Base
En química, una base es una sustancia que libera iones hidróxido en agua o acepta iones hidrógeno, se siente resbaladiza, vuelve azul el papel tornasol rojo, y tiene un pH por encima de 7.
Definition
Una base es una sustancia que produce iones hidróxido ($OH^-$) al disolverse en agua o acepta iones hidrógeno de un ácido, sabe amarga, se siente resbaladiza, vuelve azul el papel tornasol rojo, reacciona con ácidos para formar agua y una sal, y tiene un pH por encima de $7$; las bases fuertes como el hidróxido de sodio se disocian por completo mientras que las bases débiles como el amoniaco reaccionan solo en parte con el agua. En el sentido de Bronsted-Lowry una base es cualquier aceptor de protones, y en el sentido de Lewis es cualquier donador de par de electrones, con la fuerza de la base medida por $K_b$ para $B + H_2O \rightleftharpoons BH^+ + OH^-$; para cualquier par ácido-base conjugado $K_a \times K_b = K_w = 1.0 \times 10^{-14}$ a $25^\circ\text{C}$, así que un ácido fuerte deja atrás una base conjugada insignificante mientras que la base conjugada de un ácido débil puede ser moderadamente fuerte, y las aminas actúan como bases porque el par solitario del nitrógeno acepta un protón.
Example
El jabón, el bicarbonato de sodio, y el limpiador de amoniaco son todas bases, y las pastillas antiácidas son bases que calman un malestar estomacal neutralizando el exceso de ácido; el hidróxido de sodio se disocia como $NaOH \rightarrow Na^+ + OH^-$ y una disolución $0.1\text{ M}$ alcanza pH $13$, mientras que la disolución de bicarbonato de sodio se ubica alrededor de pH $8.3$, el amoniaco doméstico cerca de $11$, y el blanqueador alrededor de $12.5$. El amoniaco tiene $K_b = 1.8 \times 10^{-5}$, así que una disolución $0.10\text{ M}$ tiene $[OH^-] \approx 1.3 \times 10^{-3}\text{ M}$, un pOH de $2.9$, y un pH de $11.1$, y su ácido conjugado $NH_4^+$ tiene $K_a = K_w/K_b = 5.6 \times 10^{-10}$, razón por la cual las sales de amonio resultan ser ligeramente ácidas.
Key Insight
Las bases se sienten resbaladizas porque reaccionan con los aceites naturales de tu piel para formar un poco de jabón, la misma reacción de saponificación que ha convertido grasa y lejía en jabón durante miles de años, y las bases fuertes como el limpiador de drenajes pueden quemar la piel tan mal como los ácidos fuertes, convirtiéndolas en algunos de los químicos más peligrosos en una casa ordinaria. La definición de Lewis incluso convierte al $BF_3$ en un ácido y al $NH_3$ en una base sin que haya protón ni hidróxido involucrado en absoluto, ya que el orbital vacío del boro simplemente acepta el par solitario del nitrógeno, y la mayor parte de la química de coordinación y la catálisis son química ácido-base exactamente en este sentido más amplio.