מהו בסיס בכימיה?

באופן מסורתי לבסיסים יש טעם מר בעוד שהחומצות חמוצות, אך בכימיה ההגדרות התפתחו כך שחומרים הם בסיסים או חומצות המשתמשות בתכונותיהם הכימיות. סיווג זה חשוב מכיוון שחומצות ובסיסים יכולים להגיב ליצירת מלחים, והם הבסיס לסוגים רבים אחרים של תגובות כימיות נפוצות. לבסיסים יש תכונות כימיות מסוימות במשותף, ובחירת חומר כימי מתאים יכולה להשפיע על תוצאות התגובה.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

ההגדרה המצומצמת והוותיקה יותר הייתה כי בסיס הוא חומר שמתמוסס במים ומתנתק להידרוקסיד או OH^- יון ויון חיובי. בהגדרה הכללית יותר, בסיס הוא חומר שכאשר הוא מומס במים מגדיל את מספר היונים של הידרוקסיד. הגדרה זו רחבה מספיק כדי לכלול חומרים שבעצמם אין יונים של הידרוקסיד כחלק מהמולקולות שלהם, ותגובות שאינן מתרחשות במים.

כימיקלים היו בסיסים בשל תכונותיהם הניתנות לצפייה. מבחינה זו, בסיסים היו חומרים שטעמם מר, היו חלקלקים והפכו צבע לקמוס מאדום לכחול. כאשר הוספת חומצות לבסיסים, שני החומרים איבדו את מאפייניהם וקיבלת חומר מוצק או מלח. בסיסים קיבלו את שמם מתגובות אלה מכיוון שהם היו הכימיקל "בסיסי" אליו הוספת את החומצות.

סוואנטה ארחניוס הציע הגדרה כללית יותר בשנת 1887. ארניוס חקר יונים בתמיסות מים, ותיאמר כי מלח שולחן או NaCl מומס במים על ידי הפרדה ליוני נתרן חיוביים ויוני כלור שליליים. בהתבסס על תיאוריה זו, הוא חשב שבסיסים הם חומרים המומסים במים כדי לייצר OH שלילי^- יונים ויונים חיוביים. לעומת זאת, חומצות הניבו H חיובי⁺ יונים ויונים שליליים אחרים. תיאוריה זו עובדת היטב עבור כימיקלים נפוצים רבים כגון שתן או NaOH. שפתיים מתמוססת במים ליצירת נתרן חיובי⁺ יונים ו- OH שלילי^- יונים, וזה בסיס חזק.

הגדרת ארניוס אינה מסבירה מדוע חומרים כגון NaCO₃, שאין בהם יון הידרוקסיד שיכול להתמוסס במים, בכל זאת מציגים מאפיינים אופייניים לבסיסים. ההגדרה פועלת גם לתגובות במים מכיוון שהיא מציינת כי בסיסים צריכים להתמוסס במים.

הגדרות ה- Arrhenius נכונות בכך שהן מזהות את יון ההידרוקסיד כמרכיב הפעיל לבסיסים. עבור חומצות, הגדרות Arrhenius מציינות כי חומר החומצה מתמוסס ליצירת מימן H חיובי⁺ היונים, המרכיב הפעיל המתאים לחומצות.

הגדרות אלה עשויות לחול על חומרים מחוץ לפתרונות מים שאין בהם הידרוקסיד או יונים מימן. במקום זאת, בסיסים יכולים להיות חומרים שכאשר הם מומסים במים מגדילים את מספר יוני ההידרוקסיד בתמיסה. חומצות מגדילות באופן דומה את מספר יוני המימן. הגדרה רחבה יותר משלבת בהצלחה את כל החומרים המתנהגים כבסיס בקטגוריה הכללית יותר ומתארת ​​מהם הבסיסים בכימיה.