باز چیست؟ خواص شیمیایی و کاربرد انواع باز ها

برای بررسی و تشخیص هویت بازی یک ماده تعاریف بسیاری وجود دارد. ابتدایی ترین نظریه قابل قبول در این رابطه نظریه آرنیوس می باشد. از نظر این شیمیدان به موادی که در ساختار شیمیایی خود (OH) دارند و به واسطه انحلال در آب یون هیدروکسید  آزاد می کنند، باز گفته می شود. توانایی دریافت یون هیدروژن مشخصه دیگری است که در نظریه لوری- برونستد به آن اشاره شده است. البته این نظریه در مورد موادی که از نظر آرنیوس باز شناخته می شوند، توضیح قابل قبولی دارد. در واقع لوری- برونستد در توجیه این امر یون هیدروکسید را ترکیبی معرفی کرده که می تواند یون هیدروژن را در حین واکنشی مناسب دریافت کند.

در ادامه به منظور آشنایی بیشتر با ویژگی ها و مفهوم این نوع مواد مطالب مهمی را بیان خواهیم کرد. پس لطفا تا انتهای این مطلب با ما همراه باشید.

مقایسه ای شیمیایی

معمولا اکثر افراد از تضاد معنایی که بین دو ماده اسید و باز وجود دارد، اطلاع دارند. با این وجود عامه مردم از نظر پیشامدی که در اثر واکنش این دو ماده با یک دیگر اتفاق می افتد، آن ها را تعریف کرده و می شناسند. براساس این توضیح، باز ها موادی می باشند که می توانند غلظت و قدرت یک اسید را کاهش دهند. این تعریف از نظر علمی نیز صحیح می باشد و می توان آن را براساس نظریه لوری- برونستد نیز توجیه کرد. البته حالت عکس این تئوری را نیز می توان عملی کرد. به عبارت دیگر در مواقع نیاز و برای کاهش خواص و غلظت باز ها نیز می توان از مواد اسیدی استفاده کرد. در ادامه با ذکر واکنش هایی شیمیایی دلیل رابطه معکوسی که بین برخی از خواص این دو نوع ماده وجود دارد را توضیح می دهیم.

اسید کلریدریک را به عنوان یک ماده اسیدی در نظر بگیرید. این ماده زمانی که در آب تفکیک و یونیزه می شود، معادله ای مطابق با واکنش زیر خواهد داشت:

HCl + H₂O → H₃O⁺ +

در واقع اسید کلریدریک با انجام این واکنش غلظت یون هیدروژن را در محلول آبی افزایش داده و به این طریق PH محلول را نیز در محدوده اسیدی قرار می دهد. چنانچه به این محلول اسیدی یک نوع باز به عنوان مثال NaOH افزوده شود، غلظت یون هیدروژن تحت تاثیر غلظت یون هیدروکسید  قرار می گیرد. یون هیدروکسید خاصیت بازی داشته و با پذیرش یون های هیدروژن موجود در محلول غلظت آن ها را کاهش می دهد. در اثر این واکنش مولکول های آب تولید شده و PH محلول نیز با توجه به غلظت مواد واکنش دهنده تغییر می کند.

HCl(aq)+NaOH(s)→NaCl(s)+H2​O(l)

تشخیص آسان مواد مختلف با معرف PH

معرف PH که یکی از راه های شناخت اسید یا باز بودن یک ماده می باشد، رابطه معکوسی با غلظت یون هیدروژن دارد.                                                                                                              PH = -  log⁡[H^+ ]

بنابراین در مواقعی که غلظت این یون کم باشد، ماده مورد نظر خاصیت بازی داشته و عدد PH بیشتری را نشان خواهد داد. به طور کلی PH مواد اسیدی بین صفر و شش و PH مواد بازی بین هشت و چهارده و PH= 7 مربوط به مواد خنثی می باشد.

علاوه بر تفاوت معنایی و PH متفاوتی که بین اسید و باز ها وجود دارد، این دو نوع ماده را از لحاظ ویژگی های دیگری نیز می توان با هم مقایسه کرد. از نظر قابلیت انتقال جریان الکتریسیته( الکترولیت و رسانا بودن) و هم چنین ویژگی خورندگی( توانایی سوزاندن و انحلال انواع بافت و سطوح) این دو نوع مواد با یکدیگر شباهت دارند. در واقع انواع قوی و قدرتمند آن ها به صورت مشترک دارای این ویژگی ها می باشند.

اما از لحاظ مزه معمولا مواد اسیدی مزه ای ترش و باز ها مزه ای تلخ دارند. علاوه بر این مواد اسیدی در اثر واکنش با شناساگر تورنسل آبی، رنگی قرمز و در مقابل باز ها در واکنش با تورنسل قرمز، رنگی آبی خواهند داشت. باز ها از لحاظ لمس و تماس با دست نیز حالت لغزنده و صابونی از خود نشان می دهند. به همین دلیل از این طریق نیز می توان آن ها را شناسایی کرد. البته این ویژگی فقط خاص باز ها بوده و مواد اسیدی فاقد آن می باشند.

انواع باز ها

باز ها از لحاظ میزان تفکیک و یونیزه شدن به انواع قوی، ضعیف، ابر باز و... تقسیم بندی می شوند.

باز قوی: ماده ای که می تواند یون هیدروژن را از ساختار یک اسید بسیار ضعیف آزاد کند، یک باز قوی می باشد. واکنش تفکیک این نوع ماده در آب تقریبا به صورت کامل و برگشت ناپذیر اتفاق می افتد. واکنش سدیم هیدروکسید ( NaOH) به عنوان نمونه ای از نوع این ماده در زیر آورده شده است:

NaOH + H₂O → Na⁺ + OH^– + H₂O

باز ضعیف: واکنش تفکیک این نوع از مواد در محلول آبی به صورت تعادلی و برگشت پذیر پیش می رود. در این واکنش هر واکنش دهنده به یک فرآورده مزدوج با خود و با PH متفاوت تبدیل می شود. بنابر این توضیح، می توان باز ضعیف  را طبق واکنش زیر از اسید قوی CH3COOH تهیه کرد:

CH3COOH + H2O  ⇄〖   〖H3O〗^++ CH3CO2〗^-

3) ابر باز ها:

قدرت و عملکرد این نوع از مواد از باز های قوی نیز بهتر می باشد. واکنش تفکیک آن ها در محلول آبی به علت واکنش پذیری بالایی که دارند، معمولا به صورت یک طرفه و کامل پیش می رود. به همین علت نمی توان آن ها را در محلول آبی نگهداری کرد. اغلب این مواد در صورت تفکیک، اسید مزدوج ضعیفی تولید می کنند.

پایانی کاربردی

انواع مختلف باز ها مانند هر ماده دیگر خواص و کاربرد های متنوعی دارند که ما به عنوان حسن ختام این مطلب به تعدادی از آن ها اشاره خواهیم کرد.

سدیم فلوراید: ماده ای معدنی با فرمول شیمیاییNaF و با فرم جامد و سفید رنگ است. از خاصیت بازی آن در خمیر دندان ها به منظور مراقبت از مینای دندان ها در برابر اثرات تخریبی اسید ها استفاده می شود. علاوه بر این سدیم فلوراید از پوسیدگی دندان ها که معمولا توسط باکتری ها اتفاق می افتد، جلوگیری می کند.

سدیم هیدروکسید ( NaOH) : جامدی کریستالی و بدون بو، بسیار خورنده و جاذب رطوبت هوا می باشد. اثرات پاک کنندگی آن را در انواع محصولات شوینده ( صابون ها، شامپو ها، وایتکس و...) می توان مشاهده کرد. علاوه بر این از سدیم هیدروکسید در موارد دیگری نظیر صنعت کاغذ سازی، دارو سازی،  فرایند های تصفیه آب و... نیز استفاده می شود.

کلسیم هیدروکسید : این ماده با نام آهک هیدراته نیز شناخته می شود. از آن به عنوان یک باز قوی برای کنترل PH خاک و هم چنین به منظور تصفیه آب فاضلاب نیز استفاده می شود. این نوع ماده در دندانپزشکی و برای تولید سیمان های ساختمانی نیز به کار می رود.

سدیم بیکربنات : یک نوع باز ضعیف و پر کاربرد در آشپزی، سدیم بیکربنات یا جوش شیرین است که اغلب از آن برای پخت انواع کیک و نان استفاده می شود.