Sõltumata sellest, kas te seda teate, tunnete tõenäoliselt paljusid happeid ja aluseid. Kas olete kunagi tako peale laimimahla pressinud? Siis olete kasutanud happelist ainet. Kas olete kunagi pidanud ummistunud äravoolu kemikaaliga puhastama? Tõenäoliselt on kemikaal väga tugev alus. Selle söövitav olemus aitab vabaneda kogu kraanist, mis ummistab äravoolu. Need on põhilised näited hapetest ja alustest.
Kuid mis on see, mis muudab laimimahla ja äravoolupuhasti teistsuguseks keemiliselt? Millised on hapete ja aluste sarnasused? Millised on happe ja aluse erinevused?
Hapete ja aluste keemiline määratlus
Happeid ja aluseid on mitu määratlust. Kõige kitsam määratlus on Arrheniuse määratlus. See võib olla ka hapete ja aluste määratlemise kõige intuitiivsem ja lihtsam tase.
An Arrheniuse hape suurendab H kontsentratsiooni+ või H3O+ (hüdrooniumioon), kuna prootonid ei hõlma ise lahuses ringi. Arrheniuse alus suurendab OH kontsentratsiooni- ioonid.
Arrheniuse happe näiteks on HCl. Kui HCl lahuses dissotsieerub, suureneb hüdrooniumioonide kontsentratsioon. Arrheniuse aluse näide on NaOH. Kui NaOH vees dissotsieerub, suurendab see hüdroksiidi ioonide kontsentratsiooni.
Näpunäited
Hapetest eraldub prooton ehk H+, vees. Alustest eraldub hüdroksiidioon, OH-, vees.
Arrheniuse definitsioonide kasutamise probleem on see, et see piirdub ainult vesilahuste arutamisega.
Et oleks võimalik määratleda rohkem reaktsioone, Brønsted-Lowry määratlus keskendub prootonite ülekandele. Brønsted-Lowry hape on mis tahes liik, mis annetab prootoni teisele molekulile. Brønsted-Lowry alus on mis tahes liik, mis aktsepteerib teise molekuli prootoni.
Oluline on märkida, et Brønsted-Lowry definitsioonid laiendavad hapete ja aluste määratlust, seega on Arrheniuse happed ja alused ka Brønsted-Lowry happed ja alused.
Lõpuks Lewis määratlus on hapete ja aluste kõige kõikehõlmavam määratlus. Nii nagu Arrheniuse hape on Brønsted-Lowry hape, on Brønsted-Lowry hape Lewise hape.
Lewise määratluses on happed elektronpaaride aktseptorid. Selle tulemusena on hape võimeline moodustama kovalentse sideme kõigega, mis elektrone toidab. Alused on elektronpaaride doonorid.
Näpunäited
Lewise happed on elektronipaari aktseptorid ja Lewise alused elektronpaaride doonorid.
PH-skaala kasutamine
Kuidas saab tegelikult mõõta, kas miski on hape või alus? Võite kasutada pH-skaalat, mis ütleb teile vesinikioonide kontsentratsiooni. Üks väärtuslikumaid happeid ja aluseid on identifitseerimise eesmärgil vesinikioonide kontsentratsioon.
Kuna H kontsentratsioon+ ja OH- ioonid lahustes on sageli väga väike arv, 20. sajandi teadlane pakkus sellele paremat viisi vesinikioonide kontsentratsiooni uurimine oleks happesuse määratlemine vesinikioonide negatiivse logaritmina kontsentratsioon. Seda nimetatakse pH mõõtmiseks.
Või:
POH on OH-iooni kontsentratsiooni negatiivne log.
PH suureneb, kui vesinikioonide kontsentratsioon väheneb.
PH üle 7 näitab, et lahus on aluseline. PH 7 näitab, et lahus on neutraalne. PH alla 7 näitab, et lahus on happeline.
Kui peate teadma lahuse täpset pH-d, võite kasutada pH-meetrit. Kui peate teadma, kas see on happeline või aluseline, võite tõenäoliselt kasutada ülaltoodud määratlusi, et teha haritud oletus selle kohta, kas lahus on happeline või aluseline.