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base (chimica)

qualsiasi sostanza capace di cedere elettroni. Il termine base fu usato fin dal periodo alchimistico per indicare genericamente le sostanze in grado di “neutralizzare” gli acidi. Il concetto di base trovava una più razionale definizione nel 1887, con la teoria elettrolitica di Arrhenius. In questa teoria si definiscono base tutti i composti che in soluzione si ionizzano liberando ioni ossidrile OH- (ossidrilioni o ioni idrossido): sono quindi basi l'idrossido di potassio KOH, il quale in soluzione risulta ionizzato in uno ione OH‒ e in uno ione potassio K+, l'idrossido di calcio Ca(OH)₂, il quale è ionizzato in due ioni OH‒ e uno ione calcio Ca2+, ecc. Nella teoria di Arrhenius si suppone che, analogamente agli acidi, le basi in soluzione non siano ionizzate totalmente, ma in misura diversa dall'una all'altra. In altre parole, in una soluzione di idrossido di potassio coesisterebbero molecole KOH non ionizzate accanto ad altre ionizzate negli ioni OH‒ e K+. La maggiore o minore tendenza della base a ionizzarsi fornirebbe la misura della sua “forza”: così, KOH e in genere gli idrossidi dei metalli alcalini e alcalino-terrosi dovrebbero considerarsi basi fortissime o forti perché ionizzati in misura elevata, comunque superiore al 60%; altre basi dovrebbero invece considerarsi deboli o debolissime perché in soluzione solo una modesta percentuale delle loro molecole, spesso inferiore all'1%, si dissocia in ioni. La teoria di Arrhenius consentiva di interpretare logicamente numerosi fatti sperimentali, per esempio la neutralizzazione di un equivalente di un qualsiasi acido forte con uno di una qualsiasi base forte sviluppa una quantità di calore che è praticamente sempre la stessa, indipendentemente dalla natura dell'acido e della base. In effetti, la neutralizzazione di un equivalente di acido cloridrico con uno di idrossido di sodio sviluppa una quantità di calore uguale a quella che si libera per esempio neutralizzando un equivalente di acido bromidrico con uno di idrossido di potassio: secondo la teoria elettrolitica il primo esempio deve interpretarsi nel senso che l'acido cloridrico e l'idrossido di sodio, ambedue elettroliti forti, sono dissociati in ioni in misura praticamente completa: nella neutralizzazione si formano un equivalente di cloruro di sodio, anch'esso completamente ionizzato come tutti i sali, e uno di acqua. La reazione di neutralizzazione

si riduce quindi in pratica a quella

Il catione Na+ e l'anione Cl‒ non subiscono quindi alcuna trasformazione e l'unico processo che in realtà si verifica è quindi l'unione di uno ione OH- con uno ione H+ a formare una molecola H₂O: ma tale processo è identico, qualunque siano l'acido e la base forti, e identica sarà quindi la quantità di calore svolta. I concetti di acido e di base subivano una sostanziale revisione intorno al 1923, prima a opera di Brönsted e poi, più radicale, a opera di Lewis. In effetti, la teoria elettrolitica non appariva capace di interpretare alcuni fenomeni, in particolare il fatto che molte sostanze si comportano come basi, ossia si combinano con gli acidi formando dei sali, anche in condizioni nelle quali esse non possono in alcun modo liberare ioni OH-: così l'ammoniaca anche in assenza di acqua somma gli acidi trasformandoli nei corrispondenti sali di ammonio. Nella definizione di Lewis, la base è una qualunque specie chimica capace di sommare uno ione H+ o un qualunque altro acido di Lewis, fornendo la coppia di elettroni che stabilisce il legame. Una base di Lewis può quindi essere uno ione, come per esempio lo ione OH- che somma lo ione H+ formando una molecola H₂O; ma può anche essere una molecola elettricamente neutra, come quella NH₃ che somma lo ione H+ trasformandosi nel catione ammonio NH4+: in un caso e nell'altro, la coppia di elettroni che va a costituire il legame tra lo ione H+ e lo ione OH- o la molecola NH₃ viene fornita dalla base. La teoria di Lewis fornisce quindi un'interpretazione del concetto di base più generale e indipendente dai fenomeni di dissociazione elettrolitica: la teoria elettrolitica di Arrhenius prima esposta vi rientra come caso particolare, essendo lo ione OH- una delle tante possibili basi considerate dalla teoria di Lewis.