碱的含义

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引言

碱的定义有很多种，但三种定义中共同的一点是：碱与酸反应生成中性化合物（盐）和水。这一定义由G.-F. Rouelle提出。这种化合物中存在的离子赋予它特征的性质。阿仑尼乌斯提出，氢氧根离子OH⁻的存在导致碱的特征性质。根据布朗斯特-劳里碱理论，碱是一种可以接受质子或氢离子H⁺的物质。而在路易斯碱理论中，碱是可以给出电子对的化合物。

“碱”这个术语是什么意思？

碱是指任何溶于水后具有滑腻感、苦味，并且能使红色石蕊试纸变蓝的物质。它能与酸反应生成中性化合物（盐）和水作为副产物。氢氧化钠和氨是碱的例子。它们是含有两种离子的离子化合物：带正电荷的金属离子和带负电荷的非金属离子。它们通过离子键结合在一起。溶于水时，这种离子键会解离。如果碱性溶液的pH值高于7，则其值会随其强度而变化。

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阿仑尼乌斯碱

碱的第一个定义是由阿仑尼乌斯在1884年提出的。根据这一碱理论，碱是一种离子化合物，溶于水后会解离产生氢氧根离子或OH⁻离子。或者说是能增加溶液中OH⁻离子浓度的物质。这种离子化合物的解离会产生带负电荷的物质（氢氧根离子）和带正电荷的金属离子。例如，氢氧化钠NaOH是一种阿仑尼乌斯碱。其解离反应为：

$$\mathrm{NaOH(aq)\to Na^{+}(aq)+OH^{-}(aq)}$$

氢氧化钙Ca(OH)₂也是一种碱，含有两个氢氧根离子。其解离反应为：

$$\mathrm{Ca(OH)_{2}(aq) \to Ca^{2+}(aq)+2\:OH^{-}(aq)}$$

这些化合物也能与酸反应生成相应的盐。氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水。反应式为：

$$\mathrm{2\:HCl+NaOH\to NaCl+H_{2}O}$$

这种反应称为中和反应，因为它涉及到相应的盐和水的形成，它们相互中和了彼此的性质。

布朗斯特碱

布朗斯特-劳里理论根据氢离子的接受或给予性质来处理酸和碱。因此，布朗斯特碱是一种接受氢离子H⁺的化学物质。而酸是可以给出氢离子的物质。由于它们接受的是带正电荷的离子，所以它们必须至少含有一对孤对电子。因此，根据布朗斯特理论，氨碱可以与酸（例如盐酸HCl）反应，接受来自HCl的质子。反应式为：

这是由于氨分子中存在孤对电子的缘故。其中，盐酸中的质子从HCl转移到氨分子。该反应的产物也是由酸和碱的中和反应生成的盐。从阿仑尼乌斯理论的角度来看，氨不是碱。

路易斯碱

路易斯碱理论是科学家G.N. Lewis在1923年提出的。该理论克服了布朗斯特理论的不足之处，因为它只关注质子的接受和给予。相反，路易斯理论的目标是电子转移。因此，根据这一理论，路易斯碱是可以给出电子对的化合物。因此，该化合物必须至少含有一对孤对电子。而酸是接受碱给出的电子对的物质。甲胺CH₃NH₂（路易斯碱）与盐酸HCl（酸）的中和反应如下所示。

碱的类型

根据氢氧根基团的数量和碱的强度，碱可以分为不同的类型。基于氢氧根基团数量的碱分类是基于阿仑尼乌斯概念的，分为三种类型。下面将详细讨论。

• 一元碱 - 仅含有一个氢氧根基团OH⁻的碱是一元碱。它们只能与一个氢原子结合。例如氢氧化钾KOH。

• 二元碱 -顾名思义，它是一种含有两个氢氧根离子的碱。并且可以与两个氢原子结合。例如氢氧化钙Ca(OH)₂。

• 三元碱 -顾名思义，它含有三个氢氧根基团。并且可以与酸的三个氢原子结合。例如氢氧化铝Al(OH)₃。

基于碱的强度或其产生相应离子的电离度的分类是：

• 强碱 - 可以完全解离成各自离子的碱，或具有高电离度的碱是强碱。这种碱的pH值在13-14之间。氢氧化钠是一种强碱。

• 弱碱 - 电离度低的碱是弱碱。或者它不能解离成各自的离子。这种碱的pH值比强碱低，在7-10范围内。氢氧化铵NH₄OH是一种弱碱。

什么是碱？它们与碱有何不同？

碱是由碱金属或碱土金属形成的离子化合物。它们也是一种可以溶于水的碱。所有的碱都是碱性的，但并非所有的碱都是碱性的。这意味着碱不能溶于水形成溶液。而碱溶于水后会产生pH值大于7的碱性溶液。一些重要的碱有氢氧化钠、氢氧化铝、碳酸锂等。

碱的物理性质

下面讨论碱的一些物理性质。

• 碱具有肥皂性。

• 它们尝起来有苦味。

• 碱可以使红色石蕊试纸变蓝。

• 它们不能用手触摸，因为它们对皮肤有很强的腐蚀性。

• 它们与酸性化合物接触时会形成盐。

碱的例子

所有碱性化合物至少含有一对孤对电子。下面给出一些碱的例子。

• NaOH（氢氧化钠）

• KOH（氢氧化钾）

• LiOH（氢氧化锂）

• Al(OH)₃（氢氧化铝）

• NH₃（氨）

• CsOH（氢氧化铯）

结论

碱是重要的化合物，其pH值大于7，可以与酸性化合物反应生成盐。碱有三种不同的分类：阿仑尼乌斯理论、路易斯理论和布朗斯特理论。这三种理论都提到了碱与酸反应生成相应盐的情况。碱分为一元碱、二元碱和三元碱，这取决于氢氧根基团的数量。还有一种碱的分类是基于碱的解离度。碱是一种溶于水的碱，而碱则不能。所有的碱都是碱性的。碱具有肥皂性和苦味。氢氧化钠、氨等是碱的例子。

常见问题

Q1. 日常生活中碱的例子是什么？

A1. 一些常用的家用碱包括肥皂、泡打粉、牙膏、洗衣粉、漂白剂等。

Q2. 牛奶是碱吗？

A2. 不是，牛奶不是碱。它是一种酸性物质，因为它含有乳酸。牛奶的pH值在6-7之间。

Q3. 碱有什么用途？

A3.

• 碱广泛用于制造肥皂和清洁剂。

• 抗酸剂含有碱。

• 用于碱性电池。

• 排水管和烤箱清洁剂的主要成分。

• 在制药工业中。

Q4. 血是碱性的吗？

A4. 血的pH值为7.35-7.45。任何pH值高于7的化合物都是碱性的。因此，血液是碱性的，也是碱性缓冲液的一个例子。

Q5. 蜂蜜是碱性的吗？

答：蜂蜜是一种酸性化合物，而不是碱性化合物。蜂蜜的pH值很低，可以阻止微生物的生长。