მჟავების და ბაზების ზოგადი მახასიათებლები

მჟავები და ბაზები არის ნაერთები, რომელთაც აქვთ ერთი მნიშვნელოვანი რამ: როდესაც მათ წყალში ხსნით, ისინი თავისუფალ იონებს გამოყოფენ. წყალხსნარში, რომელიც ყველაზე ხშირად გვხვდება, მათი დიფერენცირების ტრადიციული გზაა ის, რომ მჟავა გამოყოფს დადებით წყალბადს (H⁺) იონებს, ხოლო ფუძე გამოყოფს უარყოფით ჰიდროქსიდს (OH)^-) პირობა. ქიმიკოსები მჟავას ან ფუძის სიმკვრივეს იზომება მისი pH– ით, რაც არის ტერმინი, რომელიც ეხება „წყალბადის სიმძლავრეს“. PH მასშტაბის შუა წერტილი ნეიტრალურია. ნაერთები, რომელთაც საშუალო წერტილზე ნაკლები pH აქვთ, მჟავეა, ხოლო უფრო მაღალი მნიშვნელობის მქონე ძირითადი ან ტუტეა.

TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)

მჟავებს მჟავე გემო აქვს, ბაზებს კი მწარე. მჟავა რეაგირებს ლითონებთან და წარმოქმნის წყალბადის გაზის ბუშტებს, ხოლო ფუძეს ეტყობა შეხებისას. მჟავები ლურჯი ლაკმუსის ქაღალდს წითლად აქცევს, ბაზები კი წითელ ლაკმუსის ქაღალდს ლურჯად აქცევს.

მჟავე ან ძირითადი ნაერთის თეორია, რომელიც წყალბადის ან ჰიდროქსიდის იონებს გამოყოფს, შვედმა ქიმიკოსმა სვანტე არენიუსმა შემოიღო 1884 წელს. არენიუსის თეორია ზოგადად განმარტავს, თუ როგორ იქცევიან მჟავები და ბაზები ხსნარში და რატომ აერთიანებენ მარილებს, მაგრამ მასში არ არის განმარტებული, თუ რატომ შეიძლება გარკვეული ნაერთები, რომლებიც არ შეიცავს ჰიდროქსიდის იონებს, მაგალითად, ამიაკს, ბაზების ფორმირებაში გამოსავალი

ბრინსტედ-ლოურის თეორია, რომელიც 1923 წელს შემოიღეს ქიმიკოსებმა იოჰანეს ნიკოლაუს ბრონსტედმა და ტომას მარტინ ლოურმა, ასწორებს ამას მჟავების პროტონის დონორებად და ბაზებად, როგორც პროტონის მიმღებად. ეს არის განსაზღვრება, რომელსაც ქიმიკოსები ყველაზე ხშირად ეყრდნობიან წყალხსნარების ანალიზისას.

მესამე თეორია, რომელიც შემოიტანა ბერკლის ქიმიკოსმა გ.ნ. ლუისი, ასევე 1923 წელს, მჟავებს განიხილავს, როგორც ელექტრონული წყვილების მიმღებებს და ბაზებს, როგორც ელექტრონული წყვილების დონორებს. ლუისის თეორია უპირატესობა აქვს ნაერთების შეტანას, რომლებიც საერთოდ არ შეიცავს წყალბადს, ამიტომ აგრძელებს მჟავა-ტუტოვანი რეაქციების ჩამონათვალს.

PH მასშტაბი გულისხმობს წყალბადის იონების კონცენტრაციას წყალზე დაფუძნებულ ხსნარში. ეს არის წყალბადის იონის კონცენტრაციის უარყოფითი ლოგარითმი: pH = -log [H +]. მასშტაბი 0-დან 14-მდეა, ხოლო 7-ის მნიშვნელობა ნეიტრალურია. წყალბადის იონების კონცენტრაციის ზრდასთან ერთად, pH მცირედება, ამიტომ 0-დან 7-მდე მნიშვნელობები მიუთითებს მჟავებზე, ხოლო 7-დან 14-მდე მნიშვნელობები არის ძირითადი. PH- ის ძალიან მაღალი და ძალიან დაბალი მაჩვენებლები მიუთითებს საშიშად კოროზიულ ხსნარებზე.

თუ თქვენ შეადარებთ მჟავე ხსნარის გემოს ძირითადს - ეს არ არის მიზანშეწონილი, თუ pH ძალიან მაღალია ან ძალიან დაბალი - ნახავთ, რომ მჟავე ხსნარი მჟავეა, ხოლო ძირითადი - გემოთი მწარე ციტრუსის ხილის მჟავე გემო განპირობებულია მათ შემცველ ლიმონმჟავას, ძმარი არის მჟავე, რადგან ის შეიცავს ძმარმჟავას, ხოლო მჟავე რძეში დიდი რაოდენობით არის რძემჟავა. მეორეს მხრივ, მინერალური წყლის ალკალიზაციას აქვს მსუბუქი, მაგრამ შესამჩნევად მწარე გემო.

როდესაც ტუტე ხსნარი, როგორიცაა ამიაკი და წყალი, ცხიმოვან მჟავებთან ერწყმის, ის ამზადებს საპონს. ეს არის ის, რაც ხდება მცირე მასშტაბით, როდესაც შენს თითებს შორის ძირითადი ხსნარი გაუშვით. ხსნარი შეხებისას მოლიპულ ან სუსტად გრძნობს თავს, რადგან ტუტე ხსნარი აერთიანებს თითებზე არსებულ ცხიმოვან მჟავებს.

მჟავე ხსნარი არ გრძნობს თავს დუნედ, მაგრამ ბუშტებს გახდის, თუ მასში ლითონს ჩაყრით. წყალბადის იონები რეაგირებენ ლითონთან და წარმოქმნიან წყალბადის გაზს, რომელიც ბუშტუკებით გადადის ხსნარის თავზე და იშლება.

საუკუნოვან ტესტს მჟავებსა და ბაზებზე, ლაკმუსის ქაღალდზე არის ფილტრის ქაღალდი, რომელიც დამუშავებულია ლიქენებისგან დამზადებული საღებავებით. მჟავა ხდება ლურჯი ლაკმუსის ქაღალდის წითელი, ხოლო ფუძე ხდება წითელი ლაკმუსის ქაღალდის ლურჯი. ლაკმუსის ტესტი საუკეთესოდ მუშაობს, თუ pH ნაკლებია 4,5-ზე ან 8,3-ზე მეტი.