Nøgleforskel – Surhed vs Basicitet
Surhed og basicitet af forbindelser er indikationer for pH. Surhed af et medium er forårsaget af sure forbindelser, som kan frigive hydrogenioner (H+), hvilket resulterer i en lav pH i det medium. Basiciteten af et medium er forårsaget af basiske forbindelser, som kan frigive hydroxidioner (OH–), hvilket resulterer i en høj pH i det medium. Den vigtigste forskel mellem surhed og basicitet er, at surhed forårsager en lav pH, mens basicitet forårsager en høj pH i et vandigt medium.
Hvad er syre?
Suritet er niveauet af syre i stoffer. Koncentrationen af hydrogenioner (H+) er den vigtigste parameter, der bruges til at identificere surhedsgrad. Hydrogenionkoncentrationen udtrykkes som en pH-værdi. pH er den negative logaritme af hydrogenionkoncentration. Derfor, højere hydrogenion koncentration, lavere pH. En lav pH-værdi indikerer en højere surhedsgrad.
Ifølge stoffernes surhedsgrad findes der to typer syrer som stærke syrer og svage syrer. Stærke syrer forårsager et højere surhedsniveau i vandigt medium, mens svage syrer resulterer i en lav surhedsgrad. Stærke syrer kan fuldstændigt dissociere til ioner og frigive alle mulige brintioner (H+). I modsætning hertil dissocierer en svag syre delvist og frigiver kun nogle brintioner. Syrer kan også kategoriseres som monoprotiske syrer og polyprotiske syrer; monoprotiske syrer frigiver én hydrogenion pr. molekyle, mens polyprotiske syrer frigiver flere hydrogenioner pr. molekyle.
Syrernes surhedsgrad bestemmes af syrens pKa. pKa er den negative logaritme af Ka. Ka er syredissociationskonstanten for en opløsning. Det er en kvantitativ måling af styrken af en syre i en opløsning (eller surhedsgrad). Sænk pKa, jo stærkere syren er. Højere pKa, jo svagere er syren.
Figur 01: Citronsaft har en høj surhed
De periodiske tendenser for surhedsgrad af kemiske elementer afhænger grundlæggende af deres elektronegativitetsværdier. Elektronegativiteten af kemiske elementer stiger fra venstre mod højre i en periode. Hvis elektronegativiteten af et atom er højere, kan det meget let stabilisere et negativt atom på det, fordi det har en højere affinitet for elektroner. Derfor frigives hydrogenioner forbundet med høje elektronegative atomer let end lave elektronegative atomer, hvilket resulterer i højere surhedsgrad. Når man går ned i en gruppe i det periodiske system, stiger surhedsgraden. Dette skyldes, at størrelsen af atomer stiger ned i gruppen. Store atomer kan stabilisere negative ladninger på dem (ved ladningsfordeling); derfor kan en hydrogenion forbundet med et stort atom let frigives.
Hvad er Basicity?
Basisiteten af et stof er antallet af hydrogenatomer, der kan udskiftes med en base i en bestemt syre. Med andre ord er en forbindelses basicitet antallet af hydrogenioner, der kan reagere fuldstændigt med hydroxidioner frigivet af en base.
Figur 02: Kemisk struktur af hydroxidion
De faktorer, der kan påvirke en forbindelses basicitet, er anført nedenfor.
- Elektronegativitet
- Atomradius
- Formelle debiteringer
Et atoms elektronegativitet henviser til dets affinitet til elektroner. Et atom med høj elektronegativitet kan tiltrække elektroner sammenlignet med lavelektronegative atomer. Højere elektronegativitet, lavere basicitet. For at frigive hydroxidion skal bindingselektronerne mellem oxygenatomet og resten af molekylet være fuldstændig tiltrukket af oxygenatomet (iltatomet i hydroxidgruppen skal være mere elektronegativt end det andet atom, det er bundet til). Eksempel: hvis basiciteten af ROH er høj, er elektronegativiteten af R mindre end oxygenatomets.
Figur 03: Sæber er svage baser dannet ved omsætning af fedtsyrer med natriumhydroxid eller kaliumhydroxid.
Atomradius er en anden faktor, der påvirker en forbindelses basicitet. Hvis atomradius er lille, er elektrondensiteten af det atom høj. Derfor kan hydroxidionen let frigives. Så er basisiteten af den forbindelse forholdsvis høj.
Formelle ladninger er generelt enten positive ladninger eller negative ladninger. En positiv formel ladning indikerer en mindre elektrontæthed. Derfor kan bindingselektroner ikke tiltrækkes fuldstændigt af hydroxidionen. Så kan det ikke let frigives (hydroxidionen), hvilket indikerer lavere basicitet. I modsætning hertil forårsager en negativ formel ladning højere basicitet.
Hvad er forskellen mellem surhed og basicitet?
Acidity vs Basicity |
|
| Surhed er niveauet af syre i stoffer. | Basisitet refererer til tilstanden af at være en base, som kan frigive hydroxidioner (OH-). |
| pH | |
| Surhed forårsager en lav pH i vandige medier. | Basisitet forårsager en høj pH i vandige medier. |
| Ions | |
| Surhed indikerer en høj koncentration af hydrogenioner i et medium. | Basisitet indikerer en høj koncentration af hydroxidioner i et medium. |
| Periodiske tendenser | |
| Syreindholdet stiger fra venstre mod højre en periode og ned ad en gruppe. | Basiciteten falder fra venstre mod højre et punktum og ned ad en gruppe. |
| Effekt af elektronegativitet | |
| Suriteten er høj, hvis elektronegativiteten (for det atom, som hydrogenatomet er bundet til) er høj. | Basisiteten er høj, hvis elektronegativiteten (for det atom, hvortil oxygenatomet i hydroxidionen er bundet) er lav. |
Opsummering – Surhed vs Basicitet
Surhed og basicitet er to grundlæggende udtryk, der bruges i kemi. Surhed er forårsaget af sure forbindelser. Basicitet er forårsaget af basiske forbindelser. Den vigtigste forskel mellem surhed og basicitet er, at surhed forårsager en lav pH, mens basicitet forårsager høj pH i et vandigt medium.
