5.1 Sterke en zwakke basen

Sterke basen
Basen zijn stoffen die een H⁺ kunnen opnemen. Bij het oplossen van een base in water ontstaan er OH^--ionen. Sterke basen zijn stoffen waarvan alle deeltjes in de stof een H⁺ opnemen bij oplossen. Voorbeelden van sterke basen zijn Na₂O en Na₂S. Oplossen van deze stoffen levert een basische oplossing volgens:

Na₂O + H₂O → 2 Na⁺ + 2 OH^-

Na₂S + H₂O → 2 Na⁺ +  HS^- + OH^-

Zwakke basen
Macro:
Ammoniakoplossing (de korte naam is ammonia) is basisch, de oplossing geleidt stroom. De stroomgeleiding van 1 M ammonia is vergelijkbaar met die van 1 M azijn. Ammoniak heeft formule NH₃, we kennen ook het ammonium-ion: formule NH₄⁺ .

Micro:
Het ammoniakmolecuul heeft nogal wat overeenkomsten met het watermolecuul. Hieronder zie je vier tekeningen van het ammoniak molecuul:

Waterdipolen en ammoniakdipolen kunnen waterstofbruggen vormen. Bijvoorbeeld zoals hiernaast weergegeven:

Als bij het breken van een ammoniak-water deeltje de breuk tussen waterstof en zuurstof optreedt ontstaan er ionen:
NH₄⁺ en OH^-

Ook nu weer kunnen de ionen door watermoleculen worden omringd en afgeschermd. Omdat ammonia veel minder goed geleidt dan natronloog nemen we aan dat maar een klein deel van de NH₃ moleculen door een H⁺ te binden overgegaan in NH₄⁺. Ook hier kan het model waarbij tegelijkertijd ionen ontstaan en weer verdwijnen verklaren dat er voortdurend ionen een constante hoeveelheid ionen aanwezig is.
De reactievergelijking wordt dan

NH₃(aq) + H₂O ⇆ NH₄⁺(aq) + OH^-(aq)

De oplosbare carbonaatzouten en de oplosbare fosfaatzouten geven net als ammoniak oplossingen met een pH groter dan 7.
Als natriumcarbonaat (soda) in water oplost verwacht je ionen:

Na₂CO₃ →2 Na⁺ + CO₃^2-

Deze oplossing heeft een pH> 7. De oplossing moet dus OH^- ionen bevatten. Het carbonaation kan H⁺ binden.

        →
In formules:

             CO₃^2-                               +                 H₂O                       →                                          HCO₃^-                    +                         OH^-

In de oplossing hechten watermoleculen zich aan de negatieve carbonaationen. Bij het loslaten kán de H⁺ aan het carbonaat blijven zitten. Zo ontstaan OH^- ionen en dus een basische oplossing. Uit de minder basische pH van carbonaat-oplossingen (vergeleken met bv natronloog) kun je afleiden dat maar een deel van de carbonaationen is omgezet in waterstofcarbonaat-ionen en OH^--ionen .
We noteren weer een dubbele pijl.
CO₃^2-(aq) + H₂O HCO₃^- + OH^-

Opgeloste fosfaationen zijn door hun grote negatieve lading nog aantrekkelijker voor een H⁺.

PO₄^3- + H₂O ⇆ HPO₄^2- + OH^-

Fosfaationen maken een oplossing behoorlijk basisch. Maar ook hier is maar een deel van de fosfaationen omgezet in monowaterstoffosfaationen en hydroxide ionen.