Bazơ
Một định nghĩa phổ biến của bazơ (còn được viết là base) theo Svante Arrhenius là một
hợp chất hóa học hoặc là cung cấp các ion hiđrôxít hoặc là hấp thụ các ion hiđrô khi hòa
tan trong nước. Các bazơ và các axít được nói đến như là các chất ngược nhau vì hiệu
ứng của axít là tăng nồng độ ion hydroni (H3O+) trong nước, còn bazơ thì làm giảm nồng
độ của ion này. Các bazơ theo Arrhenius là những chất hòa tan trong nước và có pH lớn
hơn 7 khi ở trong dung dịch.
Còn có nhiều định nghĩa khác về axít-bazơ có tính tổng quát hóa và tân tiến hơn.
Các bazơ thông dụng
• Bột nhẹ (bicacbonat natri), còn von gọi là bột nổi, tức NaHCO3.
• Cacbonat natri Na2CO3.
• Amoniac (NH3) và các amin .
• Pyridin và các bazơ vòng thơm khác.
• Các hiđrôxít kim loại như hiđrôxít natri (NaOH) hay hiđrôxít kali (KOH).
• Nhiều ôxít kim loại tạo ra hiđrôxít bazơ với nước (anhiđrít).
Bazơ và độ pH
Độ pH của nước (không nguyên chất) được đo bởi độ axít của nó. Trong nước nguyên
chất, khoảng 1/10 000 000 các phân tử phân ly thành các ion hiđrô (H+) hay hiđrôni
(H3O+) và các ion hiđrôxít (OH−), tuân theo phương trình sau:
Chính xác hơn thì là:
Nồng độ (tính theo mol/lít) của các ion được biểu diễn như là [H+] và [OH−]; tích của
chúng là hằng số điện li của nước và có giá trị 10−14 mol2l−2. Độ pH được định nghĩa như
là −log [H+]; vì thế nước nguyên chất có pH bằng 7. (Các giá trị này đúng ở nhiệt độ
23 °C và sai khác một chút ở các nhiệt độ khác.)
Bazơ nhận (loại bỏ) các ion hiđrôni (H3O+) từ dung dịch, hoặc là cung cấp các ion
hiđrôxít (OH−) cho dung dịch. Cả hai hoạt động này đều làm giảm nồng độ của các ion
hiđrô, và vì thế làm tăng pH. Ngược lại, một axít cung cấp thêm các ion H+ cho dung dịch
hay nhận các ion OH−, vì thế làm giảm pH.
Độ pH của dung dịch có thể tính toán được. Ví dụ, nếu 1 mol của hiđrôxít natri (40 g)
được hòa tan trong 1 lít nước, nồng độ của các ion hiđrôxít là [OH−] = 1 mol/l. Vì vậy
[H+] = 10−14 mol/l, và pH = −log 10−14 = 14.
Trung hòa axít
Khi hòa tan trong nước, NaOH phân ly thành các ion hiđrôxít và natri:
tương tự, axít clohiđríc (HCl) tạo ra các ion hiđrôni và clorua:
Khi hai dung dịch này được trộn với nhau, các ion H+ và OH− tổ hợp với nhau tạo ra các
phân tử nước:
Nếu các lượng bằng nhau của NaOH và HCl (đo theo mol, không phải tính theo gam)
được hòa tan cùng nhau, bazơ và axít trung hòa nhau một cách chính xác, giải phóng ra
NaCl (muối ăn) trong dung dịch.
Tính kiềm của các phi-hiđrôxít
Cả cacbonat natri và amoniac đều là các bazơ, mặc dù không có chất nào chứa nhóm
OH−. Có điều này bởi vì cả hai hợp chất đều nhận các ion H+ khi hòa tan trong nước:
Kim loại kiềm
Các kim loại kiềm là một dãy các nguyên tố trong nhóm 1 của bảng tuần
hoàn các nguyên tố, ngoại trừ hiđrô. Đó là liti, natri, kali, rubiđi, xêzi và
franxi. Chúng là các nguyên tố hoạt động mạnh và ít khi tìm thấy ở dạng đơn
chất trong tự nhiên.
Các kim loại kiềm là các kim loại có màu trắng bạc, mềm, có khối lượng
riêng thấp, có phản ứng tức thời với các nguyên tố thuộc nhóm halôgen để
tạo thành các muối điện ly và với nước để tạo thành các hiđrôxít kiềm rất
mạnh về phương diện hóa học tức các bazơ (hay ba dơ). Các nguyên tố này
chỉ có một êlectron ở lớp ngoài cùng, vì thế trạng thái năng lượng ưa thích
của chúng là dễ mất đi một êlectron để tạo thành ion có điện tích dương 1.
Hiđrô, có một êlectron đơn độc, đôi khi được xếp vào đầu nhóm 1, nhưng nó
không phải là một kim loại kiềm; nó tồn tại trong tự nhiên dưới dạng khí nhị
nguyên tử (phân tử). Để loại bỏ êlectron duy nhất của nó đòi hỏi tương đối
nhiều năng lượng hơn việc loại bỏ êlectron ngoài cùng của các kim loại kiềm. Giống như
Nhóm 1
Chu kỳ
23
Li
311
Na
419
K
537
Rb
655
Cs
787
Fr
các halôgen, chỉ một êlectron bổ sung là đủ để điền đầy lớp ngoài cùng của nguyên tử
hiđrô, vì thế hiđrô có thể trong một vài điều kiện môi trường có những tính chất của một
halôgen, tạo thành ion âm hiđrua. Hợp chất của hiđrô với các kim loại kiềm và một số
kim loại chuyển tiếp cũng đã được tạo ra.
Dưới áp suất cực lớn, chẳng hạn như ở lõi của Mộc Tinh, hiđrô có tính kim loại và có các
tính chất giống như kim loại kiềm, xem thêm hiđrô kim loại.
[ẩn] Hộp này: xem • thảo luận • sửa Các kim loại kiềm
Liti
Li
Số
nguyên
tử: 3
Nguyên
tử lượng:
6,941
Điểm
nóng
chảy:
453,69
Điểm sôi:
1.615
Độ âm
điện: 0,98
|
Natri
Na
Số
nguyên
tử: 11
Nguyên
tử lượng:
22,990
Điểm
nóng
chảy:
370,87
Điểm sôi:
1.156
Độ âm
điện: 0,93
|
Kali
K
Số
nguyên
tử: 19
Nguyên
tử lượng:
39,098
Điểm
nóng
chảy:
336,53
Điểm sôi:
1.032
Độ âm
điện: 0,82
|
Rubidi
Rb
Số
nguyên
tử: 37
Nguyên
tử lượng:
85,468
Điểm
nóng
chảy:
312,46
Điểm sôi:
961
Độ âm
điện: 0,82
|
Xêzi
Cs
Số nguyên
tử: 55
Nguyên tử
lượng:
132,905
Điểm
nóng
chảy:
301,59
Điểm sôi:
944
Độ âm
điện: 0,79
|
Franxi
Fr
Số
nguyên
tử: 87
Nguyên
tử lượng:
(223)
Điểm
nóng
chảy:
295?
Điểm sôi:
950?
Độ âm
điện: 0,7