,沃德和作家梅·麦克尼尔(英语:May McNe
  • 拉布拉多灰狼拉布拉多灰狼(学名:)是一个原产自拉布拉多和魁北克省的灰狼亚种。它的颜色被描述为从深灰色到几乎白色,与纽芬兰狼的血缘相近。拉布拉多灰狼在分类学权威参考书世界哺乳动物物种(英语:Mammal Species of the World) (2005年)中被认为是狼的亚种。拉布拉多灰狼是中型狼,成年狼的平均体重从60磅到70磅(约27到32公斤)。拉布拉多狼有灰狼的许多特征。例如,它们有又长又浓密的尾巴、直立的尖耳朵和灰色的毛皮。但与灰狼不同的是拉布拉多狼的毛通常是白色或非常浅灰色,而不是深斑驳的灰色。雌性拉布