Ключова разлика – киселинност срещу основност
Киселинността и основността на съединенията са показатели за pH. Киселинността на средата се причинява от киселинни съединения, които могат да отделят водородни йони (H+), което води до ниско pH в тази среда. Основността на дадена среда се причинява от основни съединения, които могат да отделят хидроксидни йони (OH–), което води до високо pH в тази среда. Ключовата разлика между киселинността и основността е, че киселинността причинява ниско pH, докато основността причинява високо pH във водна среда.
Какво е киселинност?
Киселинността е нивото на киселина във веществата. Концентрацията на водородни йони (H+) е основният параметър, използван за идентифициране на киселинността. Концентрацията на водородни йони се изразява като рН стойност. pH е отрицателният логаритъм от концентрацията на водородни йони. Следователно, по-висока концентрация на водородни йони, по-ниско pH. Ниската стойност на pH показва по-висока киселинност.
Според киселинността на веществата има два вида киселини като силни киселини и слаби киселини. Силните киселини причиняват по-високо ниво на киселинност във водната среда, докато слабите киселини водят до ниска киселинност. Силните киселини могат напълно да се дисоциират на йони, освобождавайки всички възможни водородни йони (H+). Обратно, слабата киселина частично се дисоциира, освобождавайки само някои водородни йони. Киселините могат също да бъдат категоризирани като монопротони киселини и полипротони киселини; монопротичните киселини освобождават един водороден йон на молекула, докато полипротичните киселини освобождават повече водородни йони на молекула.
Киселинността на киселините се определя от pKa на киселината. pKa е отрицателният логаритъм от Ka. Ka е константата на киселинна дисоциация на разтвор. Това е количествено измерване на силата на киселина в разтвор (или киселинност). Колкото по-ниско е pKa, толкова по-силна е киселината. Колкото по-високо е pKa, толкова по-слаба е киселината.
Фигура 01: Лимоновият сок има висока киселинност
Периодичните тенденции на киселинност на химичните елементи основно зависят от техните стойности на електроотрицателност. Електроотрицателността на химичните елементи нараства отляво надясно на даден период. Ако електроотрицателността на атома е по-висока, той може много лесно да стабилизира отрицателен атом върху него, защото има по-висок афинитет към електроните. Следователно водородните йони, свързани с високо електроотрицателни атоми, се освобождават лесно от ниско електроотрицателни атоми, което води до по-висока киселинност. При слизане в група надолу в периодичната таблица киселинността се повишава. Това е така, защото размерът на атомите се увеличава надолу по групата. Големите атоми могат да стабилизират отрицателните заряди върху тях (чрез разпределение на заряда); следователно водороден йон, свързан с голям атом, може лесно да бъде освободен.
Какво е основност?
Основността на дадено вещество е броят на водородните атоми, които могат да бъдат заменени с основа в определена киселина. С други думи, основността на едно съединение е броят на водородните йони, които могат да реагират напълно с хидроксидни йони, освободени от база.
Фигура 02: Химическа структура на хидроксидния йон
Факторите, които могат да повлияят на основността на дадено съединение, са изброени по-долу.
- Електроотрицателност
- Атомен радиус
- Официални такси
Електроотрицателността на атом се отнася до неговия афинитет към електрони. Атом с висока електроотрицателност може да привлича електрони в сравнение с ниско електроотрицателни атоми. По-висока е електроотрицателността, по-ниска е основността. За да се освободи хидроксидният йон, електроните на връзката между кислородния атом и останалата част от молекулата трябва да бъдат напълно привлечени от кислородния атом (кислородният атом в хидроксидната група трябва да бъде по-електроотрицателен от другия атом, към който е свързан). Пример: ако основността на ROH е висока, електроотрицателността на R е по-малка от тази на кислородния атом.
Фигура 03: Сапуните са слаби основи, образувани от реакцията на мастни киселини с натриев хидроксид или калиев хидроксид.
Атомният радиус е друг фактор, който влияе върху основността на съединението. Ако атомният радиус е малък, електронната плътност на този атом е висока. Следователно хидроксидният йон може лесно да се освободи. Тогава основността на това съединение е сравнително висока.
Официалните такси обикновено са или положителни, или отрицателни такси. Положителният формален заряд показва по-малка електронна плътност. Следователно електроните на връзката не могат да бъдат напълно привлечени от хидроксидния йон. Тогава той не може лесно да се освободи (хидроксидният йон), което показва по-ниска основност. За разлика от това, отрицателният формален заряд причинява по-висока основност.
Каква е разликата между киселинност и основност?
Киселинност срещу Основност |
|
| Киселинността е нивото на киселина във веществата. | Основността се отнася до състоянието на основа, която може да отделя хидроксидни йони (OH-). |
| pH | |
| Киселинността причинява ниско pH във водните среди. | Основността причинява високо pH във водни среди. |
| Йони | |
| Киселинността показва висока концентрация на водородни йони в среда. | Основността показва висока концентрация на хидроксидни йони в среда. |
| Периодични тенденции | |
| Киселинността се увеличава отляво надясно за период и надолу за група. | Основността намалява отляво надясно за точка и надолу по група. |
| Ефект на електроотрицателността | |
| Киселинността е висока, ако електроотрицателността (на атома, към който е свързан водородният атом) е висока. | Основността е висока, ако електроотрицателността (на атома, към който е свързан кислородният атом на хидроксидния йон) е ниска. |
Обобщение – киселинност срещу основност
Киселинност и основност са два основни термина, използвани в химията. Киселинността се причинява от киселинни съединения. Основността се причинява от основни съединения. Ключовата разлика между киселинността и основността е, че киселинността причинява ниско pH, докато основността причинява високо pH във водна среда.
