(Fr.: base; Du.: Base; Eng.: base), in de traditionele elementaire chemie de naam van een groep stoffen die een (aantal) hydroxylgroep(en) bevat en waarvan natriumhydroxide een typische vertegenwoordiger is. De naam van deze witte, vaste en in water oplosbare stof zegt reeds dat daarin waterstof, zuurstof en het metaal natrium voorkomen. De formule is NaOH; het is dus natrium met de atoomgroep OH, die in de chemie hydroxylgroep genoemd wordt.
Water H2O kan ontstaan als aan deze groep nog één waterstofatoom (H) wordt toegevoegd; deze H kan onttrokken worden aan alle zuren. Dit gebeurt, als een zuur bij natriumhydroxide wordt gevoegd; natrium blijft dan over, dat zich na verdamping van het water met de zuurrest verenigt tot een zout.
NaOH + HCl → H2O + NaCl
Analoge reacties van andere basen hebben geleid tot de regel:
base + zuur → water + zout
Onttrekt men water aan een base, dan blijft een oxide over:
2 NaOH − HO → Na2O
Dit oxide wordt het anhydride van natriumhydroxide genoemd; het is een basisch oxide. Met zuren vormt het eveneens water en een zout:
Na2O + HCl → H2O + 2NaCl
De oplossing van natriumhydroxide (natronloog) vertoont een sterke basische (alkalische) reactie, d.w.z. deze oplossing doet sommige kleurstoffen van kleur veranderen (bijv. lakmoes van rood in blauw), zij heeft een karakteristieke loog- of zeepsmaak, is in staat vetten op te lossen en de zure smaak van andere oplossingen te verminderen of geheel weg te nemen (zuren te neutraliseren).
Onder basische reactie verstaat men dus een bepaalde groep eigenschappen van sommige oplossingen. Dit begrip dient goed te worden onderscheiden van het begrip ‘base’ zelf; immers er zijn basen die geen basische reactie vertonen (bijv. omdat zij niet in water oplossen) en anderzijds zijn er stoffen die geen basen zijn en toch een oplossing vormen welke basisch reageert, bijv. soda (Na2CO3).
Calciumhydroxide (gebluste kalk) heeft de formule Ca(OH)2; het bevat op één calciumatoom twee hydroxylgroepen, kan dus twee waterstofatomen aan zuren onttrekken en wordt daarom soms wel tweezurige base genoemd. Wordt door toevoegen van zuur slechts één waterstofatoom opgenomen en dus slechts één hydroxylgroep tot water gemaakt, dan ontstaat een basisch zout:
CaOHOH + HCl → CaOHCl + H2O
De meeste oxiden van de zware metalen reageren niet met water en vormen hiermee dus geen base; wel reageren zij met sterke zuren en vormen dan een oplossing waaruit meestal een zout is af te zonderen. Voegt men bij de oplossing van een koperzout de oplossing van een base, dan ontstaat een blauw neerslag dat splitsbaar is in koperoxide en water. Ofschoon dit neerslag niet altijd precies de samenstelling heeft die overeenkomt met de formule Cu(OH)2, maar een gel is, waarvan de samenstelling met de omstandigheden wisselt, geeft men het toch meestal deze formule en noemt men koperhydroxide: de koperbase. Op deze wijze is het mogelijk van ieder metaal een base te construeren door bij het atoom zoveel hydroxylgroepen te voegen als de waardigheid van het metaal bedraagt. Onder basen worden dan verstaan hydroxiden die met zuren zouten en water vormen.
Deze begripsbepaling leidde echter tot moeilijkheden. Zo moest, om de basische reactie van ammoniak te begrijpen, worden ondersteld dat zich uit deze stof en water een hydroxide, ammoniumhydroxide, vormde. Deze stof is evenwel nooit gevonden. Om de basische reactie van een sodaoplossing te begrijpen, moest worden ondersteld dat deze stof door water gedeeltelijk werd ontleed in natriumhydroxide en koolzuur (koolstofdioxide) en dat het ‘sterke’ NaOH het ‘zwakke’ koolzuur overheerste.
Hierin is verbetering gebracht door:
1. de ionentheorie;
2. het begrip base los te maken van ‘met zuren reagerende hydroxiden’;
3. de theorie van het chemisch evenwicht;
4. het begrip base geheel los te maken van het begrip basische reactie en deze laatste op te vatten als een toestand van het oploswater.
1. Volgens de ionentheorie werd de basische reactie veroorzaakt door vrij in de oplossing voorkomende hydroxylionen, OH−. Deze werden door waterstofionen (protonen), H+, gebonden tot water. De neutralisatie van een base door een zuur bestond in deze reactie.
2. Niet alleen de hydroxylionen, maar elke protonenbinder werd nu een base genoemd, dus ook ammoniak NH3 en het carbonaation CO32−. De protonen worden hier aan het oploswater onttrokken, er blijven dus hydroxylionen over en de oplossing zal basisch reageren. Deze theorie heeft het voordeel dat het begrip base zeer algemeen wordt; het nadeel is dat door de afwijking van het spraakgebruik verwarring kan ontstaan, ook al omdat een zelfde stof soms bij de ene reactie als base en bij een andere als zuur kan reageren.
3. Wordt de reactie van waterstofionen met hydroxylionen opgevat als een evenwichtsreactie, dan is het produkt van hun concentraties in oplossing bij een bepaalde temperatuur bij benadering constant. Bij 18 °C is dit produkt 10−14. In een neutrale oplossing zijn de concentraties gelijk, dus ieder 10−7. In een basische oplossing is de hydroxylionenconcentratie groter en dus de waterstofionenconcentratie kleiner. Is bijv. de hydroxylionenconcentratie 10−2, dan moet de waterstofionenconcentratie 10−12 zijn. Men zegt dan: de pH van de oplossing is 12. Op deze wijze kan men dus aangeven in hoe sterke mate een oplossing basisch reageert. Ook kan men nu zeggen: elke oplossing waarvoor geldt pH>7, is basisch.
4. Zuiver water kan worden samengesteld uit waterstofionen en zuurstofionen, als men zorgt dat er precies tweemaal zoveel H+ als O2−-ionen zijn. Maakt men de verhouding kleiner, dan zijn er relatief te veel O2−; de oplossing reageert dan basisch. Men kan natuurlijk ook zeggen: er zijn hydroxylionen ontstaan, maar nodig is dit niet. Een stof die in water wordt opgelost, kan deze toestand op de volgende twee wijzen veroorzaken.
a. Door zuurstofionen aan het oploswater af te staan, bijv.: Na2O → 2Na+ + O2− ; het natriumoxide doet hetzelfde als NaCl bij oplossen: het vormt gehydrateerde ionen. De gehydrateerde zuurstofionen noemt men om historische redenen hydroxylionen (veroorzaken de basische reactie).
b. Door waterstofionen aan het water te onttrekken, bijv. ammoniak of carbonaationen (zie hierboven); er ontstaat dan in het water dezelfde toestand als onder a genoemd.
De bekendste organische basen zijn de aminen en de alkaloïden. Zij kunnen evenals ammoniak aan water en aan zuren waterstofionen onttrekken, waardoor de oplossing in water basisch gaat reageren en met zuren zouten kunnen worden gevormd.