A vegyületek savassága és lúgossága jelzik a pH-t. A közeg savasságát savas vegyületek okozzák, amelyek hidrogénionokat szabadíthatnak fel (H+), ami alacsony pH-t eredményez ebben a közegben. A közeg lúgosságát bázikus vegyületek okozzák, amelyek felszabadíthatják a hidroxid-ionokat (OH-), ami magas pH-t eredményez ebben a közegben. A savasság és a lúgosság közötti fő különbség az a savasság alacsony pH-t, míg a lúgosság magas pH-t okoz egy vizes közegben.
1. Áttekintés és a legfontosabb különbség
2. Mi a savasság?
3. Mi az alaposság?
4. Side by side összehasonlítás - savasság vs bázisság táblázatos formában
5. Összegzés
A savasság az anyagok savszintje. A hidrogénionok koncentrációja (H+) a fő savasság meghatározására használt paraméter. A hidrogénion-koncentrációt pH-értékben fejezzük ki. A pH a hidrogénion-koncentráció negatív logaritmusa. Ezért minél magasabb a hidrogénion-koncentráció, annál alacsonyabb a pH. Az alacsony pH-érték magasabb savasságot jelez.
Az anyagok savassága szerint kétféle savak léteznek: erős savak és gyenge savak. Az erős savak magasabb savasságot okoznak a vizes közegben, míg a gyenge savak alacsony savasságot eredményeznek. Az erős savak teljesen eloszlanak ionokká, felszabadítva az összes lehetséges hidrogéniont (H+). Ezzel szemben egy gyenge sav részben disszociál, csak néhány hidrogéniont szabadítva fel. A savakat monoprotikus savaknak és poliprotikus savaknak is sorolhatjuk; a monoprotikus savak molekulánként egy hidrogéniont bocsátanak ki, míg a poliprootikus savak molekulánként több hidrogéniont szabadítanak fel.
A savak savasságát a sav pKa értéke határozza meg. pKa a Ka negatív logaritmusa. Ka egy oldat sav-disszociációs állandója. Ez egy sav oldatának (vagy savasságának) mennyiségi mérése. Minél alacsonyabb a pKa, annál erősebb a sav. Minél nagyobb a pKa, annál gyengébb a sav.
01. ábra: A citromlé magas savtartalmú
A kémiai elemek savasságának időszakos tendenciái alapvetően azok elektronegativitási értékeitől függenek. A kémiai elemek elektronegativitása egy adott időszak balról jobbra növekszik. Ha egy atom elektronegativitása nagyobb, akkor nagyon könnyen stabilizálhatja rajta levő negatív atomot, mivel nagyobb affinitása van az elektronokhoz. Ezért a magas elektronegatív atomokkal kapcsolatos hidrogénionok könnyen felszabadulnak, mint az alacsony elektronegatív atomok, magasabb savasságot eredményezve. Ha lejár egy csoporttal a periódusos rendszerben, akkor a savasság növekszik. Ennek oka az, hogy az atomok mérete növekszik a csoporton belül. A nagy atomok stabilizálhatják a negatív töltéseket (töltéseloszlás útján); így a nagy atomhoz kapcsolódó hidrogénion könnyen felszabadulhat.
Az anyag lúgossága az egy adott savban egy bázissal helyettesíthető hidrogénatomok száma. Más szavakkal: egy vegyület bázikussága azon hidrogénionok száma, amelyek teljes mértékben reagálhatnak egy bázis felszabadult hidroxid-ionokkal.
02 ábra: A hidroxid-ion kémiai szerkezete
Az alábbiakban felsoroljuk azokat a tényezőket, amelyek befolyásolhatják a vegyület bázikus jellegét.
Egy atom elektronegativitása az elektronokhoz való affinitására utal. Egy nagy elektronegativitással rendelkező atom vonzhat elektronokat az alacsony elektronegatív atomokkal összehasonlítva. Minél nagyobb az elektronegativitás, annál alacsonyabb a bázikusság. A hidroxid-ion felszabadítása érdekében az oxigénatom és a molekula többi része közötti kötési elektronokat teljes mértékben vonzza az oxigénatom (a hidroxidcsoport oxigénatomjának elektronegatívabban kell lennie, mint a másik atomhoz, amelyhez kapcsolódik). Például: ha az ROH lúgossága magas, akkor R elektronegativitása kisebb, mint az oxigénatomé.
03. ábra: A szappanok gyenge bázisok, amelyek a zsírsavak nátrium-hidroxiddal vagy kálium-hidroxiddal történő reakciójával alakulnak ki.
Az atomi sugár egy másik tényező, amely befolyásolja a vegyület báziskát. Ha az atom sugara kicsi, akkor az atom elektronsűrűsége nagy. Ezért a hidroxid-ion könnyen felszabadulhat. Akkor a vegyület bázikussága viszonylag magas.
A hivatalos díjak általában pozitív vagy negatív terhek. A pozitív formális töltés alacsonyabb elektronsűrűséget jelent. Ezért a kötési elektronokat a hidroxid-ion nem vonzza teljesen. Akkor nem szabad könnyen felszabadulni (a hidroxid-ion), jelezve az alacsonyabb lúgosságot. Ezzel szemben a negatív formális töltés magasabb alaposságot eredményez.
Savasság vs lúgosság | |
A savasság az anyagok savszintje. | A lúgosság arra a bázis állapotra vonatkozik, amely felszabadíthatja a hidroxid-ionokat (OH-). |
pH | |
A savasság alacsony pH-t eredményez a vizes közegekben. | A lúgosság magas pH-t okoz a vizes közegekben. |
Az ionok | |
A savasság a közegben a hidrogénionok magas koncentrációját jelzi. | A lúgosság azt jelzi, hogy a közegben a hidroxid-ionok magas koncentrációban vannak. |
Időszakos trendek | |
A savasság balról jobbra növekszik egy időszak alatt és lefelé egy csoportban. | Az alaposság balról jobbra csökken egy periódust és lefelé egy csoportot. |
Az elektronegativitás hatása | |
A savasság akkor magas, ha (az atom atomhoz, amelyhez a hidrogénatom kapcsolódik) elektronegativitása magas. | A lúgosság akkor magas, ha (annak az atomnak az elektronegativitása, amelyhez a hidroxid-ion oxigénatomja kapcsolódik) alacsony. |
A savasság és a lúgosság két alapvető kifejezés, amelyet a kémia használ. A savasságot savas vegyületek okozzák. A lúgosságot a bázikus vegyületek okozzák. A savasság és a lúgosság közötti fő különbség az, hogy a savasság alacsony pH-t okoz, míg a lúgosság magas pH-t okoz egy vizes közegben.
1. “7.3: Szerkezeti hatások a savasságra és lúgosságra.” Kémia LibreTexts, Libretexts, 2016. szeptember 7., Elérhető itt.
2. „Periódusos trend”. Student Doctor Network, elérhető itt.
1. „Lemon-edit1” André Karwath, más néven Aka - Saját munka (CC BY-SA 2.5) a Commons Wikimedia segítségével
2. „Hidroxid-magányos párok-2D” (Public Domain) a Commons Wikimedia-on keresztül
3. “589824” (CC0) a Pixabay-n keresztül