สารอัลคาไลน์คืออะไร?

อัลคาไลน์เป็นคำที่คุณไม่ค่อยได้เห็นบ่อยนัก ท้ายที่สุดแล้ว กรดสามารถอธิบายได้อย่างเป็นธรรมว่า กรด โดยไม่ทำให้ใครสับสน แต่เรียกฐาน ขั้นพื้นฐานแม้ว่าความจริงจะไม่มีประโยชน์เท่าที่ควร เนื่องจาก "พื้นฐาน" มีคำพ้องความหมายมากมาย คำว่า "อัลคาไลน์" มีความหมายเหมือนกันในวิชาเคมีกับคำว่า "เบสิก" ซึ่งหมายถึง "มีค่า pH มากกว่า 7" แต่เบสบางตัวไม่ได้มาจากกลุ่มสารเคมีที่เรียกว่าอัลคาไล

หากคุณเคยใช้กระดาษลิตมัสและทดสอบสารที่ทำให้กระดาษเปลี่ยนจากสีแดงเป็นสีน้ำเงิน แสดงว่าคุณจุ่มกระดาษลงในสารละลายอัลคาไลน์ แต่อะไรทำให้สารละลายเป็นด่าง นอกเหนือจากค่า pH ของมัน? นั่นคือปัจจัยของอะตอมหรือโมเลกุลใดบ้างที่รองรับผลการทดสอบค่า pH

มีคำจำกัดความที่เป็นทางการมากมายสำหรับกรดและเบส แต่โดยทั่วไป กรดคือสารที่สามารถ บริจาคโปรตอนหรือไฮโดรเจนไอออน (H+) ในสารละลายที่เป็นน้ำ ในขณะที่เบสเป็นสารที่สามารถรับ โปรตอน.

เบสสามารถบริจาคไฮดรอกไซด์ไอออน (–OH) ในสารละลายได้เช่นเดียวกัน เหตุผลที่อิออนเหล่านี้มีความสำคัญใน เคมีกรดเบสbase คือน้ำประกอบด้วย H₂โมเลกุล O ซึ่งสามารถจัดหาไอออนใด ๆ ที่แยกตัวออกจากกัน (H⁺ และ OH^–) ตามความจำเป็นในการแก้ปัญหา

• ในขณะที่คำว่า "อัลคาไลน์" หมายถึง "พื้นฐาน" "อัลคาไล" และ "เบส" นั้นไม่ตรงกัน อันที่จริง ด่างเป็นหนึ่งในกลุ่มธาตุเฉพาะในตารางธาตุ อย่างที่คุณจะได้เรียนรู้ในไม่ช้า ดังนั้นจงระวังอัลคาไลกับ ความแตกต่างของด่าง

ตัวอย่างของเบสแก่คือโซเดียมไฮดรอกไซด์หรือ NaOH เรียกว่า "แรง" เพราะถูกแตกตัวเป็นไอออนอย่างสมบูรณ์ในน้ำ กล่าวคือ โมเลกุลทั้งหมดในสารประกอบแตกตัวเป็นนา⁺ และ OH^– ไอออน เนื่องจากไม่มีไอออน H+ เข้าสู่สารละลายเพื่อให้สมดุลกับ OH^– ไอออน สารละลายมีค่า pH พื้นฐาน (ด่าง)

ถ้าpK_ข หรือ ค่าคงที่การแยกตัว ของสารอัลคาไลน์มีค่าสูงพอ สารพื้นฐานจะแยกตัวออกเป็น ส่วนประกอบไอออนในสารละลายที่เป็นน้ำ แม้ว่า pH จะเป็นเบสที่แรงอยู่แล้ว (เช่น pH ประมาณ 12 หรือ สูงกว่า) ในทางเทคนิคแล้ว มาตราส่วน pH จะสูงกว่า 14.0 แต่ความเข้มข้นของไฮดรอกไซด์ไอออนในระดับนี้สร้างได้ยากในทางเคมีและแทบไม่มีการสังเกตพบ

มีตัวอย่างของด่างในชีวิตประจำวันค่อนข้างน้อย ตัวอย่างหนึ่งของสารละลายด่างคือชื่อมากหรือน้อย: ยาลดกรด! สารเหล่านี้สามารถทำให้กรดเป็นกลางได้โดยการบริจาคหมู่ไฮดรอกซิลที่รวมกับโปรตอนของกรดเพื่อสร้างน้ำ

นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นใน ท้อง เมื่อคุณทานยาลดกรด (ย่อมาจาก "anti-acid") โปรตอนที่ถูกปลดปล่อยจากกรดไฮโดรคลอริกในกระเพาะอาหารจะถูกทำให้เป็นกลางโดยส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องของสารประกอบที่กินเข้าไป

สารเหล่านี้ไม่ได้นำมาเป็นเม็ดหรือแคปซูลในทุกกรณี แต่เป็นสารละลาย หลังจากที่เม็ดละลายในน้ำ "ฟอง" มาจากคาร์บอนไดออกไซด์ ในทางกลับกัน ได้มาจากไบคาร์บอเนต (HCO3^–) โมเลกุลของยาลดกรด

รายการของด่างที่พบในโลกทุกวันรวมถึง โลหะอัลคาไล ในตารางธาตุรวมกับ –OH เพื่อสร้างไฮดรอกไซด์: ลิเธียม โซเดียม โพแทสเซียม รูบิเดียม และซีเซียม แคลเซียม สตรอนเทียม แบเรียม และแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ถือเป็นด่าง
ไม่กี่แห่งทั่วโลกเป็นผู้ผลิตโซดาแอชหรือด่างธรรมชาติ องค์ประกอบของแร่ธาตุนี้มักจะอยู่ในรูปของโซเดียม เซสควิคาร์บอเนต ซึ่งมีสูตร Na₂CO₃NaHCO₃2H₂โอ. สหรัฐอเมริกาสร้างสารอัลคาไลตามธรรมชาติจำนวนมากในโลก โดยได้มาจากแหล่งแร่ขนาดใหญ่มากใต้พื้นดินในเหมืองทางฝั่งตะวันตกของประเทศและโดยเฉพาะอย่างยิ่งในแคลิฟอร์เนีย