ძირითადი სხვაობა – მჟავიანობა ფუძეულობასთან
ნაერთების მჟავიანობა და ფუძეობა არის pH-ის ჩვენება. გარემოს მჟავიანობა გამოწვეულია მჟავე ნაერთებით, რომლებსაც შეუძლიათ წყალბადის იონების გამოყოფა (H+), რაც იწვევს ამ გარემოში დაბალი pH. გარემოს ფუძეულობა გამოწვეულია ძირითადი ნაერთებით, რომლებსაც შეუძლიათ ჰიდროქსიდის იონების გამოყოფა (OH–), რაც იწვევს ამ გარემოში მაღალი pH-ს. მჟავიანობასა და ფუძეულობას შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ მჟავიანობა იწვევს დაბალ pH-ს, ხოლო ფუძეულობა იწვევს მაღალ pH-ს წყალში.
რა არის მჟავიანობა?
მჟავიანობა არის ნივთიერებებში მჟავის დონე. წყალბადის იონების კონცენტრაცია (H+) არის მთავარი პარამეტრი, რომელიც გამოიყენება მჟავიანობის დასადგენად.წყალბადის იონის კონცენტრაცია გამოიხატება როგორც pH მნიშვნელობა. pH არის წყალბადის იონის კონცენტრაციის უარყოფითი ლოგარითმი. აქედან გამომდინარე, რაც უფრო მაღალია წყალბადის იონის კონცენტრაცია, მცირდება pH. დაბალი pH მნიშვნელობა მიუთითებს მაღალ მჟავიანობაზე.
ნივთიერებების მჟავიანობის მიხედვით გამოირჩევა მჟავების ორი ტიპი, როგორც ძლიერი მჟავები და სუსტი მჟავები. ძლიერი მჟავები იწვევს მჟავიანობის მაღალ დონეს წყალში, ხოლო სუსტი მჟავები იწვევს დაბალ მჟავიანობას. ძლიერ მჟავებს შეუძლიათ მთლიანად დაიშალა იონებად, გამოყოფს წყალბადის ყველა შესაძლო იონს (H+). ამის საპირისპიროდ, სუსტი მჟავა ნაწილობრივ იშლება, ათავისუფლებს მხოლოდ წყალბადის იონებს. მჟავები ასევე შეიძლება დაიყოს მონოპროტულ მჟავებად და პოლიპროტინულ მჟავებად; მონოპროტული მჟავები ათავისუფლებენ წყალბადის ერთ იონს თითო მოლეკულაზე, ხოლო პოლიპროტიკის მჟავები ათავისუფლებენ წყალბადის მეტ იონს თითო მოლეკულაზე.
მჟავების მჟავიანობა განისაზღვრება მჟავის pKa-ით. pKa არის Ka-ს უარყოფითი ლოგარითმი. Ka არის ხსნარის მჟავა დისოციაციის მუდმივი. ეს არის ხსნარში მჟავის სიძლიერის რაოდენობრივი გაზომვა (ან მჟავიანობა).რაც უფრო დაბალია pKa, მით უფრო ძლიერია მჟავა. რაც უფრო მაღალია pKa, მით უფრო სუსტია მჟავა.
სურათი 01: ლიმონის წვენს აქვს მაღალი მჟავიანობა
ქიმიური ელემენტების მჟავიანობის პერიოდული ტენდენციები ძირითადად დამოკიდებულია მათ ელექტრონეგატიურობის მნიშვნელობებზე. ქიმიური ელემენტების ელექტრონეგატიურობა იზრდება პერიოდის მარცხნიდან მარჯვნივ. თუ ატომის ელექტრონეგატიურობა უფრო მაღალია, მას შეუძლია მასზე უარყოფითი ატომის სტაბილიზაცია ძალიან მარტივად, რადგან მას აქვს უფრო მაღალი მიდრეკილება ელექტრონების მიმართ. ამიტომ, წყალბადის იონები, რომლებიც დაკავშირებულია მაღალ ელექტროუარყოფით ატომებთან, ადვილად გამოიყოფა, ვიდრე დაბალი ელექტროუარყოფითი ატომები, რაც იწვევს უფრო მაღალ მჟავიანობას. პერიოდულ სისტემაში ჯგუფის ჩასვლისას მჟავიანობა იზრდება. ეს იმიტომ ხდება, რომ ატომების ზომა იზრდება ჯგუფში. დიდ ატომებს შეუძლიათ მათზე უარყოფითი მუხტების სტაბილიზაცია (მუხტის განაწილებით); აქედან გამომდინარე, წყალბადის იონი, რომელიც დაკავშირებულია დიდ ატომთან, ადვილად შეიძლება განთავისუფლდეს.
რა არის Basicity?
ნივთიერების ფუძეობა არის წყალბადის ატომების რაოდენობა, რომლებიც შეიცვლება ფუძით კონკრეტულ მჟავაში. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ნაერთის ფუძეობა არის წყალბადის იონების რაოდენობა, რომლებსაც შეუძლიათ სრულად რეაგირება ჰიდროქსიდის იონებთან, რომლებიც გამოყოფენ ფუძეს.
სურათი 02: ჰიდროქსიდის იონის ქიმიური სტრუქტურა
ფაქტორები, რომლებმაც შეიძლება გავლენა მოახდინოს ნაერთის ძირითადობაზე, ჩამოთვლილია ქვემოთ.
- ელექტრონუარყოფითობა
- ატომური რადიუსი
- ფორმალური გადასახადი
ატომის ელექტრონეგატიურობა ეხება მის აფინურობას ელექტრონების მიმართ. მაღალი ელექტროუარყოფითობის მქონე ატომს შეუძლია ელექტრონების მიზიდვა დაბალ ელექტროუარყოფით ატომებთან შედარებით. რაც უფრო მაღალია ელექტრონეგატიურობა, მით უფრო დაბალია ბაზისურობა.ჰიდროქსიდის იონის გასათავისუფლებლად, ჟანგბადის ატომსა და დანარჩენ მოლეკულას შორის ბმული ელექტრონები მთლიანად უნდა იყოს მიზიდული ჟანგბადის ატომით (ჟანგბადის ატომი ჰიდროქსიდის ჯგუფში უნდა იყოს უფრო ელექტროუარყოფითი, ვიდრე სხვა ატომი, რომელსაც იგი უკავშირდება). მაგ.: თუ ROH-ის ფუძეობა მაღალია, R-ის ელექტროუარყოფითობა უფრო მცირეა ვიდრე ჟანგბადის ატომისა.
სურათი 03: საპნები არის სუსტი ფუძეები, რომლებიც წარმოიქმნება ცხიმოვანი მჟავების რეაქციის შედეგად ნატრიუმის ჰიდროქსიდთან ან კალიუმის ჰიდროქსიდთან.
ატომის რადიუსი არის კიდევ ერთი ფაქტორი, რომელიც გავლენას ახდენს ნაერთის ძირითადობაზე. თუ ატომის რადიუსი მცირეა, ამ ატომის ელექტრონის სიმკვრივე მაღალია. აქედან გამომდინარე, ჰიდროქსიდის იონი ადვილად შეიძლება განთავისუფლდეს. მაშინ ამ ნაერთის ფუძეობა შედარებით მაღალია.
ფორმალური მუხტები ზოგადად არის დადებითი ან უარყოფითი მუხტები.დადებითი ფორმალური მუხტი მიუთითებს ელექტრონის ნაკლებ სიმკვრივეზე. მაშასადამე, ბმის ელექტრონები სრულად ვერ მიიზიდავს ჰიდროქსიდის იონს. მაშინ ის არ შეიძლება ადვილად განთავისუფლდეს (ჰიდროქსიდის იონი), რაც მიუთითებს ქვედა ბაზისურობაზე. ამის საპირისპიროდ, უარყოფითი ფორმალური მუხტი იწვევს უფრო მაღალ საფუძვლიანობას.
რა განსხვავებაა მჟავიანობასა და ბაზალურობას შორის?
მჟავიანობა vs ძირითადი |
|
| მჟავიანობა არის მჟავის დონე ნივთიერებებში. | ძირითადობა ეხება ფუძის მდგომარეობას, რომელსაც შეუძლია ჰიდროქსიდის იონების გამოყოფა (OH-). |
| pH | |
| მჟავიანობა იწვევს დაბალ pH-ს წყალმცენარეებში. | ძირითადობა იწვევს მაღალ pH-ს წყალმცენარეებში. |
| იონები | |
| მჟავიანობა მიუთითებს წყალბადის იონების მაღალ კონცენტრაციაზე გარემოში. | ძირითადობა მიუთითებს ჰიდროქსიდის იონების მაღალ კონცენტრაციაზე გარემოში. |
| პერიოდული ტენდენციები | |
| მჟავიანობა მატულობს მარცხნიდან მარჯვნივ პერიოდულად და ქვევით ჯგუფში. | ძირითადობა მცირდება მარცხნიდან მარჯვნივ წერტილით და ქვევით ჯგუფში. |
| ელექტრონეგატიურობის ეფექტი | |
| მჟავიანობა მაღალია, თუ ელექტრონეგატიურობა (ატომის, რომელსაც წყალბადის ატომი უკავშირდება) მაღალია. | ძირითადობა მაღალია, თუ ელექტროუარყოფითობა (ატომის, რომელსაც ჰიდროქსიდის იონის ჟანგბადის ატომი უკავშირდება) დაბალია. |
რეზიუმე – მჟავიანობა vs ბაზალურობა
მჟავიანობა და ფუძეობა არის ორი ფუნდამენტური ტერმინი, რომელიც გამოიყენება ქიმიაში. მჟავიანობა გამოწვეულია მჟავე ნაერთებით. ფუძეულობა გამოწვეულია ძირითადი ნაერთებით. მჟავიანობასა და ფუძეულობას შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ მჟავიანობა იწვევს დაბალ pH-ს, ხოლო ფუძეულობა იწვევს მაღალ pH-ს წყალში.
