Klíčový rozdíl – kyselost vs. zásaditost
Kyselost a zásaditost sloučenin jsou indikátory pH. Kyselost média je způsobena kyselými sloučeninami, které mohou uvolňovat vodíkové ionty (H+), což má za následek nízké pH v tomto médiu. Zásaditost média je způsobena zásaditými sloučeninami, které mohou uvolňovat hydroxidové ionty (OH–), což má za následek vysoké pH v tomto médiu. Klíčový rozdíl mezi kyselostí a zásaditostí je v tom, že kyselost způsobuje nízké pH, zatímco zásaditost způsobuje vysoké pH ve vodném prostředí.
Co je kyselost?
Acidita je hladina kyselosti v látkách. Koncentrace vodíkových iontů (H+) je hlavním parametrem používaným k identifikaci kyselosti. Koncentrace vodíkových iontů je vyjádřena jako hodnota pH. pH je záporný logaritmus koncentrace vodíkových iontů. Čím vyšší koncentrace vodíkových iontů, tím nižší pH. Nízká hodnota pH znamená vyšší kyselost.
Podle kyselosti látek existují dva typy kyselin jako silné kyseliny a slabé kyseliny. Silné kyseliny způsobují vyšší úroveň kyselosti ve vodném prostředí, zatímco slabé kyseliny mají za následek nízkou kyselost. Silné kyseliny mohou zcela disociovat na ionty a uvolňovat všechny možné vodíkové ionty (H+). Naproti tomu slabá kyselina částečně disociuje a uvolňuje pouze některé vodíkové ionty. Kyseliny lze také kategorizovat jako monoprotické kyseliny a polyprotické kyseliny; monoprotické kyseliny uvolňují jeden vodíkový iont na molekulu, zatímco polyprotické kyseliny uvolňují více vodíkových iontů na molekulu.
Acidita kyselin je určena pKa kyseliny. pKa je záporný logaritmus Ka. Ka je kyselá disociační konstanta roztoku. Jde o kvantitativní měření síly kyseliny v roztoku (nebo kyselosti). Snižte pKa, tím silnější je kyselina. Čím vyšší je pKa, tím slabší je kyselina.
Obrázek 01: Citronová šťáva má vysokou kyselost
Pravidelné trendy kyselosti chemických prvků v zásadě závisí na jejich hodnotách elektronegativity. Elektronegativita chemických prvků se v průběhu periody zvyšuje zleva doprava. Pokud je elektronegativita atomu vyšší, může na něm velmi snadno stabilizovat negativní atom, protože má vyšší afinitu k elektronům. Proto se vodíkové ionty spojené s vysoce elektronegativními atomy snadno uvolňují než nízko elektronegativní atomy, což má za následek vyšší kyselost. Při sestupu o skupinu v periodické tabulce se kyselost zvyšuje. Je to proto, že velikost atomů se ve skupině zvyšuje. Velké atomy mohou na nich stabilizovat záporné náboje (distribucí náboje); proto se může snadno uvolnit vodíkový iont spojený s velkým atomem.
Co je zásaditost?
Basicita látky je počet atomů vodíku nahraditelných zásadou v konkrétní kyselině. Jinými slovy, zásaditost sloučeniny je počet vodíkových iontů, které mohou zcela reagovat s hydroxidovými ionty uvolněnými zásadou.
Obrázek 02: Chemická struktura hydroxidového iontu
Faktory, které mohou ovlivnit zásaditost sloučeniny, jsou uvedeny níže.
- Elektronegativita
- Atomový poloměr
- Formální poplatky
Elektronegativita atomu se týká jeho afinity k elektronům. Atom s vysokou elektronegativitou může přitahovat elektrony ve srovnání s atomy s nízkou elektronegativitou. Čím vyšší elektronegativita, tím nižší zásaditost. Aby se uvolnil hydroxidový iont, elektrony vazby mezi atomem kyslíku a zbytkem molekuly by měly být atomem kyslíku zcela přitahovány (atom kyslíku v hydroxidové skupině by měl být elektronegativnější než druhý atom, ke kterému je vázán). Př.: je-li bazicita ROH vysoká, elektronegativita R je menší než elektronegativita atomu kyslíku.
Obrázek 03: Mýdla jsou slabé zásady vzniklé reakcí mastných kyselin s hydroxidem sodným nebo hydroxidem draselným.
Atomový poloměr je dalším faktorem, který ovlivňuje zásaditost sloučeniny. Pokud je atomový poloměr malý, elektronová hustota tohoto atomu je vysoká. Hydroxidový iont se tedy může snadno uvolnit. Potom je zásaditost této sloučeniny poměrně vysoká.
Formální poplatky jsou obecně buď kladné nebo záporné náboje. Kladný formální náboj ukazuje na nižší hustotu elektronů. Vazebné elektrony tedy nemohou být zcela přitahovány hydroxidovým iontem. Pak se nemůže snadno uvolnit (hydroxidový iont), což ukazuje na nižší zásaditost. Naproti tomu záporný formální náboj způsobuje vyšší zásaditost.
Jaký je rozdíl mezi kyselostí a zásaditostí?
Acidita vs. zásaditost |
|
| Acidita je hladina kyselin v látkách. | Basicita označuje stav, kdy je zásada, která může uvolňovat hydroxidové ionty (OH-). |
| pH | |
| Kyselost způsobuje nízké pH ve vodných médiích. | Basicita způsobuje vysoké pH ve vodných médiích. |
| Iony | |
| Kyselost označuje vysokou koncentraci vodíkových iontů v médiu. | Basicita označuje vysokou koncentraci hydroxidových iontů v médiu. |
| Periodické trendy | |
| Kyselost se zvyšuje zleva doprava za období a dolů po skupině. | Basicita klesá zleva doprava o tečku a dolů o skupinu. |
| Vliv elektronegativity | |
| Kyselost je vysoká, pokud je vysoká elektronegativita (atomu, ke kterému je atom vodíku vázán). | Basicita je vysoká, pokud je elektronegativita (atomu, ke kterému je atom kyslíku nebo hydroxidového iontu vázán) nízká. |
Shrnutí – Acidita vs. zásaditost
Kyselost a zásaditost jsou dva základní pojmy používané v chemii. Kyselost je způsobena kyselými sloučeninami. Zásaditost je způsobena zásaditými sloučeninami. Klíčový rozdíl mezi kyselostí a zásaditostí je v tom, že kyselost způsobuje nízké pH, zatímco zásaditost způsobuje vysoké pH ve vodném prostředí.
