Ключевое различие - кислотность и основность
Кислотность и основность соединений являются показателями pH. Кислотность среды вызвана кислотными соединениями, которые могут выделять ионы водорода (H +), что приводит к низкому pH в этой среде. Основность среды обусловлена основными соединениями, которые могут выделять гидроксид-ионы (ОН -), что приводит к высокому pH в этой среде. Ключевое различие между кислотностью и основностью заключается в том, что кислотность вызывает низкий pH, тогда как основность вызывает высокий pH в водной среде.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Обзор и ключевые различия
2. Что такое кислотность
3. Что такое основность
4. Сравнение бок о бок - кислотность и основность в табличной форме
5. Резюме
Что такое кислотность?
Кислотность - это уровень кислоты в веществах. Концентрация ионов водорода (H +) является основным параметром, используемым для определения кислотности. Концентрация водородных ионов выражается значением pH. pH - это отрицательный логарифм концентрации ионов водорода. Следовательно, чем выше концентрация ионов водорода, тем ниже pH. Низкое значение pH указывает на более высокую кислотность.
По кислотности веществ есть два типа кислот: сильные кислоты и слабые кислоты. Сильные кислоты вызывают более высокий уровень кислотности в водной среде, тогда как слабые кислоты приводят к низкой кислотности. Сильные кислоты могут полностью диссоциировать на ионы, высвобождая все возможные ионы водорода (H +). Напротив, слабая кислота частично диссоциирует, высвобождая только некоторые ионы водорода. Кислоты также можно разделить на монопротонные кислоты и полипротонные кислоты; монопротонные кислоты выделяют один ион водорода на молекулу, тогда как полипротонные кислоты выделяют больше ионов водорода на молекулу.
Кислотность кислот определяется pKa кислоты. pKa - отрицательный логарифм Ka. Ka - константа кислотной диссоциации раствора. Это количественное измерение силы кислоты в растворе (или кислотности). Чем ниже pKa, тем сильнее кислота. Чем выше pKa, тем слабее кислота.
Рисунок 01: Лимонный сок имеет высокую кислотность
Периодические тренды кислотности химических элементов в основном зависят от их значений электроотрицательности. Электроотрицательность химических элементов увеличивается слева направо от периода. Если электроотрицательность атома выше, он может очень легко стабилизировать на нем отрицательный атом, потому что он имеет более высокое сродство к электронам. Следовательно, ионы водорода, связанные с высокими электроотрицательными атомами, высвобождаются легче, чем низко электроотрицательные атомы, что приводит к более высокой кислотности. При понижении группы в таблице Менделеева кислотность увеличивается. Это потому, что размер атомов увеличивается вниз по группе. Крупные атомы могут стабилизировать на себе отрицательные заряды (за счет распределения заряда); следовательно, ион водорода, связанный с большим атомом, может легко высвободиться.
Что такое Основность?
Основность вещества - это количество атомов водорода, заменяемых основанием в определенной кислоте. Другими словами, основность соединения - это количество ионов водорода, которые могут полностью реагировать с ионами гидроксида, выделяемыми основанием.
Рисунок 02: Химическая структура гидроксид-иона
Факторы, которые могут повлиять на основность соединения, перечислены ниже.
- Электроотрицательность
- Радиус атома
- Официальные обвинения
Электроотрицательность атома относится к его сродству к электронам. Атом с высокой электроотрицательностью может притягивать электроны по сравнению с атомами с низкой электроотрицательностью. Чем выше электроотрицательность, тем ниже основность. Чтобы высвободить ион гидроксида, электроны связи между атомом кислорода и остальной частью молекулы должны полностью притягиваться атомом кислорода (атом кислорода в гидроксидной группе должен быть более электроотрицательным, чем другой атом, с которым он связан). Пример: если основность ROH высокая, электроотрицательность R меньше, чем у атома кислорода.
Рисунок 03: Мыла - это слабые основания, образующиеся в результате реакции жирных кислот с гидроксидом натрия или гидроксидом калия.
Атомный радиус - еще один фактор, влияющий на основность соединения. Если атомный радиус мал, электронная плотность этого атома высока. Следовательно, ион гидроксида может легко высвобождаться. Тогда основность этого соединения сравнительно высока.
Формальные обвинения обычно бывают положительными или отрицательными. Положительный формальный заряд указывает на меньшую электронную плотность. Следовательно, электроны связи не могут быть полностью привлечены гидроксид-ионом. Тогда он не может быть легко высвобожден (ион гидроксида), что указывает на более низкую основность. Напротив, отрицательный формальный заряд вызывает более высокую основность.
В чем разница между кислотностью и основностью?
Различать статью в середине перед таблицей
Кислотность против основности |
|
| Кислотность - это уровень кислоты в веществах. | Основность относится к состоянию основания, которое может выделять гидроксид-ионы (ОН-). |
| pH | |
| Кислотность вызывает низкий pH в водных средах. | Основность вызывает высокий pH в водных средах. |
| Ионы | |
| Кислотность указывает на высокую концентрацию ионов водорода в среде. | Основность указывает на высокую концентрацию гидроксид-ионов в среде. |
| Периодические тенденции | |
| Кислотность увеличивается слева направо на период и вниз по группе. | Основность уменьшается слева направо на точку и вниз по группе. |
| Эффект электроотрицательности | |
| Кислотность высока, если электроотрицательность (атома, с которым связан атом водорода) высока. | Основность высокая, если электроотрицательность (атома, с которым связан атом кислорода гидроксид-иона) низкая. |
Резюме - кислотность против основности
Кислотность и основность - два основных термина, используемых в химии. Кислотность вызывается кислотными соединениями. Основность обусловлена основными соединениями. Ключевое различие между кислотностью и основностью заключается в том, что кислотность вызывает низкий pH, тогда как основность вызывает высокий pH в водной среде.
