Γενικά χαρακτηριστικά οξέων και βάσεων

Τα οξέα και οι βάσεις είναι ενώσεις με ένα σημαντικό κοινό: Όταν τα βυθίζετε σε διάλυμα, απελευθερώνουν ελεύθερα ιόντα. Σε ένα υδατικό διάλυμα, το οποίο είναι το πιο κοινό, ο παραδοσιακός τρόπος διαφοροποίησής τους είναι ότι ένα οξύ απελευθερώνει θετικό υδρογόνο (H⁺) ιόντα ενώ μια βάση απελευθερώνει αρνητικό υδροξείδιο (ΟΗ^-) αυτοί. Οι χημικοί μετρούν την ισχύ ενός οξέος ή βάσης από το pH του, που είναι ένας όρος που αναφέρεται στην «ισχύ του υδρογόνου». Το μεσαίο σημείο της κλίμακας pH είναι ουδέτερο. Οι ενώσεις με pH χαμηλότερο από την τιμή του μέσου σημείου είναι όξινες ενώ εκείνες με υψηλότερη τιμή είναι βασικές ή αλκαλικές.

TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)

Τα οξέα έχουν ξινή γεύση ενώ οι βάσεις έχουν πικρή γεύση. Ένα οξύ αντιδρά με μέταλλα για να παράγει φυσαλίδες αερίου υδρογόνου ενώ μια βάση αισθάνεται λεπτή στην αφή. Τα οξέα μετατρέπουν το μπλε χαρτί του λίτρου σε κόκκινο, ενώ οι βάσεις γίνονται το κόκκινο χαρτί του λυμού σε μπλε.

Η θεωρία μιας όξινης ή βασικής ένωσης ως μιας που απελευθερώνει ιόντα υδρογόνου ή υδροξειδίου αντίστοιχα εισήχθη από τον Σουηδό χημικό Svante Arrhenius το 1884. Η θεωρία Arrhenius γενικά εξηγεί πώς τα οξέα και οι βάσεις συμπεριφέρονται σε διάλυμα και γιατί συνδυάζονται για να σχηματίσουν άλατα, αλλά Δεν εξηγεί γιατί ορισμένες ενώσεις που δεν περιέχουν ιόντα υδροξειδίου, όπως η αμμωνία, μπορούν να σχηματίσουν βάσεις λύση.

Η θεωρία Brønsted-Lowry, που εισήχθη το 1923 από τους χημικούς Johannes Nicolaus Brønsted και Thomas Martin Lowry, το διορθώνει ορίζοντας τα οξέα ως δότες πρωτονίων και βάσεις ως αποδέκτες πρωτονίων. Αυτός είναι ο ορισμός που οι χημικοί βασίζονται συχνότερα κατά την ανάλυση υδατικών διαλυμάτων.

Μια τρίτη θεωρία, που εισήχθη από τον χημικό του Berkeley G.N. Ο Lewis, επίσης το 1923, θεωρεί οξέα ως δέκτες ζευγών ηλεκτρονίων και βάσεις ως δότες ζευγών ηλεκτρονίων. Η θεωρία του Lewis έχει το πλεονέκτημα της συμπερίληψης ενώσεων που δεν περιέχουν καθόλου υδρογόνο, έτσι επιμηκύνει τον κατάλογο των αντιδράσεων οξέος-βάσης.

Η κλίμακα pH αναφέρεται στη συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου σε διάλυμα με βάση το νερό. Είναι ο αρνητικός λογάριθμος της συγκέντρωσης ιόντων υδρογόνου: pH = -log [H +]. Η κλίμακα κυμαίνεται από 0 έως 14 και η τιμή 7 είναι ουδέτερη. Καθώς η συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου αυξάνεται, το ρΗ μειώνεται, έτσι οι τιμές μεταξύ 0 και 7 δείχνουν οξέα, ενώ οι τιμές από 7 έως 14 είναι βασικές. Πολύ υψηλές και πολύ χαμηλές τιμές του pH υποδεικνύουν επικίνδυνα διαβρωτικά διαλύματα.

Εάν συγκρίνατε τη γεύση ενός όξινου διαλύματος με ένα βασικό - κάτι που δεν συνιστάται εάν το pH είναι πολύ υψηλή ή πολύ χαμηλή - θα διαπιστώσετε ότι ένα όξινο διάλυμα έχει γεύση ξινό, ενώ το βασικό έχει γεύση πικρός. Η ξινή γεύση στα εσπεριδοειδή οφείλεται στο κιτρικό οξύ που περιέχουν, το ξίδι είναι ξινό επειδή περιέχει οξικό οξύ και το ξινό γάλα έχει υψηλή περιεκτικότητα σε γαλακτικό οξύ. Το αλκαλικό μεταλλικό νερό, από την άλλη πλευρά, έχει ήπια αλλά αισθητά πικρή γεύση.

Όταν ένα αλκαλικό διάλυμα όπως η αμμωνία και το νερό συνδυάζεται με λιπαρά οξέα, δημιουργεί σαπούνι. Αυτό συμβαίνει σε μικρή κλίμακα όταν τρέχετε μια βασική λύση μεταξύ των δακτύλων σας. Το διάλυμα αισθάνεται ολισθηρό ή αδύνατο στην αφή γιατί το αλκαλικό διάλυμα συνδυάζεται με τα λιπαρά οξέα στα δάχτυλά σας.

Ένα όξινο διάλυμα δεν αισθάνεται γλοιώδες, αλλά θα δημιουργήσει φυσαλίδες εάν βυθίσετε μέταλλο σε αυτό. Τα ιόντα υδρογόνου αντιδρούν με το μέταλλο για να παράγουν αέριο υδρογόνο, το οποίο διοχετεύεται στην κορυφή του διαλύματος και διαλύεται.

Το παλιό τεστ για οξέα και βάσεις, το χαρτί litmus είναι διηθητικό χαρτί που έχει υποστεί επεξεργασία με βαφές κατασκευασμένες από λειχήνες. Ένα οξύ γίνεται μπλε χαρτί litmus κόκκινο, ενώ μια βάση γίνεται κόκκινο χαρτί litmus μπλε. Η δοκιμή litmus λειτουργεί καλύτερα εάν το pH είναι κάτω από 4,5 ή υψηλότερο από 8,3.