Kľúčový rozdiel – kyslosť vs. zásaditosť
Kyslosť a zásaditosť zlúčenín sú indikátormi pH. Kyslosť média je spôsobená kyslými zlúčeninami, ktoré môžu uvoľňovať vodíkové ióny (H+), čo má za následok nízke pH v tomto médiu. Zásaditosť média je spôsobená zásaditými zlúčeninami, ktoré môžu uvoľňovať hydroxidové ióny (OH–), čo má za následok vysoké pH v tomto médiu. Kľúčový rozdiel medzi kyslosťou a zásaditosťou je v tom, že kyslosť spôsobuje nízke pH, zatiaľ čo zásaditosť spôsobuje vysoké pH vo vodnom médiu.
Čo je kyslosť?
Kyslosť je hladina kyseliny v látkach. Koncentrácia vodíkových iónov (H+) je hlavným parametrom používaným na identifikáciu kyslosti. Koncentrácia vodíkových iónov je vyjadrená ako hodnota pH. pH je záporný logaritmus koncentrácie vodíkových iónov. Čím vyššia je koncentrácia vodíkových iónov, tým nižšie pH. Nízka hodnota pH znamená vyššiu kyslosť.
Podľa kyslosti látok existujú dva typy kyselín ako silné kyseliny a slabé kyseliny. Silné kyseliny spôsobujú vyššiu úroveň kyslosti vo vodnom prostredí, zatiaľ čo slabé kyseliny spôsobujú nízku kyslosť. Silné kyseliny môžu úplne disociovať na ióny, čím sa uvoľnia všetky možné vodíkové ióny (H+). Naproti tomu slabá kyselina čiastočne disociuje a uvoľňuje len niektoré vodíkové ióny. Kyseliny môžu byť tiež kategorizované ako monoprotické kyseliny a polyprotické kyseliny; monoprotické kyseliny uvoľňujú jeden vodíkový ión na molekulu, zatiaľ čo polyprotické kyseliny uvoľňujú viac vodíkových iónov na molekulu.
Kyslosť kyselín je určená pKa kyseliny. pKa je záporný logaritmus Ka. Ka je kyslá disociačná konštanta roztoku. Je to kvantitatívne meranie sily kyseliny v roztoku (alebo kyslosti). Znížte pKa, tým silnejšia je kyselina. Čím vyššie je pKa, tým je kyselina slabšia.
Obrázok 01: Citrónová šťava má vysokú kyslosť
Pravidelné trendy kyslosti chemických prvkov v podstate závisia od ich hodnôt elektronegativity. Elektronegativita chemických prvkov sa v priebehu periódy zvyšuje zľava doprava. Ak je elektronegativita atómu vyššia, môže na ňom veľmi ľahko stabilizovať negatívny atóm, pretože má vyššiu afinitu k elektrónom. Preto sa vodíkové ióny spojené s vysokými elektronegatívnymi atómami ľahko uvoľňujú ako nízko elektronegatívne atómy, čo vedie k vyššej kyslosti. Pri zostupe skupiny v periodickej tabuľke sa kyslosť zvyšuje. Je to preto, že veľkosť atómov sa v skupine zväčšuje. Veľké atómy môžu na nich stabilizovať záporné náboje (distribúciou náboja); preto sa vodíkový ión spojený s veľkým atómom môže ľahko uvoľniť.
Čo je zásaditosť?
Zásaditosť látky je počet atómov vodíka nahraditeľných zásadou v konkrétnej kyseline. Inými slovami, zásaditosť zlúčeniny je počet vodíkových iónov, ktoré môžu úplne reagovať s hydroxidovými iónmi uvoľnenými zásadou.
Obrázok 02: Chemická štruktúra hydroxidového iónu
Faktory, ktoré môžu ovplyvniť zásaditosť zlúčeniny, sú uvedené nižšie.
- Elektronegativita
- Atómový polomer
- Formálne poplatky
Elektronegativita atómu sa vzťahuje na jeho afinitu k elektrónom. Atóm s vysokou elektronegatívnosťou môže priťahovať elektróny v porovnaní s nízko elektronegatívnymi atómami. Čím vyššia elektronegativita, tým nižšia zásaditosť. Aby sa uvoľnil hydroxidový ión, väzbové elektróny medzi atómom kyslíka a zvyškom molekuly by mali byť úplne priťahované atómom kyslíka (atóm kyslíka v hydroxidovej skupine by mal byť elektronegatívny ako druhý atóm, na ktorý je naviazaný). Príklad: ak je zásaditosť ROH vysoká, elektronegativita R je menšia ako elektronegativita atómu kyslíka.
Obrázok 03: Mydlá sú slabé zásady, ktoré vznikajú reakciou mastných kyselín s hydroxidom sodným alebo hydroxidom draselným.
Atómový polomer je ďalším faktorom, ktorý ovplyvňuje zásaditosť zlúčeniny. Ak je polomer atómu malý, hustota elektrónov tohto atómu je vysoká. Hydroxidový ión sa teda môže ľahko uvoľniť. Potom je zásaditosť tejto zlúčeniny pomerne vysoká.
Formálne poplatky sú vo všeobecnosti buď kladné alebo záporné poplatky. Pozitívny formálny náboj indikuje menšiu hustotu elektrónov. Väzbové elektróny teda nemôžu byť úplne priťahované hydroxidovým iónom. Potom sa nemôže ľahko uvoľniť (hydroxidový ión), čo naznačuje nižšiu zásaditosť. Naproti tomu negatívny formálny náboj spôsobuje vyššiu zásaditosť.
Aký je rozdiel medzi kyslosťou a zásaditosťou?
Kyslosť vs. zásaditosť |
|
| Kyslosť je hladina kyseliny v látkach. | Zásaditosť označuje stav, v ktorom je zásada, ktorá môže uvoľňovať hydroxidové ióny (OH-). |
| pH | |
| Kyslosť spôsobuje nízke pH vo vodných médiách. | Zásaditosť spôsobuje vysoké pH vo vodných médiách. |
| Ióny | |
| Kyslosť označuje vysokú koncentráciu vodíkových iónov v médiu. | Zásaditosť označuje vysokú koncentráciu hydroxidových iónov v médiu. |
| Periodické trendy | |
| Kyslosť sa zvyšuje zľava doprava za obdobie a nadol o skupinu. | Zásaditosť klesá zľava doprava o bodku a nadol o skupinu. |
| Efekt elektronegativity | |
| Kyslosť je vysoká, ak je vysoká elektronegativita (atómu, na ktorý je atóm vodíka viazaný). | Basicita je vysoká, ak je elektronegativita (atómu, na ktorý je naviazaný atóm kyslíka alebo hydroxidového iónu) nízka. |
Zhrnutie – Kyslosť vs. zásaditosť
Kyslosť a zásaditosť sú dva základné pojmy používané v chémii. Kyslosť je spôsobená kyslými zlúčeninami. Zásaditosť spôsobujú zásadité zlúčeniny. Kľúčový rozdiel medzi kyslosťou a zásaditosťou je v tom, že kyslosť spôsobuje nízke pH, zatiaľ čo zásaditosť spôsobuje vysoké pH vo vodnom médiu.
