Pagrindinis skirtumas – rūgštingumas ir šarmingumas
Junginių rūgštingumas ir šarmingumas yra pH rodikliai. Terpės rūgštingumą sukelia rūgštiniai junginiai, kurie gali išskirti vandenilio jonus (H+), todėl toje terpėje pH yra žemas. Terpės baziškumą lemia baziniai junginiai, kurie gali išskirti hidroksido jonus (OH–), todėl toje terpėje pH yra aukštas. Pagrindinis skirtumas tarp rūgštingumo ir šarmingumo yra tas, kad rūgštingumas lemia žemą pH, o šarmingumas – aukštą pH vandeninėje terpėje.
Kas yra rūgštingumas?
Rūgštingumas yra rūgščių lygis medžiagose. Vandenilio jonų koncentracija (H+) yra pagrindinis parametras, naudojamas rūgštingumui nustatyti. Vandenilio jonų koncentracija išreiškiama pH verte. pH yra neigiamas vandenilio jonų koncentracijos logaritmas. Taigi, didesnė vandenilio jonų koncentracija, mažesnė pH. Žema pH reikšmė rodo didesnį rūgštingumą.
Pagal medžiagų rūgštingumą yra dviejų tipų rūgštys – stipriosios ir silpnosios. Stiprios rūgštys sukelia didesnį rūgštingumą vandeninėje terpėje, o silpnos rūgštys sumažina rūgštingumą. Stiprios rūgštys gali visiškai išsiskirti į jonus, išskirdamos visus įmanomus vandenilio jonus (H+). Priešingai, silpna rūgštis dalinai disocijuoja, išskirdama tik kai kuriuos vandenilio jonus. Rūgštys taip pat gali būti suskirstytos į monoprotines ir poliprotines rūgštis; monoprotinės rūgštys išskiria vieną vandenilio joną vienoje molekulėje, o poliprotinės rūgštys išskiria daugiau vandenilio jonų vienoje molekulėje.
Rūgščių rūgštingumą lemia rūgšties pKa. pKa yra neigiamas Ka logaritmas. Ka yra tirpalo rūgšties disociacijos konstanta. Tai kiekybinis rūgšties stiprumo tirpale (arba rūgštingumo) matavimas. Kuo mažesnis pKa, tuo stipresnė rūgštis. Kuo didesnis pKa, tuo silpnesnė rūgštis.
01 paveikslas: citrinų sultys turi didelį rūgštingumą
Periodinės cheminių elementų rūgštingumo tendencijos iš esmės priklauso nuo jų elektronegatyvumo verčių. Cheminių elementų elektronegatyvumas didėja periodo iš kairės į dešinę. Jei atomo elektronegatyvumas yra didesnis, jis gali labai lengvai stabilizuoti neigiamą atomą, nes jis turi didesnį afinitetą elektronams. Todėl vandenilio jonai, susiję su didelio elektronneigiamo atomo atomais, yra lengvai išsiskiriantys nei mažai elektronneigiamų atomų, todėl padidėja rūgštingumas. Periodinėje lentelėje leidžiantis grupe žemyn, rūgštingumas didėja. Taip yra todėl, kad atomų dydis didėja grupėje. Dideli atomai gali stabilizuoti neigiamus krūvius ant jų (krūvio pasiskirstymu); taigi su dideliu atomu susietas vandenilio jonas gali lengvai išsiskirti.
Kas yra Basicity?
Medžiagos šarmingumas yra vandenilio atomų, kuriuos tam tikroje rūgštyje galima pakeisti baze, skaičius. Kitaip tariant, junginio baziškumas yra vandenilio jonų, galinčių visiškai reaguoti su bazės išskiriamais hidroksido jonais, skaičius.
02 pav.: cheminė hidroksido jonų struktūra
Veiksniai, galintys turėti įtakos junginio baziškumui, išvardyti toliau.
- Elektronegatyvumas
- Atominis spindulys
- Oficialūs mokesčiai
Atomo elektronegatyvumas reiškia jo giminingumą elektronams. Atomas, turintis didelį elektronegatyvumą, gali pritraukti elektronus, palyginti su mažais elektronegatyviais atomais. Kuo didesnis elektronegatyvumas, tuo mažesnis baziškumas. Kad išsiskirtų hidroksido jonas, deguonies atomas turėtų visiškai pritraukti jungties elektronus tarp deguonies atomo ir likusios molekulės (deguonies atomas hidroksido grupėje turėtų būti labiau elektronegatyvus nei kitas atomas, su kuriuo jis yra prijungtas). Pvz.: jei ROH šarmiškumas yra didelis, R elektronegatyvumas yra mažesnis nei deguonies atomo.
03 pav. Muilai yra silpnos bazės, susidarančios riebalų rūgštims reaguojant su natrio hidroksidu arba kalio hidroksidu.
Atominis spindulys yra dar vienas veiksnys, turintis įtakos junginio baziškumui. Jei atomo spindulys mažas, to atomo elektronų tankis yra didelis. Vadinasi, hidroksido jonai gali lengvai išsiskirti. Tada to junginio baziškumas yra palyginti didelis.
Oficialūs krūviai paprastai yra arba teigiami, arba neigiami. Teigiamas formalus krūvis rodo mažesnį elektronų tankį. Vadinasi, jungties elektronų negali visiškai pritraukti hidroksido jonai. Tada jis negali būti lengvai išsiskiriantis (hidroksido jonas), o tai rodo mažesnį šarmiškumą. Priešingai, neigiamas formalus krūvis sukelia didesnį baziškumą.
Kuo skiriasi rūgštingumas ir šarmingumas?
Rūgštingumas prieš baziškumą |
|
| Rūgštingumas yra rūgščių kiekis medžiagose. | Pagrindiškumas reiškia buvimo baze būseną, kuri gali išskirti hidroksido jonus (OH-). |
| pH | |
| Rūgštingumas sukelia žemą pH vandeninėse terpėse. | Bendrumas sukelia aukštą pH vandeninėse terpėse. |
| Jonai | |
| Rūgštingumas rodo didelę vandenilio jonų koncentraciją terpėje. | Pagrindiškumas rodo didelę hidroksido jonų koncentraciją terpėje. |
| Periodinės tendencijos | |
| Rūgštingumas didėja periodu iš kairės į dešinę ir grupe žemyn. | Pagrindiškumas mažėja iš kairės į dešinę tašku ir grupe žemyn. |
| Elektronegatyvumo poveikis | |
| Rūgštingumas yra didelis, jei elektronegatyvumas (atomo, su kuriuo yra prijungtas vandenilio atomas) yra didelis. | Pagrindiškumas yra didelis, jei elektronegatyvumas (atomo, su kuriuo yra prijungtas hidroksido jono deguonies atomas) yra mažas. |
Santrauka – rūgštingumas ir šarmingumas
Rūgštingumas ir šarmingumas yra du pagrindiniai chemijos terminai. Rūgštumą sukelia rūgštiniai junginiai. Baziškumą sukelia baziniai junginiai. Pagrindinis skirtumas tarp rūgštingumo ir šarmingumo yra tas, kad rūgštingumas sukelia žemą pH, o šarmingumas – aukštą pH vandeninėje terpėje.
