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Même si l’idée de bon sens selon laquelle les bases sont des substances amères et glissantes qui virent au bleu tournesol rouge est toujours utile, la chimie moderne s’appuie sur le comportement chimique pour classer les acides et les bases. Connaître le comportement des bases est essentiel, car elles réagissent avec les acides pour produire des sels et de l'eau, un processus qui sous-tend d'innombrables processus industriels et de laboratoire.
Une base est toute substance qui, lorsqu'elle est dissoute dans l'eau, augmente la concentration d'ions hydroxyde (OH⁻). La définition originale d'Arrhenius limitait les bases aux composés qui produisent directement OH⁻, mais la vision plus large englobe tous les composés qui augmentent les niveaux de OH⁻, même s'ils manquent d'hydroxyde dans leur structure.
Avant la révolution scientifique du XIXe siècle, les chimistes identifiaient les bases selon des caractéristiques observables :goût amer, toucher glissant et capacité à bleuir le papier de tournesol rouge. Lorsqu'un acide était ajouté, le produit de neutralisation résultant - généralement un sel - manquait de ces deux propriétés, illustrant la nature complémentaire des acides et des bases.
Svante Arrhenius a élargi la définition en se concentrant sur les ions dans les solutions aqueuses. Il a proposé qu'une base soit une substance qui se dissocie dans l'eau pour produire des ions hydroxyde (OH⁻) et des ions chargés positivement. Les acides, en revanche, ont été définis comme des composés générant des ions hydrogène (H⁺) et des ions négatifs. Ce modèle fonctionne bien pour des exemples courants comme l'hydroxyde de sodium (NaOH), qui se dissout dans Na⁺ et OH⁻ et est classé comme base forte.
Cependant, le cadre d’Arrhenius ne peut pas expliquer le comportement fondamental de composés tels que le carbonate de sodium (Na₂CO₃). Bien que Na₂CO₃ ne contient pas d'hydroxyde dans sa formule moléculaire, il augmente néanmoins la concentration en OH⁻ en solution en réagissant avec l'eau pour former des ions bicarbonate et carbonate, qui à leur tour libèrent de l'hydroxyde. De plus, la définition d'Arrhenius se limite aux environnements aqueux, laissant de côté les réactions base-acide non aqueuses.
Aujourd'hui, les chimistes adoptent un critère plus large :une base est toute substance qui, lorsqu'elle est dissoute dans un solvant (pas nécessairement de l'eau), augmente la concentration d'ions hydroxyde dans cette solution. Les acides sont définis de la même manière, comme des substances qui augmentent la concentration en ions hydrogène. Cette vision inclusive englobe toutes les bases traditionnelles, y compris celles dépourvues de OH⁻ direct dans leur structure, ainsi que les systèmes exotiques tels que les bases de Lewis qui acceptent des protons ou donnent des paires d'électrons.
Comprendre ces définitions est crucial pour prédire les résultats des réactions, concevoir des processus industriels et mener des expériences de laboratoire précises.
Point clé à retenir : Les bases se caractérisent par leur capacité à élever les niveaux d'ions hydroxyde, qu'elles contiennent ou non elles-mêmes de l'hydroxyde, et par leur rôle complémentaire aux acides dans les réactions de neutralisation.