碱

任何能够接受质子或给出电子对形成键的物质，都称为碱。此外，碱在水溶液中解离时会产生氢氧根离子（OH⁻）。请看下面的化学反应，其中碱解离成其组成离子，其中之一是氢氧根离子；

NaOH (aq) → Na⁺ + OH⁻

Ca (OH)₂ → Ca²⁺ + 2OH⁻

因此，我们可以说碱倾向于捐赠电子、接受质子或在水溶液中产生氢氧根离子。

碱的常见定义

三位科学家提出了三种理论来定义酸和碱。让我们看看他们是如何定义碱的。

• 阿伦尼乌斯理论：根据该理论，一种在水中解离并形成氢氧根离子（OH⁻）的物质是碱。
• 布朗斯特-劳里理论：该理论认为任何接受质子的物质都是碱。
• 刘易斯理论：该理论认为它是一种可以捐赠一对电子的物质。

碱的性质

碱表现出各种特征性性质，其中一些列在下面；

• 溶液中碱的 pH 值大于 7。
• 它们味道苦涩，很少用于食品。
• 它们触感滑腻，像肥皂一样。
• 在水溶液或熔融状态下，碱会解离成离子，因此可以导电。所以，它们的（水）溶液也是电解质。
• 强碱与酸和有机物的反应非常剧烈。
• 碱使石蕊试纸变蓝，使甲基橙变黄。然而，它不会改变溴百里酚蓝的蓝色。
• 它们与金属的反应与酸不同。它们与金属反应生成盐并释放氢气。例如，

Zn + 2 NaOH → Na₂ZnO₂ + H₂

• 它们与酸反应生成盐和水。例如，

KOH + HCl → KCl + H₂O

碱的用途

• 它们存在于大多数清洁剂中，例如氨是许多清洁剂的重要组成部分，而下水道清洁剂含有氢氧化钠。
• 氢氧化钠也用于制造肥皂。
• 氢氧化钙用于墙壁的粉刷。
• 用于治疗胃酸过多的抗酸剂由碱制成，如碳酸氢钠或氢氧化镁。
• 碱性氢氧化铵在实验室中广泛用作试剂。
• 酸性过强的土壤使用熟石灰进行中和。

碱的分类 I 碱的类型

碱根据不同因素分类，如下所述；

1) 根据在溶液和反应性中的解离程度

i) 强碱

这是一种在水中完全解离成离子的碱。此外，它可以从弱酸中除去氢离子。例如，氢氧化钠（NaOH）。

ii) 弱碱

它在水中溶解时不会完全解离成离子。弱碱的水溶液同时含有弱碱及其共轭酸。例如，氨（NH₃）、水（H₂O）和吡啶（C₅H₅N）。

iii) 超强碱

它比强碱更能从弱酸中除去氢离子。它具有弱共轭酸，可以通过将碱金属与其共轭酸混合来制备。此外，它不能存在于水溶液中，因为它作为碱比氢氧根离子更强。例如，氢化钠（NaH）。

iv) 中性碱

它是一种碱，它以这样一种方式与中性酸形成键，即酸和碱共享来自碱的一对电子。

v) 固体碱

顾名思义，它以固体形式活跃。例如，二氧化硅（SiO₂）和附着在氧化铝上的 NaOH。

2) 按酸度分类

i) 一元酸碱

这类碱在水溶液中电离或解离时，每分子产生一个氢氧根离子。例如，NaOH、KOH 等。

ii) 二元酸碱

这些碱在水溶液中电离或解离时会产生两个氢氧根离子。例如，Ca(OH)₂ 和 Mg(OH)₂。

iii) 三元酸碱

这是一种碱，在水中电离时每分子产生三个氢氧根离子。

3) 按浓度分类

i) 浓碱

指在其水溶液中浓度很高的碱。

ii) 稀碱

这是一种在其水溶液中百分比较低的碱。

如何在化学反应中识别碱？

您可以轻松地在化学反应中找出分子或物质是否是碱。您需要计算该物质在反应前后氢原子的数量。如果反应后该物质的氢原子数量多于反应前，那么它就是碱，因为碱倾向于接受氢离子。

下面描述了一些常见的碱；

1. 氢氧化铷

氢氧化铷是一种强碱，也称为水合铷。它由一个铷离子和一个氢氧根离子组成。其化学式为 RbOH。它具有高度腐蚀性，看起来像灰白色固体。

铷溶解在水中时会形成氢氧化铷。它不是天然存在的，因此，它是在实验室中从铷离子合成的，并且有液体形式。它用于科学研究，可能会灼伤皮肤或引起眼睛刺激，因此在处理这种化学品时应采取防护措施。

它很少用于工业方法。然而，它主要用作催化剂和分析试剂。此外，它还用作各种铷晶体的原材料，因此主要用于玻璃和陶瓷行业。

2. 氢氧化锌

它是一种弱碱，看起来像白色粉末。它是一种无机化合物，化学式为 Zn(OH)₂。Zn（OH）₂ 的熔点为 125 摄氏度。

它既天然存在，也可以通过将氢氧化钠添加到锌盐溶液中在实验室合成。在自然界中，它存在于三种矿物中；沃尔芬石、阿舒维特和甜石。

它是一种两性氢氧化物，可以与酸和碱反应。虽然它是一种不溶性氢氧化物，但在与强酸反应时会溶解。

它用作医用绷带中的吸收剂。敷料覆盖有锌化合物，以吸收伤口的血液。它也用于生产杀虫剂和颜料。

氢氧化锌的物理性质

• 它无味。
• 它外观为暗白色。
• 其 pH 值为 8.88，其氧化数或价态为 +2。
• 它不溶于酒精，微溶于水。

如何制备氢氧化锌？

可以通过将氢氧化钠添加到锌盐溶液中来制备，如下面的化学反应所示；

Zn + 2 OH⁻ → Zn(OH)₂

3. 氢氧化钾

氢氧化钾是一种无机化合物，是一种强碱，化学式为 KOH。它有多种名称，如苛性钾、氢氧化钠和草木灰碱。它本质上具有高度腐蚀性，并能与酸快速反应。它与水反应时，当它溶解在水中时，具有高度放热性，如下所示；

KOH → K⁺ (aq) + OH⁻ (aq)

它是一种白色或无色固体，在实验室和日常生活中广泛使用。

4. 氢氧化钙

它也是一种无机化合物，是一种碱。根据其浓度，它可以是强碱或中等强度碱。它也称为二氢氧化钙、熟石灰、苛性石灰、水合石灰、石灰乳。

氢氧化钙的化学式为 Ca(OH)₂。它看起来像白色粉末，可能以无色晶体的形式存在。氢氧化钙的饱和溶液通常称为石灰水。

它相对不溶于水。然而，它在水中的溶解度足以使其溶液呈碱性，如下面的反应所示；

Ca(OH)₂ (s) + Ca2⁺ (aq) + 2 OH⁻ (aq)

它有很多用途，例如用于污水处理、造纸、食品制备和建筑工程。此外，它也用于医疗领域，例如，根管填充物通常含有氢氧化钙。

此外，用于食品中的氢氧化钙通常是安全的。然而，工业级的则不安全，可能导致氢氧化钙中毒，并可能导致严重并发症甚至死亡。

5. 氢氧化锂

氢氧化锂是一种无机化合物，是一种强碱。它以不同的名称为人所知，如水合锂和氢氧化锂。其化学式为 LiOH，它是一种白色结晶固体。它容易与水反应，但在乙醇中溶解度较低。

它广泛用于制造润滑脂。其他用途包括作为镍氢电池和镍镉电池的电解质、用作染料、用作二氧化碳吸收剂，保护人们在潜艇、宇宙飞船等环境中免于窒息。

在陶瓷行业，它用作水反应堆的冷却剂，也用于防止腐蚀。此外，它非常轻便，因此可以与其他金属（如铝、铜等）结合使用，制造轻质合金。

6. 氨

氨是一种弱碱，化学式为 NH₃。它是一种无机化合物，含有一个氮原子与三个氢原子化学键合。它可以是无色液体或气体，并有独特的臭味。

它自然存在于空气、土壤和水中，甚至存在于植物、动物和人类体内。当蛋白质分解成氨基酸和氨时，它在人体内形成。

其主要用途是作为肥料。它是硝酸铵肥料的主要成分。此外，它还有很多用途，例如用于清洁表面、水槽、马桶、瓷砖等的家用清洁产品中；作为空调设备中的制冷剂气体；生产塑料、织物、染料；还用于废水处理。

7. 氢氧化钠

它是一种强碱，化学式为 NaOH。它以不同的名称为人所知，如烧碱、白苛性碱和氢氧化钠。它是一种无味的无机化合物，在室温下以白色晶体形式存在。

氢氧化钠可以吸收空气中的水分和二氧化碳。它本质上是有毒的，所以如果有人长时间接触它，可能会灼伤皮肤、眼睛，并导致暂时性脱发。

它有很多用途，例如用于制皂、下水道清洁、其他化学品的制备、提高溶液的碱度、制造各种药物（如阿司匹林、用于降低胆固醇的药物）以及用于预防血栓形成的抗凝剂。

它也用于燃料电池，作为电池产生电力，并用于水处理，因为它能降低水的酸度并减少水中的重金属。

8. 氢氧化镁

氢氧化镁是一种碱，化学式为 Mg(OH)₂。它也称为氢氧化镁乳。它是一种无机化合物，是抗酸剂的主要成分。它呈现为白色固体，微溶于水。其熔点为 350 摄氏度。

它有很多用途，例如；

• 它是一种良好的热导体。
• 它用作食品添加剂和防火剂。
• 它用于金矿开采和仓库。
• 它也用作显影剂。

如何制备氢氧化镁？

可以通过使镁盐溶液与碱性水反应来形成。该反应引发固体氢氧化镁的形成，这是该反应的产物，如下面的反应所示；

Mg2⁺ + 2 OH⁻ → Mg(OH)₂

大规模生产使用石灰和海水。此外，过量使用氢氧化镁可能对健康产生不利影响。它可能导致腹泻、恶心、胃部不适等。

9. 甲胺

甲胺是一种弱碱。它是一种有机化合物，化学式为 CH₅N。它也称为甲胺、甲基氨、氨基甲烷等。在其纯净形式下，它通常以无色气体的形式存在，然而，它也以水、乙醇等溶液的液体形式存在。

10. 吡啶

吡啶是一种弱碱，化学式为 C₅H₅N，也称为氮杂苯。它是一种无色液体，有鱼腥味。它溶于水且易燃。它通常添加到乙醇中，使其不适合饮用。此外，它还用于染料和制药行业。

它有毒，因此吸入或食用可能导致头痛、喉炎、咳嗽等健康问题。