Base (chimie)
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Une base est un produit qui, mélangé à un acide, donne un sel. C'est un produit caustique, qui peut provoquer des brûlures. Les bases les plus connues sont la chaux vive et l'ammoniac. Il existe plusieurs définitions des bases.
[modifier] Définitions des bases
On distingue principalement deux définitions données en 1923 : la définition de Brönsted et Lowry, et la définition de Lewis.
Par la définition de Joannes Bronsted et Thomas Lowry, une base est un composé chimique qui tend à capturer un proton d'une entité complémentaire, l'acide. Les réactions qui vont avoir lieu entre un acide et une base sont nommées : réaction acido-basique, ou réactions acide-base. Une telle base est appelée base de Brönsted.
Par la définition de Lewis, une base est une espèce qui peut, au cours d'une réaction, partager une paire d'électrons (un doublet). C'est donc une espèce nucléophile, qui possède un doublet électronique non liant dans sa structure.
[modifier] Base dans l'eau
En milieu aqueux, on utilise habituellement la définition de Brönsted-Lowry. Une base peut être représentés par la formule générique B.
Lorsque la base B est mise en présence d'eau, la réaction suivante a lieu :
- B + H2O ↔ BH+ + OH- (1)
On établit une distinction entre les bases faibles et les bases fortes. Ces dernières sont caractérisées par le fait que lorsqu'elles sont placées dans l'eau, l'entité B n'existe plus en solution car la réaction de dissociation est totale :
- B + H2O → BH+ + OH- (2)
Dans le cas d'une base faible, BH+ est alors un acide faible, en effet
- BH+ + H2O ↔ B + H3O+ (3)
BH+ est bien capable de céder un proton. On a en fait un couple base faible/acide faible conjugué B/BH+. En conséquence, la constante d'acidité Ka est uniquement définie dans le cas des bases faibles et vaut alors:
- Ka = [B][H3O+]/[BH+] (4)
Ka est en fait la constante d'équilibre de la réaction de dissociation (3).
Parmi les plus fortes bases, on retrouve la soude NaOH, l'ammoniac NH3 et la chaux (chaux vive CaO ou chaux éteinte Ca(OH)2).
Dans l'eau, la basicité est mesurée à l'aide de l'échelle des pH, comme l'acidité (les deux notions étant complémentaires. Notons que l'eau elle-même est un acide faible et une base faible en même temps.
[modifier] Base en géologie
En géologie, on utilise plutôt la définition de Lux-Flood : une base est une espèce pouvant céder un ion oxyde O2-. Par exemple, l'oxyde de calcium CaO est une base, car dans la réaction :
- CaO + H2O → Ca(OH)2
le CaO cède son ion oxyde
- CaO → Ca2+ + O2-
qui lui est capturé par l'eau O2- + H2O → 2OH-. D'une manière synthétique, on dit qu'une roche est basique si elle est pauvre en silice SiO2 (la silice étant acide). Cela a une grande importance dans le comportement des magmas (notamment dans les volcans), et aussi lorsqu'il faut dissoudre la roche pour l'analyser (dissolution dans de l'acide pour l'ICP, ou bien dans un verre pour l'analyse en spectrométrie de fluorescence X).
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