मजबूत आधार क्या होते हैं?

मजबूत आधार रासायनिक यौगिकों का एक बहुत ही सामान्य वर्ग है जो उद्योग और घर दोनों में बहुत उपयोगी है। इसका महत्व बड़ी संख्या में महत्वपूर्ण और स्पष्ट रूप से भिन्न रासायनिक प्रतिक्रियाओं में निहित है जिन्हें एसिड-बेस प्रतिक्रियाओं के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। इसके अलावा, वे बड़ी संख्या में प्रतिक्रियाओं के कारण भी महत्वपूर्ण हैं जिनकी प्रतिक्रिया तंत्र प्रक्रिया में किसी स्तर पर शुरू होती है या शामिल होती है, एक एसिड-बेस प्रतिक्रिया जिसमें काफी कमजोर एसिड के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए आधार मजबूत होना चाहिए।

आगे बढ़ते हुए, हम चर्चा करेंगे कि नींव क्या होती है और नींव को क्या मजबूत बनाता है। इसके अलावा, हम अधिक सामान्य मजबूत आधारों के उदाहरणों के साथ-साथ सुपर बेस नामक मजबूत आधारों की श्रेणी भी देखेंगे।

मूल अवधारणा

रसायन विज्ञान में अम्ल-क्षार प्रतिक्रियाओं के बारे में तीन सिद्धांत हैं , जिनमें से प्रत्येक एक अलग तरीके से आधारों को परिभाषित करता है:

• अरहेनियस एसिड-बेस सिद्धांत
• ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल-क्षार सिद्धांत
• लुईस एसिड-बेस सिद्धांत

अरहेनियस आधार

सबसे पुराना सिद्धांत अरहेनियस का है, जिसके अनुसार एक आधार कोई भी पदार्थ है जो जलीय घोल में विघटित होने पर हाइड्रॉक्साइड आयनों को छोड़ने में सक्षम होता है। इस अर्थ में, अरहेनियस आधारों की अवधारणा का तात्पर्य है कि केवल आधार विभिन्न धातुओं और उपधातुओं के आयनिक हाइड्रॉक्साइड हैं, जो निम्न समीकरण के अनुसार पानी में अलग हो जाते हैं:

जहाँ X धातु के धनायन की वैलेंस का प्रतिनिधित्व करता है। यद्यपि उपरोक्त प्रतिक्रिया के अनुरूप सभी रसायन वास्तव में आधार हैं, लेकिन आधारों की तरह व्यवहार करने वाले सभी पदार्थों में उनकी संरचना के हिस्से के रूप में हाइड्रॉक्साइड आयन नहीं होते हैं। इसलिए, अरहेनियस ठिकानों की अवधारणा अधूरी है।

ब्रोंस्टेड-लोरी बेस

ब्रोंस्टेड और लोरी ने एक एसिड-बेस सिद्धांत विकसित किया जो एसिड-बेस प्रतिक्रियाओं को देखने के तरीके को बदलता है और विस्तार से, हम एसिड और बेस को कैसे देखते हैं। इन लेखकों के अनुसार, अम्ल और क्षार को अलग-अलग अलग नहीं किया जा सकता है, जिससे हाइड्रॉक्साइड आयन या प्रोटॉन उत्पन्न होते हैं, जैसा कि अरहेनियस द्वारा इंगित किया गया है। इसके विपरीत, किसी पदार्थ को क्षार के रूप में कार्य करने के लिए, उसे आवश्यक रूप से एक अम्ल के साथ प्रतिक्रिया करनी चाहिए, यही कारण है कि उन्हें अम्ल-क्षार प्रतिक्रिया कहा जाता है।

^{ब्रोंस्टेड और लोरी का विचार एक अम्ल को एक प्रोटॉन (H +} आयन) देने में सक्षम पदार्थ के रूप में और एक प्रोटॉन को स्वीकार करने में सक्षम पदार्थ के रूप में एक आधार के रूप में परिभाषित करना था। इस तरह, आधारों को अब सीधे हाइड्रॉक्साइड आयनों को छोड़ने के लिए मजबूर नहीं किया जाता है, लेकिन निम्नलिखित समीकरण के अनुसार पानी से एक प्रोटॉन को हटाकर एक जलीय घोल में उत्पन्न कर सकते हैं:

इस अवधारणा में पारंपरिक अरहेनियस बेस शामिल हैं, क्योंकि अरहेनियस बेस से हाइड्रॉक्साइड आयन अन्य हाइड्रॉक्साइड आयन उत्पन्न करने के लिए पानी से एक प्रोटॉन निकाल सकते हैं। इसमें अमोनिया जैसे अन्य पदार्थ भी शामिल हैं, जो अपनी संरचना ^में OH आयन न होने के बावजूद , ऊपर दिखाए गए प्रतिक्रिया के माध्यम से इन आयनों को जलीय घोल में उत्पन्न कर सकते हैं।

लुईस आधार

अंत में, लुईस ने रासायनिक बंधन का एक सिद्धांत विकसित किया जो न केवल ब्रोंस्टेड और लोरी द्वारा प्रस्तुत अम्ल-क्षार प्रतिक्रियाओं की अवधारणा से सहमत है, बल्कि उनकी व्याख्या भी करता है। लुईस के अनुसार, क्षार वे पदार्थ होते हैं जो इलेक्ट्रॉनों से भरपूर होते हैं और जिनमें कम से कम एक जोड़ी मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं जिन्हें एक समन्वय या मूल सहसंयोजक बंधन बनाने के लिए एक एसिड को दान किया जा सकता है। दूसरी ओर, एक लुईस एसिड वह पदार्थ है जिसमें इलेक्ट्रॉनों की कमी होती है जो आधार से इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी को स्वीकार करने में सक्षम होता है।

लुईस की एसिड और बेस की अवधारणा सबसे व्यापक और सबसे सटीक है, क्योंकि जलीय चरण में एसिड-बेस प्रतिक्रियाओं पर लागू होने के अलावा (जहां अम्लता और मूलता ने अपना पहला अनुप्रयोग पाया)। यह हमें अन्य मीडिया और विभिन्न सॉल्वैंट्स में एसिड और बेस के व्यवहार को समझने की भी अनुमति देता है।

सटीक रूप से इस तथ्य के लिए धन्यवाद, आधारों की तुलना में बहुत मजबूत आधारों के एक परिवार को चिह्नित करना और परिभाषित करना संभव है, जिसे हम आम तौर पर मजबूत आधार मानते हैं, और इसलिए, जिन्हें सुपरबेस कहा जाता है।

मजबूत आधार क्या होते हैं?

एक मजबूत आधार एक अरहेनियस आधार है जो जलीय घोल में पूरी तरह से अलग हो जाता है। दूसरे शब्दों में, मजबूत क्षार वे हाइड्रॉक्साइड होते हैं जो मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स होते हैं, और जो पानी में घुलने पर पूरी तरह से आयनित हो जाते हैं, इस प्रकार हाइड्रॉक्साइड आयनों ( ^OH- ) की अधिकतम संभव मात्रा और उनके संबंधित धातु धनायन का उत्पादन करते हैं।

हम एक मजबूत आधार के आयनीकरण को एक पृथक्करण प्रतिक्रिया के रूप में देख सकते हैं जो केवल एक दिशा में होता है, जिससे सभी घुलने वाले आधार जलीय अवस्था में आयनों के रूप में गुजरते हैं:

यह मजबूत आधारों को कमजोर आधारों से अलग करता है, जो या तो थोड़े घुलनशील ठोस होते हैं जो जल्दी से संतृप्त होते हैं, निम्नलिखित की तरह घुलनशीलता संतुलन स्थापित करते हैं:

या वे यौगिक होते हैं, जो घुलने पर, अणुओं का केवल एक हिस्सा अलग हो जाता है, एक सजातीय संतुलन की स्थापना के कारण जैसे निम्न में से एक:

मजबूत आधार अवधारणा मुख्य रूप से जलीय घोल में आधारों के व्यवहार पर लागू होती है, और आमतौर पर केवल कुछ अरहेनियस आधारों तक ही सीमित होती है।

कारक जो निर्धारित करते हैं कि कोई आधार मजबूत या कमजोर है

किसी पदार्थ का मूल चरित्र कई कारकों द्वारा निर्धारित किया जाता है। आरंभ करने के लिए, हाइड्रॉक्साइड्स के मामले में, मूलता सीधे उनकी घुलनशीलता से संबंधित होती है, जो बदले में, उन्हें बनाने वाले आयनों पर निर्भर करती है। हाइड्रॉक्साइड धनायन की इलेक्ट्रोनगेटिविटी जितनी कम होती है, हाइड्रॉक्साइड समूह के साथ इसके बंधन का आयनिक चरित्र उतना ही अधिक होता है, जो इसके आयनीकरण की सुविधा देता है।

यह ध्यान में रखते हुए कि इलेक्ट्रोनगेटिविटी एक आवधिक संपत्ति है जो एक अवधि में बाईं ओर घट जाती है और एक समूह में नीचे जाती है, धातु हाइड्रॉक्साइड की मूलभूतता की तुलना करते समय, धातु के बाईं ओर और नीचे, अधिक बुनियादी हाइड्रॉक्साइड होगा।

क्षारों के मामले में जो पानी में विघटित (आणविक घुलनशीलता) के बिना भंग किए जा सकते हैं, मूल आधार की स्थिरता की तुलना में इसके संयुग्मित एसिड की स्थिरता और पानी के घुलने की क्षमता के बीच संतुलन द्वारा निर्धारित किया जाता है। एक या किसी अन्य रासायनिक प्रजाति को सॉल्व करने के लिए।

सामान्य मजबूत ठिकानों के उदाहरण

पिछले अनुभाग में दी गई जानकारी हमें मजबूत बिंदु रक्षकों की पहचान करने के लिए एक स्पष्ट सुराग प्रदान करती है। वास्तव में, सबसे आम मजबूत आधार क्षार धातुओं (आवर्त सारणी के समूह 1) के हाइड्रॉक्साइड और क्षारीय पृथ्वी धातुओं (समूह 2) के कुछ हाइड्रॉक्साइड हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि ये धातुएं आवर्त सारणी के कम से कम विद्युतीयता के अनुरूप हैं। सबसे आम मजबूत आधारों की पूरी सूची निम्न तालिका में प्रस्तुत की गई है:

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि तीन क्षारीय पृथ्वी धातु हाइड्रॉक्साइड (कैल्शियम, स्ट्रोंटियम और बेरियम) पानी में खराब घुलनशील हैं, इसलिए उन्हें केवल मजबूत आधार माना जा सकता है यदि उनकी एकाग्रता उनकी घुलनशीलता से कम है, जिसका अर्थ है 0.01M से कम एकाग्रता वाला समाधान .

सुपरबेस

पानी में विभिन्न मजबूत आधारों को घोलते समय यह भेद करना संभव नहीं है कि कौन सा दूसरे से अधिक मजबूत है। यह इस कारण से है कि वे सभी मजबूत आधारों के रूप में वर्गीकृत हैं और व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए, यह स्वीकार किया जाता है कि सभी समान रूप से मजबूत हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि पानी का मजबूत आधारों (और एसिड पर भी) पर प्रभाव पड़ता है क्योंकि कोई भी मजबूत आधार जो पानी में घुल जाता है, तुरंत पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है, इसके प्रोटॉन को हटा देता है और इस प्रकार हाइड्रॉक्साइड आयन उत्पन्न करता है।

इस कारण से, हाइड्रॉक्साइड आयन सबसे मजबूत आधार है जो एक जलीय माध्यम में मौजूद हो सकता है, भले ही आधार कितना मजबूत हो। यह एक असहाय बच्चे को पीटने की उनकी क्षमता के आधार पर दो सेनानियों की ताकत की तुलना करने जैसा है। यह स्पष्ट है कि दोनों आसानी से लड़ाई जीत लेंगे और बच्चा यह भेद नहीं करने देगा कि कौन सबसे मजबूत है।

हालांकि, एसिड और बेस की लुईस अवधारणा एसिड-बेस प्रतिक्रियाओं की हमारी समझ को अन्य मीडिया और अन्य सॉल्वैंट्स में विस्तारित करती है।

गैर-जलीय मीडिया में मौलिकता

अगर हम बहुत मजबूत आधारों की मौलिकता की तुलना करना चाहते हैं, तो हमें उन्हें पानी के अलावा मीडिया में भंग करने की जरूरत है। अपने पिछले उदाहरण पर वापस जाना, यह कहने के बराबर है कि यदि हम यह निर्धारित करना चाहते हैं कि कौन सा सेनानी अधिक शक्तिशाली है, तो हमें उसे समान रूप से मजबूत या उससे भी अधिक शक्तिशाली सेनानी के खिलाफ खड़ा करना होगा।

इस अर्थ में, हम अन्य सॉल्वैंट्स में अम्ल और क्षार को भंग कर सकते हैं, जो पानी की तरह, क्षारों के साथ प्रतिक्रिया करते समय अम्ल के रूप में कार्य कर सकते हैं, इस प्रकार एक संयुग्मित आधार उत्पन्न करते हैं जो OH से अधिक मजबूत होता है – जो जलीय घोल में उत्पन्न होता ^है । इन वातावरणों में, अम्ल और क्षार की अरहेनियस अवधारणा पूरी तरह से अपना अर्थ खो देती है। इसके अलावा, अगर हम एप्रोटिक सॉल्वैंट्स (जो प्रोटॉन दान या प्राप्त नहीं कर सकते हैं) पर विचार करते हैं तो ब्रोंस्टेड और लोरी एसिड-बेस अवधारणा भी फिट नहीं होती है। हालाँकि, सभी मामलों में, अम्ल और क्षार की लुईस अवधारणा अभी भी लागू होती है।

जब हम पानी के अलावा अन्य सॉल्वैंट्स में कई रसायनों की बुनियादीता का परीक्षण करते हैं, तो हम पाते हैं कि पारंपरिक रूप से मजबूत आधारों के रूप में हम जो सोचते हैं, उनमें से कुछ दूसरों की तुलना में बहुत अधिक बुनियादी हैं। आधार के रूप में हाइड्रॉक्साइड्स हाइड्रॉक्साइड आयन की मौलिकता तक सीमित हैं। हालांकि, अन्य आधारों में यह सीमा नहीं होती है और हाइड्रॉक्साइड्स की तुलना में परिमाण के आदेश अधिक मजबूत होते हैं।

इन ठिकानों को सुपरबेस कहा जाता है।

सुपरबेस के उदाहरण

अधिकांश सुपरबेस पदार्थों के संयुग्मित आधारों के अनुरूप होते हैं जिन्हें हम सामान्य रूप से तटस्थ या कमजोर आधार मानते हैं। याद रखें कि एक संयुग्मी आधार वह होता है जो आपको तब मिलता है जब एक एसिड एक प्रोटॉन खो देता है, इसलिए एक कमजोर आधार का संयुग्मित आधार वह होता है जब एक आधार (जैसे अमोनिया या एनएच 3) एसिड के बजाय एसिड के रूप में प्रतिक्रिया करता _है । आधार, जैसा कि निम्नलिखित समीकरण द्वारा दिखाया गया है:

यह उम्मीद की जानी चाहिए कि एक तटस्थ पदार्थ जो अपने आप में एक आधार की तरह व्यवहार करने की प्रवृत्ति रखता है, शायद ही एक एसिड की तरह व्यवहार करेगा, इसलिए संयुग्मित आधार (ऊपर के उदाहरण में, एमिडाइड आयन या NH2-) एक बहुत मजबूत _होगा ^आधार । मजबूत।

सुपरबेस के अन्य उदाहरण हैं:

• एल्कोक्साइड आयनों के लवण (अल्कोहल के संयुग्मित आधार) जैसे सोडियम या पोटेशियम मेथॉक्साइड, एथोक्साइड, प्रोपोक्साइड और टर्टब्यूटोक्साइड।
• ऐल्केनों के संयुग्मी क्षारकों के लवण जिनमें कारबनायन होते हैं जैसे कि n-ब्यूटिल लिथियम।
• एमाइड्स और अमाइन के अन्य संयुग्म आधार जैसे सोडियम एमाइड, पोटेशियम डायथाइल एमाइड और लिथियम बीआईएस (ट्राइमिथाइलसिलील) एमाइड।

संदर्भ

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