Rozdíl mezi kyselostí a zásaditostí

Klíčový rozdíl - kyselost vs. bazicita
 

Kyslost a zásaditost sloučenin jsou ukazatelem pH. Kyselina média je způsobena kyselými sloučeninami, které mohou uvolňovat ionty vodíku (H⁺), což má za následek nízké pH v tomto médiu. Bazicita média je způsobena zásaditými sloučeninami, které mohou uvolňovat hydroxidové ionty (OH^-), což má za následek vysoké pH v tomto médiu. Klíčovým rozdílem mezi kyselostí a zásaditostí je to kyselost způsobuje nízké pH, zatímco zásaditost způsobuje vysoké pH ve vodném médiu.

OBSAH

1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je kyselost 
3. Co je to základnost
4. Porovnání vedle sebe - kyselost vs. bazicita v tabulkové formě
5. Shrnutí

Co je Kyselina?

Kyselina je hladina kyseliny v látkách. Koncentrace vodíkových iontů (H⁺) je hlavní parametr používaný k identifikaci kyselosti. Koncentrace vodíkových iontů je vyjádřena jako hodnota pH. pH je negativní logaritmus koncentrace vodíkových iontů. Čím vyšší koncentrace vodíkových iontů, tím nižší pH. Nízká hodnota pH znamená vyšší kyselost.

Podle kyselosti látek existují dva typy kyselin jako silné kyseliny a slabé kyseliny. Silné kyseliny způsobují vyšší úroveň kyselosti ve vodném médiu, zatímco slabé kyseliny vedou k nízké kyselosti. Silné kyseliny se mohou úplně rozložit na ionty a uvolnit všechny možné ionty vodíku (H⁺). Naproti tomu slabá kyselina se částečně disociuje a uvolňuje pouze některé ionty vodíku. Kyseliny lze také kategorizovat jako monoprotické kyseliny a polyprotické kyseliny; monoprotické kyseliny uvolňují jeden atom vodíku na molekulu, zatímco polyprotické kyseliny uvolňují více atomů vodíku na molekulu.

Kyslost kyselin je určena pKa kyseliny. pKa je negativní logaritmus Ka. Ka je kyselinová disociační konstanta roztoku. Jedná se o kvantitativní měření síly kyseliny v roztoku (nebo kyselosti). Čím nižší je pKa, tím silnější je kyselina. Čím vyšší je pKa, tím slabší je kyselina.

Obrázek 01: Citronová šťáva má vysokou kyselost

Periodické trendy kyselosti chemických prvků v podstatě závisí na jejich hodnotách elektronegativity. Elektronegativita chemických prvků se zvyšuje zleva doprava periody. Pokud je elektronegativita atomu vyšší, může na ní velmi snadno stabilizovat negativní atom, protože má vyšší afinitu pro elektrony. Vodíkové ionty spojené s vysokými elektronegativními atomy se proto snadno uvolňují než atomy nízkých elektronegativní, což vede k vyšší kyselosti. Při sestupu skupiny v periodické tabulce se zvyšuje kyselost. Důvodem je, že se velikost atomů ve skupině zvyšuje. Velké atomy na nich mohou stabilizovat negativní náboje (distribucí náboje); z tohoto důvodu lze snadno uvolnit vodíkový ion spojený s velkým atomem.

Co je to základnost?

Základní podstatou látky je počet atomů vodíku, které lze v konkrétní kyselině nahradit bází. Jinými slovy, zásaditost sloučeniny je počet vodíkových iontů, které mohou zcela reagovat s hydroxidovými ionty uvolněnými bází.

Obrázek 02: Chemická struktura hydroxidu iontu

Faktory, které mohou ovlivnit bazicitu sloučeniny, jsou uvedeny níže.

1. Elektronegativita
2. Atomový poloměr
3. Formální poplatky

Elektronegativita atomu se týká jeho afinity k elektronům. Atom s vysokou elektronegativitou může přilákat elektrony ve srovnání s nízkými elektronegativními atomy. Vyšší elektronegativita, nižší bazicita. Aby se uvolnil hydroxidový ion, měly by být vazebné elektrony mezi atomem kyslíku a zbytkem molekuly úplně přitahovány atomem kyslíku (atom kyslíku v hydroxidové skupině by měl být elektronegativnější než druhý atom, ke kterému je vázán). Příklad: Pokud je zásaditost ROH vysoká, elektronegativita R je menší než elektronová atom kyslíku.

Obrázek 03: Mýdla jsou slabé báze tvořené reakcí mastných kyselin s hydroxidem sodným nebo hydroxidem draselným.

Atomový poloměr je dalším faktorem, který ovlivňuje zásaditost sloučeniny. Pokud je atomový poloměr malý, je elektronová hustota tohoto atomu vysoká. Hydroxidový iont se tedy může snadno uvolnit. Pak je zásaditost této sloučeniny poměrně vysoká.

Formální poplatky jsou obecně buď kladné, nebo záporné. Pozitivní formální náboj naznačuje menší hustotu elektronů. Tudíž vazebné elektrony nemohou být hydroxidovým iontem úplně přitahovány. Potom se nemůže snadno uvolnit (hydroxidový ion), což ukazuje na nižší bazicitu. Naopak záporný formální poplatek způsobuje vyšší zásaditost.

Jaký je rozdíl mezi kyselostí a zásaditostí?

Kyselina vs. bazicita
Kyselina je hladina kyseliny v látkách.	Basicita se týká stavu bytí báze, která může uvolňovat hydroxidové ionty (OH-).
pH
Kyselina způsobuje nízké pH ve vodných médiích.	Bazicita způsobuje vysoké pH ve vodných médiích.
Ionty
Kyselina označuje vysokou koncentraci vodíkových iontů v médiu.	Zásadnost znamená vysokou koncentraci hydroxidových iontů v médiu.
Periodické trendy
Kyselina roste zleva doprava o období a dolů po skupině.	Základnost klesá zleva doprava o období a dolů po skupině.
Účinek elektronegativity
Kyselina je vysoká, pokud je elektronová aktivita (atomu, ke kterému je atom vodíku vázán) vysoká.	Zásadnost je vysoká, pokud je elektronová aktivita (atomu, ke kterému je vázán atom kyslíku hydroxidového iontu) nízká.

Shrnutí - kyselost vs. bazicita

Kyslost a zásaditost jsou dva základní pojmy používané v chemii. Kyselina je způsobena kyselými sloučeninami. Základnost je způsobena zásaditými sloučeninami. Klíčový rozdíl mezi kyselostí a zásaditostí je ten, že kyselost způsobuje nízké pH, zatímco zásaditost způsobuje vysoké pH ve vodném médiu.

Odkaz:

1. „7.3: Strukturální účinky na kyselost a zásaditost.“ Chemistry LibreTexts, Libretexts, 7. září 2016, k dispozici zde.
2. „Trend periodické tabulky.“ Student Doctor Network, k dispozici zde.

Obrázek se svolením:

1. „Lemon-edit1“ od André Karwath aka Aka - vlastní práce (CC BY-SA 2.5) přes Commons Wikimedia
2. „Hydroxid-lone-pair-2D“ (Public Domain) prostřednictvím Commons Wikimedia
3. „589824“ (CC0) prostřednictvím Pixabay