Nøkkelforskjell – surhet vs grunnleggende
Surhet og basicitet til forbindelser er indikasjoner på pH. Surheten til et medium er forårsaket av sure forbindelser, som kan frigjøre hydrogenioner (H+), noe som resulterer i en lav pH i det mediet. Basiciteten til et medium er forårsaket av basiske forbindelser, som kan frigjøre hydroksidioner (OH–), noe som resulterer i en høy pH i det mediet. Hovedforskjellen mellom surhet og basicitet er at surhet forårsaker lav pH, mens basicitet forårsaker høy pH i et vandig medium.
Hva er surhet?
Surhet er nivået av syre i stoffer. Konsentrasjonen av hydrogenioner (H+) er hovedparameteren som brukes til å identifisere surhet. Hydrogenionkonsentrasjonen uttrykkes som en pH-verdi. pH er den negative logaritmen for hydrogenionkonsentrasjon. Derfor, høyere hydrogenionkonsentrasjon, lavere pH. En lav pH-verdi indikerer høyere surhet.
I henhold til surheten til stoffer finnes det to typer syrer som sterke syrer og svake syrer. Sterke syrer gir høyere surhetsgrad i vandig medium, mens svake syrer gir lav surhet. Sterke syrer kan dissosiere fullstendig til ioner, og frigjøre alle mulige hydrogenioner (H+). I kontrast dissosierer en svak syre delvis, og frigjør bare noen hydrogenioner. Syrer kan også kategoriseres som monoprotiske syrer og polyprotiske syrer; monoprotiske syrer frigjør ett hydrogenion per molekyl, mens polyprotiske syrer frigjør flere hydrogenioner per molekyl.
Surheten til syrer bestemmes av syrens pKa. pKa er den negative logaritmen til Ka. Ka er syredissosiasjonskonstanten til en løsning. Det er en kvantitativ måling av styrken til en syre i en løsning (eller surhet). Senk pKa, jo sterkere syren er. Høyere pKa, jo svakere er syren.
Figur 01: Sitronsaft har høy surhet
De periodiske trendene for surhet av kjemiske elementer avhenger i utgangspunktet av deres elektronegativitetsverdier. Elektronegativiteten til kjemiske elementer øker fra venstre til høyre i en periode. Hvis elektronegativiteten til et atom er høyere, kan det stabilisere et negativt atom på det veldig enkelt fordi det har en høyere affinitet for elektroner. Derfor frigjøres hydrogenionene assosiert med høye elektronegative atomer lett enn lavelektronegative atomer, noe som resulterer i høyere surhet. Når du går ned en gruppe i det periodiske systemet, øker surheten. Dette er fordi størrelsen på atomer øker nedover i gruppen. Store atomer kan stabilisere negative ladninger på dem (ved ladningsfordeling); derfor kan et hydrogenion assosiert med et stort atom lett frigjøres.
Hva er grunnleggende?
Basisiteten til et stoff er antall hydrogenatomer som kan erstattes av en base i en bestemt syre. Med andre ord, basisiteten til en forbindelse er antallet hydrogenioner som kan reagere fullstendig med hydroksydioner frigjort av en base.
Figur 02: Kjemisk struktur av hydroksidion
Faktørene som kan påvirke basisiteten til en forbindelse er oppført nedenfor.
- Elektronegativitet
- Atomradius
- Formelle belastninger
Et atoms elektronegativitet refererer til dets affinitet for elektroner. Et atom med høy elektronegativitet kan tiltrekke seg elektroner sammenlignet med lave elektronegative atomer. Høyere elektronegativitet, lavere basicitet. For å frigjøre hydroksidion, bør bindingselektronene mellom oksygenatomet og resten av molekylet tiltrekkes fullstendig av oksygenatomet (oksygenatomet i hydroksidgruppen skal være mer elektronegativt enn det andre atomet det er bundet til). Eks: hvis basiciteten til ROH er høy, er elektronegativiteten til R mindre enn oksygenatomets.
Figur 03: Såper er svake baser dannet ved reaksjon av fettsyrer med natriumhydroksid eller kaliumhydroksid.
Atomradius er en annen faktor som påvirker det grunnleggende til en forbindelse. Hvis atomradiusen er liten, er elektrontettheten til det atomet høy. Derfor kan hydroksidionet lett frigjøres. Da er basisiteten til den forbindelsen relativt høy.
Formelle ladninger er vanligvis enten positive ladninger eller negative ladninger. En positiv formell ladning indikerer en mindre elektrontetthet. Derfor kan ikke bindingselektroner tiltrekkes fullstendig av hydroksidionet. Da kan det ikke lett frigjøres (hydroksidionet), noe som indikerer lavere basicitet. Derimot forårsaker en negativ formell ladning høyere basicitet.
Hva er forskjellen mellom surhet og grunnleggende?
Acidity vs Basicity |
|
| Suritet er nivået av syre i stoffer. | Basisitet refererer til tilstanden til å være en base, som kan frigjøre hydroksidioner (OH-). |
| pH | |
| Surhet forårsaker lav pH i vandige medier. | Basisitet forårsaker høy pH i vandige medier. |
| Ions | |
| Suritet indikerer en høy konsentrasjon av hydrogenioner i et medium. | Basisitet indikerer en høy konsentrasjon av hydroksidioner i et medium. |
| Periodiske trender | |
| Surheten øker fra venstre til høyre en periode og nedover en gruppe. | Grunken avtar fra venstre til høyre en periode og nedover en gruppe. |
| Effekt av elektronegativitet | |
| Suriteten er høy hvis elektronegativiteten (av atomet som hydrogenatomet er bundet til) er høy. | Basisiteten er høy hvis elektronegativiteten (til atomet som oksygenatomet til hydroksidionet er bundet til) er lav. |
Sammendrag – Surhet vs Basicity
Aciditet og basicitet er to grunnleggende begreper som brukes i kjemi. Surhet er forårsaket av sure forbindelser. Basicitet er forårsaket av basiske forbindelser. Den viktigste forskjellen mellom surhet og basicitet er at surhet forårsaker lav pH, mens basicitet forårsaker høy pH i et vandig medium.
