Peamine erinevus – happesus vs aluselisus
Ühendite happesus ja aluselisus näitavad pH-d. Söötme happesust põhjustavad happelised ühendid, mis võivad vabastada vesinikioone (H+), mille tulemuseks on madal pH selles keskkonnas. Söötme aluselisus on põhjustatud aluselistest ühenditest, mis võivad vabastada hüdroksiidioonid (OH–), mille tulemuseks on selle keskkonna kõrge pH. Peamine erinevus happesuse ja aluselisuse vahel on see, et happesus põhjustab madala pH, samas kui aluselisus põhjustab vesikeskkonnas kõrge pH.
Mis on happesus?
Happesus on ainete happesisaldus. Vesinikuioonide kontsentratsioon (H+) on peamine parameeter, mida kasutatakse happesuse tuvastamiseks. Vesinikuioonide kontsentratsiooni väljendatakse pH väärtusena. pH on vesinikioonide kontsentratsiooni negatiivne logaritm. Seega, mida kõrgem on vesinikuioonide kontsentratsioon, seda madalam on pH. Madal pH väärtus näitab kõrgemat happesust.
Ainete happesuse järgi eristatakse kahte tüüpi happeid: tugevad ja nõrgad happed. Tugevad happed põhjustavad vesikeskkonnas kõrgemat happesust, samas kui nõrgad happed põhjustavad madalat happesust. Tugevad happed võivad täielikult dissotsieeruda ioonideks, vabastades kõik võimalikud vesinikuioonid (H+). Seevastu nõrk hape dissotsieerub osaliselt, vabastades ainult mõned vesinikuioonid. Happeid võib liigitada ka monoprootseteks ja polüprootseteks hapeteks; monoprootsed happed vabastavad ühe vesinikuiooni molekuli kohta, samas kui polüprootsed happed vabastavad rohkem vesinikioone molekuli kohta.
Hapete happesuse määrab happe pKa. pKa on Ka negatiivne logaritm. Ka on lahuse happe dissotsiatsioonikonstant. See on happe tugevuse kvantitatiivne mõõtmine lahuses (või happesus). Mida madalam on pKa, seda tugevam on hape. Mida kõrgem on pKa, seda nõrgem on hape.
Joonis 01: Sidrunimahl on kõrge happesusega
Keemiliste elementide happesuse perioodilised trendid sõltuvad põhiliselt nende elektronegatiivsuse väärtustest. Keemiliste elementide elektronegatiivsus suureneb perioodi vasakult paremale. Kui aatomi elektronegatiivsus on kõrgem, saab see negatiivse aatomi väga lihts alt stabiliseerida, kuna sellel on suurem afiinsus elektronide suhtes. Seetõttu vabanevad kõrge elektronegatiivsete aatomitega seotud vesinikuioonid kergesti kui madala elektronegatiivsete aatomitega, mille tulemuseks on suurem happesus. Perioodilisuse tabeli rühma alla minnes suureneb happesus. Seda seetõttu, et aatomite suurus suureneb rühmas allapoole. Suured aatomid suudavad stabiliseerida nende negatiivseid laenguid (laengujaotuse abil); seega võib suure aatomiga seotud vesinikuioon kergesti vabaneda.
Mis on Basicity?
Aine aluselisus on alusega asendatavate vesinikuaatomite arv konkreetses happes. Teisisõnu, ühendi aluselisus on vesinikuioonide arv, mis suudavad täielikult reageerida aluse vabastatud hüdroksiidioonidega.
Joonis 02: Hüdroksiidioonide keemiline struktuur
Tegurid, mis võivad mõjutada ühendi aluselisust, on loetletud allpool.
- Elektronegatiivsus
- Aatomiraadius
- Ametlikud tasud
Aatomi elektronegatiivsus viitab selle afiinsusele elektronide suhtes. Kõrge elektronegatiivsusega aatom võib madala elektronegatiivsusega aatomitega võrreldes elektrone ligi tõmmata. Suurem elektronegatiivsus, madalam aluselisus. Hüdroksiidiooni vabastamiseks peaksid hapnikuaatomi ja ülejäänud molekuli vahelised sidemeelektronid olema täielikult hapnikuaatomi poolt ligi tõmmatud (hüdroksiidrühmas olev hapnikuaatom peaks olema elektronegatiivsem kui teine aatom, millega ta on seotud). Näide: kui ROH aluselisus on kõrge, on R elektronegatiivsus väiksem kui hapnikuaatomil.
Joonis 03: Seebid on nõrgad alused, mis tekivad rasvhapete reaktsioonil naatriumhüdroksiidi või kaaliumhüdroksiidiga.
Aatomiraadius on teine tegur, mis mõjutab ühendi aluselisust. Kui aatomi raadius on väike, on selle aatomi elektrontihedus suur. Seega saab hüdroksiidiooni kergesti vabastada. Siis on selle ühendi aluselisus suhteliselt kõrge.
Formaalsed laengud on üldiselt kas positiivsed või negatiivsed laengud. Positiivne formaalne laeng näitab elektronide väiksemat tihedust. Seega ei saa hüdroksiidiioon sideme elektrone täielikult ligi tõmmata. Siis ei saa seda kergesti vabastada (hüdroksiidi ioon), mis viitab madalamale aluselisusele. Seevastu negatiivne formaalne laeng põhjustab suuremat aluselisust.
Mis vahe on happesusel ja aluselisel?
Happelisus vs aluselisus |
|
| Happesus on ainete happesisaldus. | Aluselisus viitab aluse olekule, mis võib vabastada hüdroksiidioone (OH-). |
| pH | |
| Happesus põhjustab vesikeskkonnas madala pH-taseme. | Aluselisus põhjustab vesikeskkonnas kõrge pH-taseme. |
| Ioonid | |
| Happesus näitab vesinikuioonide suurt kontsentratsiooni keskkonnas. | Aluselisus näitab hüdroksiidioonide suurt kontsentratsiooni keskkonnas. |
| Perioodilised trendid | |
| Happesus suureneb perioodi võrra vasakult paremale ja rühma võrra allapoole. | Aluselisus väheneb perioodi võrra vasakult paremale ja rühma võrra allapoole. |
| Elektronegatiivsuse mõju | |
| Happesus on kõrge, kui elektronegatiivsus (aatomil, millega vesinikuaatom on seotud) on kõrge. | Aluselisus on kõrge, kui elektronegatiivsus (aatomil, millega hüdroksiidiooni hapnikuaatom on seotud) on madal. |
Kokkuvõte – happesus vs aluselisus
Happesus ja aluselisus on kaks keemias kasutatavat põhimõistet. Happesust põhjustavad happelised ühendid. Aluselisus on põhjustatud aluselistest ühenditest. Peamine erinevus happesuse ja aluselisuse vahel on see, et happesus põhjustab madala pH, samas kui aluselisus põhjustab vesikeskkonnas kõrge pH.
