La definizione più restrittiva di una base è la definizione di Arrhenius, che descrive una base come una sostanza che produce ioni idrossido in acqua. Idrossido di sodio, idrossido di calcio e idrossido di potassio sono tutti esempi di basi che soddisfano questa definizione. La forza di una base è spesso misurata in termini di un numero chiamato il Kb.
Equilibrio
Quando la base di Arrhenius si dissolve, sue molecole inizia a reagire con molecole di acqua, prendendo gli ioni di idrogeno per lasciarsi alle spalle gli ioni idrossido. Una molecola di base di Arrhenius che ha accettato un ione di idrogeno è ora un acido coniugato. Allo stesso tempo, tuttavia, gli ioni idrossido avviare reagiscono con le molecole di acido coniugate, prendendo gli ioni di idrogeno da loro. Queste due reazioni sono l'inverso di ogni altro. La soluzione raggiunge rapidamente un equilibrio dove entrambi avanti e indietro reazioni sono in esecuzione allo stesso tasso, quindi il pH non smette di cambiare.
Costante di dissociazione di base
L'equilibrio poteva favorire o reagenti (base e acqua) o prodotti (idrossido e coniugato acido). Più la reazione favorisce i prodotti, il più forti della base. La costante di dissociazione base o Kb è una costante di equilibrio per una base in acqua ad una determinata temperatura. Un Kb più grande significa che la base è più forte perché l'equilibrio che si raggiunge in acqua più fortemente favorisce i prodotti (idrossido e coniugato acido).
Entropia ed entalpia
La reazione tra l'acqua e una base di Arrhenius può rilasciare o assorbire energia. La quantità di energia rilasciato o assorbito viene chiamata l'entalpia di reazione. La reazione può anche cambiare l'entropia del sistema, dove l'entropia è una misura del numero di modi che i componenti del sistema possono essere organizzati per dare allo stesso stato osservato. L'entalpia di reazione meno volte la temperatura l'entropia di reazione ti dà l'energia libera di Gibbs standard di reazione, che è possibile utilizzare per calcolare matematicamente la costante di dissociazione di base. Di conseguenza, più negativo l'energia libera di Gibbs di reazione per l'acqua-Arrhenius base reazione, il più forte della base.
Struttura
Spesso è possibile ottenere un grezzo idea di forza base organica sarà dalla struttura della molecola, senza dover calcolare direttamente la Kb. Più stabile l'acido coniugato, il più forte della base. Molte basi organiche sono molecole che contengono un gruppo amminico (-NH2). La coppia solitaria di elettroni sull'ammina può essere donata ad un ione di idrogeno da una molecola di acqua. Gruppi legati all'atomo di azoto che fungono da donatori di elettroni contribuiscono a stabilizzare la carica positiva che si verifica quando si riprende un protone. Di conseguenza, con una base organica, la natura dei gruppi attaccato all'azoto determinare quanto forte sarà.