Happe ja aluse erinevus

• 2020

Selliseid aineid, mis annetavad oma vesinikiooni (H +) (prootonidoonor) ja võtavad teise vastu elektroni, nimetatakse happeks . Nende pH on alla 7, 0 . Kuid selliseid aineid, mis võtavad vastu prootoni ja annetavad elektroni, nimetatakse aluseks . Nende pH on üle 7, 0 . Happed on hapud, alused aga kibedad.

Happed ja alused on keemia üks olulisemaid osi, kuid nad täidavad oma olulist rolli ka teises teadusvaldkonnas. On palju definitsioone, mis eristavad aineid happe ja alusena, kuid kõige aktsepteeritumad on Arrheniuse teooria, Bronsted-Lowry teooria ja Lewise happe / aluse teooria. Happed ja alused reageerivad koos soolade moodustumisel.

Happed ja alused on kõikjal, alates duši ajal kasutatavatest seepidest kuni köögis leiduva sidrunhappe või äädika juurde. Kuigi neid on vahel keeruline eristada ja neid kontrollida, pakuti välja mõned teooriad, mida käsitletakse allpool koos lühikirjeldusega.

Võrdlusdiagramm

Happe määratlus

Sõna hape tuleneb ladinakeelsest sõnast 'happed' või 'acere', mis tähendab 'hapu'. Hape on keemilised ained, mis võtavad vastu elektrone ja annetavad vesiniku ioone või prootoneid. Enamik happeid, mis sisaldavad vesinikuga seotud aatomeid, hajub, moodustades vees katiooni ja aniooni.

Happesust mõõdetakse mõne vesinikuiooni olemasolul, seega mida suurem on vesinikuioonide kontsentratsioon, seda suurem on happesus ja seda madalam on lahuste pH. Seda mõõdetakse skaalal vahemikus 1-7 (7 on neutraalne) pH-meetri skaalal .

Mõned happed on tugevad ja mõned nõrgad. Tugevad happed on need, mis vees hajub täielikult, näiteks vesinikkloriidhape, mis vees lahustumisel hajub täielikult ioonideks. Selliseid happeid, mis dissotsieeruvad osaliselt vees ja seetõttu sisaldab lahus vett, hapet ja ioone, nimetatakse nõrkadeks hapeteks, näiteks äädikhappeks.

Peamiselt määratletakse happeid mitmel viisil, kuid Arrheniuse või Bronsted-Lowry hape on vastuvõetav. Ehkki Lewise hapet nimetatakse “Lewise happeks”, ei hõlma need määratlused sama molekulide komplekti.

Arrheniuse kontseptsioon - seda võib määratleda kui ainet, kui see lisatakse vette, suurendab vesinikuiooni (H +) kontsentratsiooni happeks.

Bronsted-Lowry kontseptsioon - selles öeldakse, et hape on prootonidoonor. See teooria määratleb ained vees lahustumata, mistõttu seda kasutatakse laialdaselt ja aktsepteeritakse.

Lewise hape - on teatud ühendeid, mis ei sisalda vesinikuaatomit, kuid mis kvalifitseeruvad happeks nagu boortrifluoriid, alumiiniumtrikloriid. Niisiis nimetatakse sellist ühendit, mis aktsepteerib elektronpaari kovalentse sideme moodustamiseks, Lewise happeks.

Hapete omadused

• Sööbiv (nahk põletab).
• PH on alla 7.
• Muudab sinise lakmuspaberi punaseks.
• Reageerib metallidega, moodustades vesiniku.
• Reageerib alustega, moodustades soola ja vett.
• Reageerib koos karbonaatidega, moodustades süsinikdioksiidi, vee ja soola.
• Hapu maitse.
• Lahustage vesinikuioonid (H +) lahustunud vees.

Tähtsus

Bioloogiliselt sisaldavad nukleiinhapped nagu DNA (desoksü ribonukleiinhapped) ja RNA (ribonukleiinhapped) geneetilist teavet ja muud on pärilikkusmaterjal, mida kantakse ühelt põlvkonnalt teisele. Isegi aminohapetel on suur tähtsus, kuna need aitavad valkude tootmisel. Olulist rolli mängivad ka rasvhapped ja nende derivaadid - karboksüülhapete rühmad.

Isegi vesinikkloriidhapped, mis on loomade maos erituva maohappe osa, aitavad valke ja polüsahhariide hüdrolüüsida. Happed on abiks ka kaitsemehhanismides nagu sipelgad, mis tekitavad sipelghapet, samas kui kaheksajalad toodavad musta hapet, mida nimetatakse melaniiniks.

Looduses leiduvad muud happed, nagu piimhape, äädikas, väävelhape, sidrunhape, on tuntud oma erinevate ja oluliste kasutusalade poolest.

Aluse määratlus

Alused annetavad elektrone ja võtavad vastu vesiniku ioone või prootoneid. Aluseid võib pidada happe keemiliste ainete vastandiks olevaks kemikaaliks, kuna vees on aluse roll vähendada hüdrooniumi (H ₃ O +) iooni kontsentratsiooni, samal ajal kui hape suurendab selle kontsentratsiooni. Ehkki on näha, et mõned tugevad happed toimivad ka alustena. Aluseid mõõdetakse pH-meetri skaalal vahemikus 7-14 .

Aluste ja leeliste vahel on aga palju segadust. Paljud alused ei lahustu vees, kuid kui alus lahustub vees, nimetatakse seda leeliseks . Kui vesilahus reageerib alus happega ja lahus muutub neutraalseks, siis nimetatakse seda neutraliseerimisreaktsiooniks .

Näiteks on naatriumhüdroksiid nii alus kui ka leelis, kuna see neutraliseerib happed igas happe-aluse reaktsioonis; teiseks on see vees lahustuv. Teisest küljest on vaseoksiid alus, kuid mitte leelis, kuna see neutraliseerib happe vesilahuses, kuid ei lahustu vees.

Tugev alus on keemiline ühend, mis deprotoneeritakse või eemaldab happe-aluse reaktsioonis väga nõrga happe molekulist prootoni (H +). Tugeva aluse näideteks on leelismetallide ja leelismuldmetallide hüdroksiidid, näiteks naatriumhüdroksiid ja kaltsiumhüdroksiid. Nõrk alus on aine, mis ei ioniseeri vesilahuses täielikult või nende protoneerimine on puudulik.

Arrheniuse kontseptsioon - ainet, mis tekitab vesilahuses hüdroksiidioone (OH–), nimetatakse alusena. Näiteks naatriumhüdroksiid (NaOH) dissotsieerub vees ja annab Na + ja OH– ioone. Selliseid aineid nagu LiOH, Ba (OH) 2, NaOH võib nimetada Arrheniuse alusena. Kuid see teooria piirdus ainetega, mis oma valemis sisaldavad hüdroksiidi, ja oli rakendatav ainult vesilahustes. Selle tõttu tekkis veel üks Bronsted-Lowry teooriaks nimetatud mõiste.

Bronsted-Lowry kontseptsioon - selle teooria kohaselt nimetatakse aluseks ainet, mis suudab vastu võtta vesiniku ioone (H +) või prootoneid.

Lewise alus - pärast Bronsted-Lowry hapete ja aluste kontseptsiooni kõige laialdasemalt aktsepteeritud kontseptsioon. Aatomit, molekuli või iooni, milles on üksikute elektronide paar, võib öelda Lewise alusena, kuna need alused on nukleofiilsed. See tähendab, et üksiku paari abil ründavad nad molekuli positiivset laengu. NH3 on Lewise alus. Teisisõnu võime öelda, et sellist ainet nagu OH-ioon, mis võib annetada paar mittesidevat elektronit, nimetatakse Lewise baasi või elektronpaari doonoriks.

Aluse omadused

• Sööbiv (nahk põletab).
• Selle pH on üle 7.
• Muudab punase lakmuspaberi siniseks.
• Seebine tunne või libisev puudutus.
• Reageerib koos hapetega, moodustades soola ja vett.
• Paljud lahustuvad alused sisaldavad hüdroksüülioone (OH–).

Tähtsus

Aluseid (naatriumhüdroksiidi) kasutatakse paberi, seebi ja kiu tootmisel, mida nimetatakse rayoniks. Valgendipulbrina kasutatakse kaltsiumhüdroksiidi. Antatsiidina kasutatav magneesiumhüdroksiid, mida kasutatakse seedehäirete ajal ja toodetud maole juurdepääsu vähendamiseks. Aluseid nagu naatriumkarbonaati kasutatakse pesusoodana ja kareda vee pehmendamiseks. Naatriumvesinikku kasutatakse küpsetuspulbrite valmistamisel söögisoodana ja ka tulekustutil.

Amfoteersed ained on happe ja aluse omadused; isegi nad on võimelised prootoni nagu vesi vastu võtma ja annetama.

Peamised erinevused happe ja aluse vahel

Järgnevalt on toodud olulised punktid, mis eristavad happeid aluse happetest:

1. Arrheniuse kontseptsiooni kohaselt : hape on vees lahustunud aine, suurendab H + ioonide kontsentratsiooni, vees aga lahustades aga alus - OH-ioonide kontsentratsiooni suurendamine.
2. Teisest küljest ütleb Bronsted-Lowry kontseptsioon, et happed on prootonidoonorid, samal ajal kui alus on prootonaktseptorid.
3. Lewise teooria seletab neid kui liike, mis võtavad vastu elektronide paari (elektrofiili) ja millel on vabu orbitaale, nimetatakse Lewise happeks, samas kui sellised liigid, mis annetavad elektronide paari (nukleofiili) ja millel on üksik elektronide paar, on tuntud kui Lewise baas.
4. Happe keemiline valem algab H-ga, näiteks HCl (vesinikkloriidhape), H3BO3 (boorhape), CH2O3 (süsihape). Kuigi
   CH3COOH (äädikhape) on erand, samas kui sellised ühendid, mille keemiline valem lõpeb OH-ga, näiteks KOH (kaalium)
   NaOH (naatriumhüdroksiid) on alus. pH skaala (vesinikioonide kontsentratsioon lahuses) on alla seitsme, samal ajal kui aluses on see suurem kui 7.
5. Happed on hapud, annavad põletustunde, on üldiselt kleepuvad, reageerib metallidega vesiniku tekitamiseks. Ehkki alused on vastupidised, kuna on kibedad, üldiselt lõhnatud (välja arvatud ammoniaak), on need libedad; alused reageerivad rasvade ja õlidega.
6. Fenoolftaleiinis jäävad indikaatorhapped värvitu ja alus annab roosa värvuse . Kuigi lakmuspaberis muudavad happed sinise lakmuspaberi punaseks ja punase lakmuspaberi siniseks.
7. Hapete tugevus sõltub hüdrooniumiioonide kontsentratsioonist, tugevus aga hüdroksiidioonide kontsentratsioonist.
8. Happed dissotsieeruvad vees segunedes vabadeks vesinikioonideks (H + ), samas kui alused dissotsieeruvad vees segades vabade hüdroksiidioonide (OH– ) saamiseks.
9. Vähesed näited hapetest on vesinikkloriidhape (HCl), väävelhape (H2SO4), lämmastikhape (HNO3), süsihape (H2CO3). Aluste näideteks on ammooniumhüdroksiid (NH4OH), kaltsiumhüdroksiid (Ca (OH) 2), naatriumhüdroksiid (NaOH).

Järeldus

Tasub omada lühikest mõistmist mõnedest füüsikalistest ja keemilistest põhiprintsiipidest, mis on otseselt või kaudselt seotud eluga. Happed ja alus on mõned neist. Ülaltoodud sisus arutasime neid koos nende omadustega. Arutame kolme olulist teooriat koos mõne näitega. Me järeldame, et see on oluline osa elust ja me kasutame neid sageli mitte ainult keemialaboris, vaid ka igapäevases töös.