תוֹכֶן
- TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
- הגדרות מתפתחות
- סולם pH
- טעם חומצות ובסיסים
- בסיסים מרגישים רזים, חומצות מייצרות גז
- מבחן הליטמוס
חומצות ובסיסים הם תרכובות עם דבר חשוב אחד במשותף: כשאתה טובל אותם בתמיסה, הם משחררים יוני חופשי. בתמיסה מימית, שהיא הנפוצה ביותר, הדרך המסורתית להבדיל ביניהן היא שחומצה משחררת מימן חיובי (H+) יונים בעוד שבסיס משחרר הידרוקסיד שלילי (OH-) יחידות. כימאים מודדים את חוזקה של חומצה או בסיס לפי pH שלה, שהוא מונח המתייחס ל"כוח המימן ". נקודת האמצע של סולם ה- pH היא ניטרלית. תרכובות עם pH נמוך מערך נקודת האמצע הן חומציות ואילו אלו עם ערך גבוה יותר הם בסיסיים או בסיסיים.
TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
לחומצות טעם חמוץ ואילו לבסיסים יש טעם מר. חומצה מגיבה עם מתכות כדי לייצר בועות של גז מימן ואילו בסיס מרגיש דליל למגע. חומצות הופכות נייר לקמוס כחול לאדום ואילו הבסיסים הופכים נייר לקמוס אדום לכחול.
הגדרות מתפתחות
התיאוריה של תרכובת חומצית או בסיסית ככזו שמשחררת יוני מימן או הידרוקסיד בהתאמה הוצגה על ידי הכימאי השוודי סוונטה ארהניוס בשנת 1884. תיאוריית ארהניוס מסבירה בדרך כלל כיצד חומצות ובסיסים מתנהגים בתמיסה ומדוע הם מתחברים ליצירת מלחים, אך זה לא מסביר מדוע תרכובות מסוימות שאינן מכילות יוני הידרוקסיד, כמו אמוניה, יכולות ליצור בסיסים בתמיסה.
תיאוריית ברונסטד-לורי, שהוצגה בשנת 1923 על ידי הכימאים יוהנס ניקולאוס ברונסטד ותומס מרטין לאורי, מייצרת זאת על ידי הגדרת חומצות כתורמי פרוטון ובסיסים כמקבלי פרוטון. זוהי ההגדרה שכימאים בדרך כלל מסתמכים עליה בעת ניתוח תמיסות מימיות.
תיאוריה שלישית, שהוצגה על ידי הכימאי ברקלי G.N. לואיס, גם בשנת 1923, רואה בחומצות מקבלי זוג אלקטרונים ובסיסים כתורמי זוג אלקטרונים. תיאוריית לואיס יש יתרון לכלול תרכובות שאינן מכילות מימן כלל, כך שהוא מאריך את רשימת התגובות על בסיס חומצה.
סולם pH
סולם ה- pH מתייחס לריכוז יוני מימן בתמיסה על בסיס מים. זה הלוגריתם השלילי של ריכוז יון המימן: pH = -log. הסולם פועל בין 0 ל -14, והערך של 7 הוא ניטרלי. ככל שריכוז יוני המימן גדל, ה- pH הולך ופוחת, ולכן הערכים בין 0 ל- 7 מצביעים על חומצות, בעוד שערכים בין 7 ל- 14 הם בסיסיים. ערכים גבוהים מאוד ונמוכים מאוד של pH מצביעים על פתרונות קורוזיביים מסוכנים.
טעם חומצות ובסיסים
אם הייתם משווים את הטעם של תמיסה חומצית לזה בסיסי - מה שלא רצוי אם ה- pH הוא גבוה מאוד או נמוך מאוד - הייתם מגלים כי תמיסה חומצית טעונה חמוצה ואילו בסיסית טעימה מרה. הטעם החמוץ בפירות הדר נובע מחומצה לימונית שהם מכילים, חומץ חמוץ מכיוון שהוא מכיל חומצה אצטית וחלב חמוץ עשיר בחומצה לקטית. לעומת זאת, למים מינרליים מאלקלים יש טעם עדין אך מריר.
בסיסים מרגישים רזים, חומצות מייצרות גז
כאשר תמיסה אלקליין כמו אמוניה ומים משתלבים עם חומצות שומן, היא מייצרת סבון. זה מה שקורה בקנה מידה קטן כשאתה מנהל פיתרון בסיסי בין האצבעות שלך. הפיתרון מרגיש חלקלק או חלקלק למגע כיוון שהפתרון האלקליין משתלב עם חומצות השומן שבאצבעותיך.
פיתרון חומצי אינו מרגיש דליל, אך הוא יביא בועות אם תטביעו בו מתכת. יוני המימן מגיבים עם המתכת כדי לייצר גז מימן, המבעבע לראש הפיתרון ומתפזר.
מבחן הליטמוס
הבדיקה המיוחלת של חומצות ובסיסים, נייר לקמוס הוא נייר פילטר שטופל בצבעים העשויים מחזזיות. חומצה הופכת נייר לקמוס כחול לאדום, ואילו בסיס הופך נייר לקמוס אדום לכחול. בדיקת הלקמוס עובדת בצורה הטובה ביותר אם ה- pH נמוך מ- 4.5 ומעלה מ -8.3.