强碱基和弱碱基

橙子和柠檬等水果中的柠檬酸、罗望子中的酒石酸、苹果中的苹果酸、牛奶和奶制品中的乳酸以及胃液中的盐酸只是自然界中发现的酸和碱的几个例子。还可以找到许多碱，例如石灰水。这些酸中有很多是在我们的日常生活中使用的，比如厨房里的醋或醋酸，洗衣中的硼酸，烹饪中的小苏打，清洁中的苏打水等等。

我们日常生活中不使用的许多酸和碱被用于实验室和工业，例如 HCl、H ₂ SO ₄和 NaOH、KOH 等。当这些酸和碱以适当的数量混合时，中和过程会产生盐和水。

酸：酸来自拉丁语“acidus”或“acere”，表示酸。它们的酸味是最普遍的特征。酸是在其水溶液中产生可电离的水合氢离子 (H ₃ O+) 的化学物质。它把蓝色的石蕊试纸变成红色。

1. 天然酸：天然酸来源于水果和动物产品等天然来源。例如，乳酸、柠檬酸和酒石酸。
2. 矿物酸：矿物酸是由矿物质制成的酸。盐酸(HCl)、硫酸(H ₂ SO ₄ )和硝酸(HNO ₃ )是例子。

基料：基料的苦味和肥皂质地是它们最普遍的两个特征。碱是一种在水中产生羟基离子 (OH ^– ) 的化学物质。碱将红色石蕊试纸的颜色变为蓝色。

1. 强碱：强碱在水中完全电离，产生大量的 OH ^–离子。氢氧化钠 (NaOH)、氢氧化钾 (KOH)、氢氧化锂 (LiOH) 和氢氧化钙 (Ca(OH) ₂ ) 只是其中的几个例子。
2. 弱碱：弱碱在水中部分电离，产生少量的 OH ^–离子。氢氧化镁(Mg(OH) ₂ )和氢氧化铵，例如(NH ₄ OH)。

盐：当酸和碱发生反应以相互中和时，盐会作为离子材料产生。盐由带正电的阳离子和带负电的阴离子组成，它们可以是有机的或无机的。盐的性质是中性的，因为这些离子的浓度很小。

强大的基础

A strong base is a fully ionic substance such as sodium hydroxide or potassium hydroxide. In solution, the molecule can be thought of as being completely broken up into metal ions and hydroxide ions.

溶液中每摩尔氢氧化钠溶解产生一摩尔氢氧根离子。

Na + OH ⇢ Na + OH

一些强碱，如氢氧化钙，不是很溶于水。这没什么区别;任何溶解的物质都会完全电离成钙离子和氢氧根离子。由于其 100% 电离，氢氧化钙仍然被认为是一种强碱。

计算强碱的 pH 值为

pH = – log10 [H ⁺ ]

由于 pH 值是氢离子浓度的量度，因此含有氢氧根离子的溶液如何具有 pH 值？要了解这一点，您必须首先了解水的离子产品。哪里有水，哪里就有平衡。以下是该均衡的简化版本：

H ₂ O (l) ⇌ H ⁺ (aq) + OH

根据 Le Chatelier 原理，添加额外的氢氧根离子（如氢氧化钠）后，平衡仍然存在，但平衡点已向左移动。虽然氢离子比纯水中少得多，但氢离子仍然存在。这些的浓度通过pH来测量。

如何计算强碱的 pH 值的说明：

• 算出氢氧根离子的浓度。
• 使用 Kw 计算氢离子浓度。
• 将氢离子浓度转换为 pH

一些常见的强碱基的例子是：

1. 氢氧化钾 (KOH)
2. 氢氧化钠 (NaOH)
3. 氢氧化钡 (Ba(OH) ₂ )
4. 氢氧化铯 (CsOH)

弱碱基

Weak bases are basic compounds that when dissolved in liquids do not entirely break down into their constituent ions. As a result, when the weak base is dissolved in a solution, some of it dissociates into hydroxide anions and the corresponding conjugate acid, while the rest stays undissociated inside the solution.

弱碱的电离是一种平衡过程，其中未解离的碱的浓度与其组成离子（共轭酸和氢氧根阴离子）在溶液内部实现化学平衡。重要的是要记住弱碱的共轭酸通常总是弱酸。类似地，弱酸的共轭碱将充当弱碱。

当弱碱溶解在水中时，会出现以下类型的平衡：

B + H ₂ O ⇌ BH ⁺ + OH ^–

在这个平衡过程中，碱性分子中的一对孤电子从水分子中吸收一个质子，从而产生一个氢氧根离子。碱基越弱，平衡向左侧的浓度越大。同样，碱基越强，右侧的平衡浓度越高。

一些常见的弱碱基的例子是：

1. 氨（NH ₃ ）：氨溶于水形成的溶液（也称为氨水或氨溶液）中存在铵阳离子（用化学式NH ₄ ⁺表示）和氢氧根阴离子。然而，值得注意的是，只有一小部分溶解的氨分解成这些离子。
2. 三甲胺 (N(CH ₃ ) ₃ )： TMA 代表三甲胺，它是一种弱碱，分子式为 N(CH ₃ ) ₃ 。氨和甲醇可以在催化剂的存在下结合来制造这种化学物质。它也可以通过在一个过程中结合多聚甲醛和氯化铵来制备。
3. 吡啶(C ₅ H ₅ N)：吡啶是一种吡啶类有机分子，分子式为C ₅ H ₅ N。这种化合物是一种具有杂环结构的弱碱。吡啶具有类似于苯的结构，不同之处在于其中一个次甲基被单个氮原子取代。吡啶是在典型温度和压力下存在的无色液体。还值得一提的是，吡啶是一种路易斯碱，这意味着它可以为路易斯酸提供电子对以产生路易斯加合物。

示例问题

问题1：解释为什么硫酸钠水溶液是中性的，而碳酸钠水溶液是碱性的。

回答：

Aqueous sodium sulphate solution is hydrolyzed to create sodium hydroxide and sulphuric acid, both of which are strong bases and acids. As a result, the aqueous solution is pH neutral. When sodium carbonate is dissolved in water, it is partially hydrolyzed, yielding sodium hydroxide and carbonic acid. 

Sodium hydroxide is now a strong base that is fully ionised and produces a significant number of hydroxide ions [OH^– (aq)]. Carbonic acid, on the other hand, is a weak acid that is only minimally ionised and hence produces a modest number of hydrogen ions [H⁺ (aq)]. The combination is basic because it includes more hydroxide ions than hydrogen ions.

问题2：氢氧化钠是不是很强的碱吗？有理由相信吗？

回答：

A strong base is sodium hydroxide, a chemical substance having the formula NaOH. This is due to the fact that when sodium hydroxide is dissolved in water, it almost completely ionises. The basic chemicals that do not totally ionise in water are known as weak bases. An example of a weak base is ammonia. When NH₃ is dissolved in water, it interacts with the water molecules and dissociates into ammonium cation and hydroxide anions. However, some ammonia in the solution stays unionised.

问题3：水是弱碱吗？

回答：

Pure water does, in fact, act as a weak base. In reality, pure water is a weak acid as well as a weak basic. This is because a little amount of water dissociates into protons and hydroxide anions, forming hydronium ions and hydroxide ions with the remaining water molecules.

问题 4：为什么 HCl、HNO ₃等酸在水溶液中具有酸性，而酒精和葡萄糖等分子却没有？

回答：

In aqueous solutions, ionised solutions such as HCl, HNO3, and others become acidic due to the presence of H+ ions. Because alcohol and glucose solutions do not generate any of these ions, they do not have acidic properties.

问题5：水溶液中的酸为什么会导电？

回答：

When acid forms a solution in water, it becomes ionised, and electricity is carried through it as a result of the existence of these ions.

问题6：为什么不在黄铜和铜器皿中保存凝乳和酸味物质？

回答：

Acids in curd and sour things react with copper vessels and brass to generate hazardous chemicals.

问题7：为什么干石蕊试纸在干HCl气体中不变色？

回答：

The acidic quality of dry HCl gas is not transmitted since it does not release H⁺ ions.