Belangrijk verschil - Zuurgraad versus basiciteit
Zuurgraad en basiciteit van verbindingen zijn indicaties voor de pH. De zuurgraad van een medium wordt veroorzaakt door zure verbindingen, die waterstofionen (H+) kunnen afgeven, wat resulteert in een lage pH in dat medium. De basiciteit van een medium wordt veroorzaakt door basische verbindingen, die hydroxide-ionen (OH–) kunnen afgeven, wat resulteert in een hoge pH in dat medium. Het belangrijkste verschil tussen zuurgraad en basiciteit is dat zuurgraad een lage pH veroorzaakt, terwijl basiciteit een hoge pH veroorzaakt in een waterig medium.
Wat is zuurgraad?
Zuurgraad is het zuurgeh alte in stoffen. De concentratie van waterstofionen (H+) is de belangrijkste parameter die wordt gebruikt om de zuurgraad te identificeren. De waterstofionenconcentratie wordt uitgedrukt als een pH-waarde. pH is de negatieve logaritme van de waterstofionenconcentratie. Daarom, hoe hoger de waterstofionenconcentratie, hoe lager de pH. Een lage pH-waarde duidt op een hogere zuurgraad.
Volgens de zuurgraad van stoffen zijn er twee soorten zuren: sterke zuren en zwakke zuren. Sterke zuren veroorzaken een hogere zuurgraad in waterig medium, terwijl zwakke zuren een lage zuurgraad veroorzaken. Sterke zuren kunnen volledig uiteenvallen in ionen, waarbij alle mogelijke waterstofionen vrijkomen (H+). Daarentegen dissocieert een zwak zuur gedeeltelijk, waarbij slechts enkele waterstofionen vrijkomen. Zuren kunnen ook worden onderverdeeld in monoprotische zuren en polyprotische zuren; monoprotische zuren geven één waterstofion per molecuul af, terwijl polyprotische zuren meer waterstofionen per molecuul afgeven.
De zuurgraad van zuren wordt bepaald door de pKa van het zuur. pKa is de negatieve logaritme van Ka. Ka is de zuurdissociatieconstante van een oplossing. Het is een kwantitatieve meting van de sterkte van een zuur in een oplossing (of zuurgraad). Hoe lager de pKa, hoe sterker het zuur. Hoe hoger de pKa, hoe zwakker het zuur.
Figuur 01: Citroensap heeft een hoge zuurgraad
De periodieke trends van de zuurgraad van chemische elementen hangen in principe af van hun elektronegativiteitswaarden. De elektronegativiteit van chemische elementen neemt toe van links naar rechts van een periode. Als de elektronegativiteit van een atoom hoger is, kan het heel gemakkelijk een negatief atoom erop stabiliseren omdat het een hogere affiniteit voor elektronen heeft. Daarom worden de waterstofionen geassocieerd met hoge elektronegatieve atomen gemakkelijk vrijgegeven dan lage elektronegatieve atomen, wat resulteert in een hogere zuurgraad. Bij het naar beneden gaan van een groep in het periodiek systeem, neemt de zuurgraad toe. Dit komt omdat de grootte van atomen in de groep toeneemt. Grote atomen kunnen negatieve ladingen daarop stabiliseren (door ladingsverdeling); vandaar dat een waterstofion geassocieerd met een groot atoom gemakkelijk kan worden vrijgemaakt.
Wat is basiciteit?
Basiciteit van een stof is het aantal waterstofatomen dat kan worden vervangen door een base in een bepaald zuur. Met andere woorden, de basiciteit van een verbinding is het aantal waterstofionen dat volledig kan reageren met hydroxide-ionen die vrijkomen door een base.
Figuur 02: Chemische structuur van hydroxide-ion
De factoren die de basiciteit van een verbinding kunnen beïnvloeden, worden hieronder vermeld.
- Elektronegativiteit
- Atomaire straal
- Formele kosten
Elektronegativiteit van een atoom verwijst naar zijn affiniteit voor elektronen. Een atoom met een hoge elektronegativiteit kan elektronen aantrekken in vergelijking met lage elektronegatieve atomen. Hoe hoger de elektronegativiteit, hoe lager de basiciteit. Om hydroxide-ionen vrij te maken, moeten de bindingselektronen tussen het zuurstofatoom en de rest van het molecuul volledig worden aangetrokken door het zuurstofatoom (het zuurstofatoom in de hydroxidegroep moet meer elektronegatief zijn dan het andere atoom waaraan het is gebonden). Vb: als de basiciteit van ROH hoog is, is de elektronegativiteit van R kleiner dan die van het zuurstofatoom.
Figuur 03: Zepen zijn zwakke basen die worden gevormd door de reactie van vetzuren met natriumhydroxide of kaliumhydroxide.
Atomaire straal is een andere factor die de basiciteit van een verbinding beïnvloedt. Als de atoomstraal klein is, is de elektronendichtheid van dat atoom hoog. Daarom kan het hydroxide-ion gemakkelijk worden vrijgegeven. Dan is de basiciteit van die verbinding relatief hoog.
Formele ladingen zijn over het algemeen positieve ladingen of negatieve ladingen. Een positieve formele lading duidt op een lagere elektronendichtheid. Daarom kunnen bindingselektronen niet volledig worden aangetrokken door het hydroxide-ion. Dan kan het niet gemakkelijk worden vrijgegeven (het hydroxide-ion), wat wijst op een lagere basiciteit. Daarentegen veroorzaakt een negatieve formele lading een hogere basiciteit.
Wat is het verschil tussen zuurgraad en basiciteit?
Zuurgraad versus basiciteit |
|
| Zuurgraad is het zuurgeh alte in stoffen. | Basiciteit verwijst naar de staat van een base die hydroxide-ionen (OH-) kan afgeven. |
| pH | |
| Zuurgraad veroorzaakt een lage pH in waterige media. | Basiciteit veroorzaakt een hoge pH in waterige media. |
| Ionen | |
| Zuurgraad duidt op een hoge concentratie waterstofionen in een medium. | Basiciteit duidt op een hoge concentratie hydroxide-ionen in een medium. |
| Periodieke trends | |
| De zuurgraad neemt van links naar rechts een punt toe en een groep omlaag. | De basiciteit neemt van links naar rechts een punt af en een groep omlaag. |
| Effect van Elektronegativiteit | |
| De zuurgraad is hoog als de elektronegativiteit (van het atoom waaraan het waterstofatoom is gebonden) hoog is. | Basiciteit is hoog als de elektronegativiteit (van het atoom waaraan het zuurstofatoom of hydroxide-ion is gebonden) laag is. |
Samenvatting – Zuurgraad versus basiciteit
Zuurgraad en basiciteit zijn twee fundamentele termen die in de chemie worden gebruikt. Zuurgraad wordt veroorzaakt door zure verbindingen. Basiciteit wordt veroorzaakt door basische verbindingen. Het belangrijkste verschil tussen zuurgraad en basiciteit is dat zuurgraad een lage pH veroorzaakt, terwijl basiciteit een hoge pH veroorzaakt in een waterig medium.
