กรดและเบสต่างกันอย่างไร?

ไม่ว่าคุณจะรู้หรือไม่ก็ตาม คุณคงคุ้นเคยกับกรดและเบสมากมาย คุณเคยบีบน้ำมะนาวทับทาโก้ไหม? จากนั้นคุณใช้สารที่เป็นกรด คุณเคยต้องทำความสะอาดท่อระบายน้ำที่อุดตันด้วยสารเคมีหรือไม่? มีแนวโน้มว่าสารเคมีจะเป็นเบสที่แรงมาก ลักษณะที่กัดกร่อนของมันจะช่วยกำจัดทุกสิ่งที่อุดตันท่อระบายน้ำ นี่เป็นตัวอย่างพื้นฐานของกรดและเบส

แต่ในทางเคมีแล้ว อะไรที่ทำให้น้ำมะนาวกับท่อระบายน้ำสะอาดต่างกัน? กรดและเบสมีความคล้ายคลึงกันอย่างไร? ความแตกต่างของกรดและเบสคืออะไร?

กรดและเบสมีคำจำกัดความหลายแบบ คำจำกัดความที่แคบที่สุดคือคำจำกัดความของ Arrhenius นอกจากนี้ยังอาจเป็นระดับกรดและเบสที่เข้าใจได้ง่ายและง่ายที่สุด

อัน กรดอาร์เรเนียส เพิ่มความเข้มข้นของ H⁺ หรือ H₃อู๋⁺ (ไฮโดรเนียมไอออน) เนื่องจากโปรตอนไม่ได้ลอยอยู่ในสารละลายด้วยตัวเอง ฐาน Arrhenius เพิ่มความเข้มข้นของ OH^- ไอออน

ตัวอย่างของกรด Arrhenius คือ HCl เมื่อ HCl แตกตัวในสารละลาย ความเข้มข้นของไฮโดรเนียมไอออนจะเพิ่มขึ้น ตัวอย่างของฐาน Arrhenius คือ NaOH เมื่อ NaOH แตกตัวในน้ำ จะทำให้ความเข้มข้นของไฮดรอกไซด์ไอออนเพิ่มขึ้น

• กรดปล่อยโปรตอนหรือ H⁺, ในน้ำ. เบสปล่อยไฮดรอกไซด์ไอออน OH^-, ในน้ำ.

ปัญหาในการใช้คำจำกัดความของ Arrhenius ก็คือการจำกัดให้คุณอภิปรายเกี่ยวกับสารละลายที่เป็นน้ำเท่านั้น

เพื่อให้สามารถกำหนดปฏิกิริยาได้มากขึ้น the Brønsted-Lowry คำจำกัดความมุ่งเน้นไปที่การถ่ายโอนโปรตอน กรด Brønsted-Lowry คือสปีชีส์ใดๆ ที่บริจาคโปรตอนให้กับโมเลกุลอื่น ฐาน Brønsted-Lowry คือสปีชีส์ที่รับโปรตอนจากโมเลกุลอื่น

สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าคำจำกัดความของ Brønsted-Lowry ขยายคำจำกัดความของกรดและเบส ดังนั้นกรดและเบสของ Arrhenius จึงเป็นกรดและเบสของ Brønsted-Lowry ด้วย

ในที่สุด ลูอิส คำจำกัดความคือคำนิยามที่ครอบคลุมมากที่สุดของกรดและเบส เช่นเดียวกับกรด Arrhenius เป็นกรด Brønsted-Lowry กรด Brønsted-Lowry ก็คือกรด Lewis

ในคำจำกัดความของลูอิส กรดเป็นตัวรับคู่อิเล็กตรอน ด้วยเหตุนี้ กรดจึงสามารถสร้างพันธะโควาเลนต์กับอะไรก็ตามที่จ่ายให้กับอิเล็กตรอน เบสเป็นผู้บริจาคคู่อิเล็กตรอน

• กรดลิวอิสเป็นตัวรับคู่อิเล็กตรอนและเบสลิวอิสเป็นผู้บริจาคคู่อิเล็กตรอน

คุณจะวัดได้อย่างไรว่าสิ่งใดเป็นกรดหรือเบส? คุณสามารถใช้มาตราส่วน pH ซึ่งบอกความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออน ความแตกต่างของกรดและเบสที่มีค่าที่สุดประการหนึ่งเพื่อวัตถุประสงค์ในการระบุตัวตนคือ ความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออน.

เนื่องจากความเข้มข้นของ H⁺ และ OH^- ไอออนในสารละลายมักจะเป็นจำนวนที่น้อยมาก นักวิทยาศาสตร์ในศตวรรษที่ 20 เสนอว่าเป็นวิธีที่ดีกว่าในการ ดูความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนจะกำหนดความเป็นกรดเป็นลอการิทึมลบของไฮโดรเจนไอออน ความเข้มข้น นี่เรียกว่าการวัดค่า pH

หรือ:

pOH คือค่าลบของความเข้มข้นของ OH- ion

ค่า pH จะเพิ่มขึ้นเมื่อความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนลดลง

ค่า pH ที่สูงกว่า 7 แสดงว่าสารละลายนั้นเป็นเบสิก ค่า pH 7 แสดงว่าสารละลายเป็นกลาง ค่า pH ต่ำกว่า 7 แสดงว่าสารละลายมีสภาพเป็นกรด

หากคุณต้องการทราบค่า pH ที่แน่นอนของสารละลาย คุณสามารถใช้เครื่องวัดค่า pH ได้ หากคุณเพียงต้องการทราบว่าเป็นกรดหรือด่าง คุณอาจใช้คำจำกัดความที่ให้ไว้ด้านบนเพื่อคาดเดาอย่างมีการศึกษาว่าสารละลายนั้นเป็นกรดหรือด่าง