Różnica między kwasowością a zasadowością

Kluczowa różnica - kwasowość a zasadowość
 

Kwasowość i zasadowość związków są wskaźnikami pH. Kwasowość pożywki jest spowodowana przez związki kwasowe, które mogą uwalniać jony wodoru (H⁺), co powoduje niskie pH tego medium. Podstawowość pożywki jest spowodowana przez podstawowe związki, które mogą uwalniać jony wodorotlenkowe (OH^-), co powoduje wysokie pH w tym ośrodku. Kluczowa różnica między kwasowością a zasadowością jest taka kwasowość powoduje niskie pH, a zasadowość powoduje wysokie pH w środowisku wodnym.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest kwasowość 
3. Co to jest podstawowość
4. Porównanie obok siebie - Kwasowość a zasadowość w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Co to jest kwasowość?

Kwasowość to poziom kwasu w substancjach. Stężenie jonów wodoru (H⁺) jest głównym parametrem stosowanym do identyfikacji kwasowości. Stężenie jonów wodorowych wyraża się jako wartość pH. pH jest ujemnym logarytmem stężenia jonów wodoru. Zatem, wyższe stężenie jonów wodoru, obniż pH. Niska wartość pH wskazuje na wyższą kwasowość.

W zależności od kwasowości substancji istnieją dwa rodzaje kwasów: silne i słabe. Silne kwasy powodują wyższy poziom kwasowości w środowisku wodnym, podczas gdy słabe kwasy powodują niską kwasowość. Silne kwasy mogą całkowicie dysocjować na jony, uwalniając wszystkie możliwe jony wodoru (H⁺). Natomiast słaby kwas częściowo dysocjuje, uwalniając tylko niektóre jony wodoru. Kwasy można również zaklasyfikować jako kwasy monoprotonowe i kwasy polipropowe; kwasy monoprotonowe uwalniają jeden jon wodoru na cząsteczkę, podczas gdy kwasy polipropowe uwalniają więcej jonów wodoru na cząsteczkę.

Kwasowość kwasów zależy od pKa kwasu. pKa jest logarytmem ujemnym Ka. Ka jest stałą dysocjacji kwasu w roztworze. Jest to ilościowy pomiar siły kwasu w roztworze (lub kwasowości). Im niższy pKa, tym silniejszy jest kwas. Im wyższy pKa, tym słabszy jest kwas.

Ryc. 01: Sok cytrynowy ma wysoką kwasowość

Okresowe trendy kwasowości pierwiastków chemicznych zasadniczo zależą od ich wartości elektroujemności. Elektroujemność pierwiastków chemicznych rośnie od lewej do prawej strony okresu. Jeśli elektroujemność atomu jest wyższa, może on bardzo łatwo ustabilizować na nim atom ujemny, ponieważ ma większe powinowactwo do elektronów. Dlatego jony wodoru związane z wysokimi elektroujemnymi atomami są łatwo uwalniane niż niskie elektroujemne atomy, co powoduje wyższą kwasowość. Gdy schodzisz z grupy w układzie okresowym, kwasowość wzrasta. Dzieje się tak, ponieważ wielkość atomów wzrasta w dół grupy. Duże atomy mogą ustabilizować na nich ładunki ujemne (poprzez rozkład ładunków); stąd jon wodoru związany z dużym atomem można łatwo uwolnić.

Co to jest Basicity?

Zasadowość substancji to liczba atomów wodoru, które można zastąpić zasadą w określonym kwasie. Innymi słowy, zasadowością związku jest liczba jonów wodoru, które mogą całkowicie reagować z jonami wodorotlenkowymi uwalnianymi przez zasadę.

Rycina 02: Struktura chemiczna jonów wodorotlenkowych

Czynniki, które mogą wpływać na zasadowość związku, wymieniono poniżej.

1. Elektroujemność
2. Promień atomowy
3. Formalne opłaty

Elektroujemność atomu odnosi się do jego powinowactwa do elektronów. Atom o wysokiej elektroujemności może przyciągać elektrony w porównaniu do atomów o niskiej elektroujemności. Im wyższa elektroujemność, tym mniej zasadowości. W celu uwolnienia jonu wodorotlenkowego elektrony wiążące między atomem tlenu a resztą cząsteczki powinny być całkowicie przyciągane przez atom tlenu (atom tlenu w grupie wodorotlenkowej powinien być bardziej elektroujemny niż drugi atom, z którym jest związany). Np .: jeśli zasadowość ROH jest wysoka, elektroujemność R jest mniejsza niż atom tlenu.

Rycina 03: Mydła to słabe zasady powstałe w wyniku reakcji kwasów tłuszczowych z wodorotlenkiem sodu lub wodorotlenkiem potasu.

Promień atomowy jest kolejnym czynnikiem wpływającym na zasadowość związku. Jeśli promień atomowy jest mały, gęstość elektronowa tego atomu jest wysoka. W związku z tym jon wodorotlenkowy można łatwo uwolnić. Zatem zasadowość tego związku jest stosunkowo wysoka.

Opłaty formalne to na ogół opłaty dodatnie lub ujemne. Dodatni ładunek formalny wskazuje na mniejszą gęstość elektronów. Zatem elektrony wiążące nie mogą być całkowicie przyciągane przez jon wodorotlenkowy. Wówczas nie można go łatwo uwolnić (jon wodorotlenkowy), co wskazuje na niższą zasadowość. Natomiast ujemny ładunek formalny powoduje większą zasadowość.

Jaka jest różnica między kwasowością a zasadowością?

Kwasowość a zasadowość
Kwasowość to poziom kwasu w substancjach.	Podstawowość odnosi się do stanu bycia zasadą, która może uwalniać jony wodorotlenkowe (OH-).
pH
Kwasowość powoduje niskie pH w środowisku wodnym.	Zasadowość powoduje wysokie pH w środowisku wodnym.
Jony
Kwasowość wskazuje na wysokie stężenie jonów wodoru w środowisku.	Zasadowość wskazuje na wysokie stężenie jonów wodorotlenkowych w pożywce.
Okresowe trendy
Kwasowość wzrasta od lewej do prawej o okres i w dół grupy.	Podstawowość zmniejsza się od lewej do prawej kropki i w dół grupy.
Wpływ elektroujemności
Kwasowość jest wysoka, jeśli elektroujemność (atomu, z którym związany jest atom wodoru) jest wysoka.	Zasadowość jest wysoka, jeśli elektroujemność (atomu, z którym związany jest atom tlenu jonu wodorotlenowego) jest niska.

Podsumowanie - Kwasowość a zasadowość

Kwasowość i zasadowość to dwa podstawowe pojęcia stosowane w chemii. Kwasowość jest powodowana przez związki kwasowe. Podstawowość jest spowodowana przez podstawowe związki. Kluczowa różnica między kwasowością a zasadowością polega na tym, że kwasowość powoduje niskie pH, podczas gdy zasadowość powoduje wysokie pH w środowisku wodnym.

Odniesienie:

1. „7.3: Strukturalny wpływ na kwasowość i zasadowość.” Chemia LibreTexts, Libretexts, 7 września 2016, dostępne tutaj.
2. „Trend tabeli okresowej”. Student Doctor Network, dostępna tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Lemon-edit1” Autor: André Karwath alias Aka - Praca własna (CC BY-SA 2.5) przez Commons Wikimedia
2. „Hydroxide-lone-pairs-2D” (domena publiczna) przez Commons Wikimedia
3. „589824” (CC0) przez Pixabay