Οι βάσεις 🧪
Το καθαρό νερό έχει και τα όξινα διαλύματα έχουν . Αν μετρήσουμε το pH του ασβεστόνερου, ενός καθαριστικού τζαμιών και ενός διαλύματος αποφρακτικού σωληνώσεων, θα διαπιστώσουμε ότι είναι μεγαλύτερο από 7. Τα διαλύματα αυτά περιέχουν ουσίες που στη Χημεία ονομάζονται βάσεις και γι' αυτό χαρακτηρίζονται ως βασικά ή αλκαλικά διαλύματα.
2.1 Ιδιότητες των βάσεων
Τα υδατικά διαλύματα όλων των βάσεων εμφανίζουν ορισμένες κοινές ιδιότητες. Το σύνολο αυτών των κοινών ιδιοτήτων ονομάζεται βασικός χαρακτήρας.
Μπορούμε να διαπιστώσουμε την ύπαρξη βασικού χαρακτήρα με ένα απλό πείραμα: βάζουμε λίγο διάλυμα αμμωνίας ή καθαριστικό τζαμιών σε δοκιμαστικό σωλήνα και σταλάζουμε μερικές σταγόνες από τον δείκτη μπλε της βρωμοθυμόλης. Το χρώμα που αποκτά το διάλυμα φανερώνει την παρουσία βάσης.
Βασικός χαρακτήρας
Τα διαλύματα των βάσεων:
- Έχουν γεύση καυστική.
- Έχουν σαπωνοειδή αφή.
- Μεταβάλλουν το χρώμα των δεικτών.
Απαγορεύεται να δοκιμάζουμε τη γεύση βάσεων που υπάρχουν στο εργαστήριο, όπως υδροξείδιο του νατρίου, αμμωνία και υδροξείδιο του ασβεστίου. Κινδυνεύουμε να πάθουμε σοβαρά εγκαύματα.
Το χρώμα ενός βασικού διαλύματος στο οποίο προστίθεται ένας δείκτης είναι διαφορετικό από το χρώμα ενός όξινου διαλύματος στο οποίο έχει προστεθεί ο ίδιος δείκτης. Για παράδειγμα, ένα αλκαλικό διάλυμα γίνεται μπλε αν προστεθούν σταγόνες του δείκτη μπλε της βρωμοθυμόλης, ενώ ένα όξινο διάλυμα γίνεται κίτρινο.
Η αμμωνία () οφείλει το όνομά της στον Άμμωνα-Ρα, θεό των αρχαίων Αιγυπτίων. Στο ναό του Άμμωνα (Αμμωνείο) χρησιμοποιούσαν ως καύσιμο κοπριά καμήλας. Κατά την καύση παραγόταν μια ουσία που με τον καιρό σχημάτιζε κρυστάλλους στην οροφή του ναού. Επειδή αυτοί οι κρύσταλλοι έμοιαζαν με το μαγειρικό αλάτι, η ουσία ονομάστηκε άλας του Άμμωνα. Από το άλας αυτό μπορεί να παραχθεί αμμωνία.
2.2 Βάσεις κατά Arrhenius
Η ύπαρξη κοινών ιδιοτήτων σε όλα τα διαλύματα των βάσεων ερμηνεύτηκε από τον Arrhenius. Όπως σε όλα τα διαλύματα των οξέων περιέχονται κατιόντα υδρογόνου , έτσι σε όλα τα διαλύματα των βάσεων περιέχονται ανιόντα υδροξειδίου . Σε αυτά ακριβώς τα ανιόντα οφείλονται οι κοινές ιδιότητες των βάσεων.
Έτσι, σύμφωνα με τον Arrhenius:
Βάσεις ονομάζονται οι ενώσεις οι οποίες, όταν διαλύονται στο νερό, δίνουν ανιόντα υδροξειδίου .
Στον πίνακα που ακολουθεί φαίνονται τα ιόντα που δίνουν οι πιο συνηθισμένες βάσεις, όταν διαλύονται στο νερό.
| Όνομα βάσης | Χημικός τύπος | Κατιόντα | Ανιόντα |
|---|---|---|---|
| υδροξείδιο του νατρίου | |||
| υδροξείδιο του καλίου | |||
| υδροξείδιο του ασβεστίου | |||
| υδροξείδιο του βαρίου | |||
| αμμωνία* |
* Η χημική εξίσωση για την αναφέρεται σε όσα μόρια παράγουν ιόντα.
Σε αντίθεση με τα υδροξείδια (NaOH, KOH, Ca(OH)₂, Ba(OH)₂), ο χημικός τύπος της αμμωνίας δεν περιέχει καθόλου το ανιόν υδροξειδίου. Τα ανιόντα παράγονται μόνο όταν η αμμωνία αντιδράσει με το νερό: . Μην τη μπερδεύετε με τις υπόλοιπες βάσεις, που περιέχουν ήδη στη στερεή τους μορφή και απλώς το ελευθερώνουν κατά τη διάλυση.
2.3 Η κλίμακα pH ως μέτρο της βασικότητας
Στο καθαρό νερό, όπως και στα ουδέτερα διαλύματα, ισχύουν οι σχέσεις:
Στα διαλύματα των οξέων ισχύουν οι σχέσεις:
Όταν μια βάση διαλύεται στο νερό, δίνει ανιόντα υδροξειδίου. Αυτά «προστίθενται» στα ανιόντα υδροξειδίου που προέρχονται από το ίδιο το νερό, οπότε είναι προφανές ότι σε κάθε διάλυμα βάσης ισχύει:
Η πρόταση αυτή είναι ισοδύναμη με την επόμενη:
Σε κάθε διάλυμα βάσης (στους 25°C) ισχύει . Πρακτικά η τιμή του pH ενός βασικού διαλύματος είναι μεταξύ του 7 και του 14.
Το pH ενός βασικού διαλύματος μπορεί να προσδιοριστεί κατά προσέγγιση με τη χρήση πεχαμετρικού χαρτιού: ρίχνουμε μερικές σταγόνες του διαλύματος πάνω στο χαρτί και συγκρίνουμε το χρώμα που αποκτά με την έγχρωμη ταινία που υπάρχει στη συσκευασία του, ώστε να εκτιμήσουμε την τιμή του pH.
pH και βιολογικά υγρά
Το αίμα, ο ιδρώτας, τα δάκρυα, το σάλιο, τα ούρα και το γαστρικό υγρό χαρακτηρίζονται βιολογικά υγρά. Στους υγιείς ανθρώπους η τιμή pH των βιολογικών υγρών κυμαίνεται μεταξύ ορισμένων ορίων. Οι τιμές pH μέσα σε αυτά τα όρια χαρακτηρίζονται φυσιολογικές τιμές.
Ο οργανισμός διατηρεί το pH των βιολογικών του υγρών μέσα σε πολύ συγκεκριμένα όρια. Ακόμη και μικρές αποκλίσεις από τις φυσιολογικές τιμές pH μπορούν να δείχνουν πρόβλημα υγείας, γι' αυτό η μέτρηση pH χρησιμοποιείται και ως διαγνωστικό εργαλείο.