הבדל מפתח - חומציות לעומת בסיסיות
חומציות ובסיסיות של תרכובות הן אינדיקציות ל-pH. חומציות של תווך נגרמת על ידי תרכובות חומציות, שיכולות לשחרר יוני מימן (H+), וכתוצאה מכך pH נמוך במדיום הזה. בסיסיות של תווך נגרמת על ידי תרכובות בסיסיות, שיכולות לשחרר יוני הידרוקסיד (OH–), וכתוצאה מכך pH גבוה באותו המדיום. ההבדל העיקרי בין חומציות לבסיסיות הוא שחומציות גורמת ל-pH נמוך ואילו בסיסיות גורמת ל-pH גבוה בתווך מימי.
מהי חומציות?
חומציות היא רמת החומצה בחומרים. ריכוז יוני המימן (H+) הוא הפרמטר העיקרי המשמש לזיהוי חומציות.ריכוז יוני המימן מבוטא כערך pH. pH הוא הלוגריתם השלילי של ריכוז יוני מימן. לפיכך, גבוה יותר את ריכוז יוני המימן, הוריד את ה-pH. ערך pH נמוך מצביע על חומציות גבוהה יותר.
לפי החומציות של חומרים, ישנם שני סוגים של חומצות כמו חומצות חזקות וחומצות חלשות. חומצות חזקות גורמות לרמת חומציות גבוהה יותר במדיום מימי ואילו חומצות חלשות גורמות לחומציות נמוכה. חומצות חזקות יכולות להתפרק לחלוטין ליונים, ולשחרר את כל יוני המימן האפשריים (H+). לעומת זאת, חומצה חלשה מתנתקת חלקית, ומשחררת רק כמה יוני מימן. חומצות יכולות להיות מסווגות גם כחומצות מונופרוטיות וחומצות פוליפרוטיות; חומצות מונופרוטיות משחררות יון מימן אחד לכל מולקולה ואילו חומצות פוליפרוטיות משחררות יותר יוני מימן לכל מולקולה.
חומציות החומצות נקבעת לפי ה-pKa של החומצה. pKa הוא הלוגריתם השלילי של Ka. Ka הוא קבוע פירוק החומצה של תמיסה. זוהי מדידה כמותית של חוזקה של חומצה בתמיסה (או חומציות).הורידו את ה-pKa, כך החומצה חזקה יותר. ה-pKa גבוה יותר, כך החומצה חלשה יותר.
איור 01: למיץ לימון יש חומציות גבוהה
המגמות התקופתיות של חומציות של יסודות כימיים תלויות בעצם בערכי האלקטרושליליות שלהם. האלקטרושליליות של יסודות כימיים עולה משמאל לימין של תקופה. אם האלקטרושליליות של אטום גבוהה יותר, הוא יכול לייצב עליו אטום שלילי בקלות רבה כי יש לו זיקה גבוהה יותר לאלקטרונים. לכן, יוני המימן הקשורים לאטומים אלקטרוניים שליליים גבוהים משתחררים בקלות מאשר אטומים אלקטרוניים שליליים נמוכים, וכתוצאה מכך חומציות גבוהה יותר. כשיורדים קבוצה בטבלה המחזורית, החומציות עולה. הסיבה לכך היא שגודל האטומים גדל במורד הקבוצה. אטומים גדולים יכולים לייצב עליהם מטענים שליליים (על ידי חלוקת מטען); לפיכך יון מימן הקשור לאטום גדול יכול להשתחרר בקלות.
מה זה בסיסיות?
בסיסיות של חומר היא מספר אטומי המימן הניתנים להחלפה בבסיס בחומצה מסוימת. במילים אחרות, הבסיסיות של תרכובת היא מספר יוני המימן שיכולים להגיב לחלוטין עם יוני הידרוקסיד המשתחררים על ידי בסיס.
איור 02: מבנה כימי של יון הידרוקסיד
הגורמים שיכולים להשפיע על הבסיסיות של תרכובת מפורטים להלן.
- אלקטרוניטיביות
- רדיוס אטומי
- חיובים רשמיים
אלקטרוניטיביות של אטום מתייחסת לזיקה שלו לאלקטרונים. אטום בעל אלקטרושליליות גבוהה יכול למשוך אלקטרונים בהשוואה לאטומים אלקטרוניים שליליים נמוכים. גבוה יותר את האלקטרושליליות, הוריד את הבסיסיות.על מנת לשחרר יון הידרוקסיד, אלקטרוני הקשר בין אטום החמצן לשאר המולקולה צריכים להימשך לחלוטין על ידי אטום החמצן (אטום החמצן בקבוצת הידרוקסיד צריך להיות אלקטרונילי יותר מהאטום השני אליו הוא קשור). לדוגמה: אם הבסיסיות של ROH גבוהה, האלקטרושליליות של R קטנה מזו של אטום החמצן.
איור 03: סבונים הם בסיסים חלשים הנוצרים מתגובה של חומצות שומן עם נתרן הידרוקסיד או אשלגן הידרוקסיד.
רדיוס אטומי הוא גורם נוסף המשפיע על הבסיסיות של תרכובת. אם הרדיוס האטומי קטן, צפיפות האלקטרונים של אותו אטום גבוהה. לפיכך, יון הידרוקסיד יכול להשתחרר בקלות. אז הבסיסיות של המתחם הזה גבוהה יחסית.
מטענים פורמליים הם בדרך כלל מטענים חיוביים או מטענים שליליים.מטען פורמלי חיובי מצביע על צפיפות אלקטרונים פחות. מכאן שלא ניתן למשוך את האלקטרונים בקשר לחלוטין על ידי יון ההידרוקסיד. אז לא ניתן לשחרר אותו בקלות (יון הידרוקסיד), מה שמעיד על בסיסיות נמוכה יותר. לעומת זאת, מטען צורני שלילי גורם לבסיסיות גבוהה יותר.
מה ההבדל בין חומציות לבסיסיות?
חומציות לעומת בסיסיות |
|
| חומציות היא רמת החומצה בחומרים. | בסיסיות מתייחסת למצב של היותו בסיס, שיכול לשחרר יוני הידרוקסיד (OH-). |
| pH | |
| חומציות גורמת ל-pH נמוך במדיומים מימיים. | בסיסיות גורמת ל-pH גבוה במדיומים מימיים. |
| יונים | |
| חומציות מציינת ריכוז גבוה של יוני מימן במדיום. | בסיסיות מציינת ריכוז גבוה של יוני הידרוקסיד במדיום. |
| מגמות תקופתיות | |
| החומציות עולה משמאל לימין בנקודה ולמטה קבוצה. | הבסיסיות פוחתת משמאל לימין בנקודה ולמטה בקבוצה. |
| השפעה של אלקטרונית שלילית | |
| חומציות גבוהה אם האלקטרושליליות (של האטום שאליו קשור אטום המימן) גבוהה. | הבסיסיות גבוהה אם האלקטרושליליות (של האטום שאליו קשור אטום החמצן של יון הידרוקסיד) נמוכה. |
סיכום – חומציות לעומת בסיסיות
חומציות ובסיסיות הם שני מונחים בסיסיים המשמשים בכימיה. חומציות נגרמת על ידי תרכובות חומציות. בסיסיות נגרמת על ידי תרכובות בסיסיות. ההבדל העיקרי בין חומציות לבסיסיות הוא שחומציות גורמת ל-pH נמוך ואילו בסיסיות גורמת ל-pH גבוה במדיום מימי.
