Riippumatta siitä, tiedätkö sen, tunnet todennäköisesti monet hapot ja emäkset. Oletko koskaan puristanut limen mehua takon yli? Sitten olet käyttänyt happamaa ainetta. Oletko koskaan joutunut puhdistamaan tukkeutuneen viemärin kemikaalilla? On todennäköistä, että kemikaali on erittäin vahva perusta. Sen syövyttävä luonne auttaa pääsemään eroon kaikista tavaroista, jotka tukkivat viemärin. Nämä ovat emäksisiä esimerkkejä hapoista ja emäksistä.
Mutta mikä kemiallisesti tekee kalkkimehusta ja viemärinpuhdistimesta erilaisen? Mitkä ovat yhtäläisyydet happojen ja emästen välillä? Mitkä ovat happo- ja emäserot?
Happojen ja emästen kemiallinen määritelmä
Happoja ja emäksiä on useita määritelmiä. Kapein määritelmä on Arrhenius-määritelmä. Se voi myös olla kaikkein intuitiivisin ja helpoin happojen ja emästen määrittelytaso.
An Arrhenius-happo lisää H-pitoisuutta+ tai H3O+ (hydroniumioni), koska protonit eivät oikeastaan kellu liuoksessa itsestään. Arrhenius-emäs lisää OH: n pitoisuutta- ioneja.
Esimerkki Arrhenius-haposta on HCl. Kun HCI hajoaa liuoksessa, hydroniumionipitoisuus kasvaa. Esimerkki Arrhenius-emäksestä on NaOH. Kun NaOH hajoaa vedessä, se lisää hydroksidi-ionien pitoisuutta.
Vinkkejä
Hapot vapauttavat protonin tai H: n+, vedessä. Emäkset vapauttavat hydroksidi-ionin, OH-, vedessä.
Arrhenius-määritelmien käytössä on ongelma, että se rajoittaa keskustelemaan vain vesiliuoksista.
Jotta voidaan määrittää enemmän reaktioita, Brønsted-Lowry määritelmä keskittyy protonien siirtoon. Brønsted-Lowry-happo on mikä tahansa laji, joka luovuttaa protonin toiselle molekyylille. Brønsted-Lowry-emäs on mikä tahansa laji, joka hyväksyy protonin toisesta molekyylistä.
On tärkeää huomata, että Brønsted-Lowry-määritelmät laajentavat happojen ja emästen määritelmää, joten Arrhenius-hapot ja emäkset ovat myös Brønsted-Lowry-happoja ja emäksiä.
Lopuksi Lewis määritelmä on happojen ja emästen kattavin määritelmä. Aivan kuten Arrhenius-happo on Brønsted-Lowry -happo, Brønsted-Lowry -happo on Lewisin happo.
Lewisin määritelmässä hapot ovat elektroniparien hyväksyjiä. Tämän seurauksena happo pystyy muodostamaan kovalenttisen sidoksen mihin tahansa elektronien syöttöön. Emäkset ovat elektroniparien luovuttajia.
Vinkkejä
Lewis-hapot ovat elektroniparien hyväksyjiä ja Lewis-emäkset ovat elektroniparien luovuttajia.
PH-asteikon käyttö
Kuinka voit todella mitata, onko jokin happo vai emäs vai ei? Voit käyttää pH-astetta, joka kertoo vetyionien pitoisuuden. Yksi arvokkaimmista happojen ja emästen eroista tunnistamista varten on vetyionien pitoisuus.
H-pitoisuutena+ ja OH- ioneja ratkaisuissa on usein hyvin pieni määrä, 1900-luvun tiedemies ehdotti parempaa tapaa tarkastelemalla vetyionipitoisuutta olisi määriteltävä happamuus vetyionin negatiiviseksi logaritmiksi pitoisuus. Tätä kutsutaan pH-mittaukseksi.
Tai:
POH on OH-ionipitoisuuden negatiivinen log.
PH nousee vetyionipitoisuuden laskiessa.
PH yli 7 osoittaa, että liuos on emäksinen. PH 7 osoittaa, että liuos on neutraali. PH alle 7 osoittaa, että liuos on hapan.
Jos haluat tietää liuoksen tarkan pH: n, voit käyttää pH-mittaria. Jos sinun tarvitsee vain tietää, onko se hapan vai emäksinen, voit todennäköisesti käyttää yllä annettuja määritelmiä opettaaksesi arvata, onko liuos hapan vai emäksinen.