Οξέα και βάσεις:Ποια είναι η διαφορά;

Είτε είστε μαθητής, λάτρης της επιστήμης ή δια βίου μαθητής, το ερώτημα μπορεί να έχει γεννηθεί στο μυαλό σας - ποια είναι η διαφορά μεταξύ οξέων και βάσεων; Πράγματι, τα περισσότερα υγρά εμπίπτουν σε μία από αυτές τις δύο κατηγορίες. Και, όπως αποδεικνύεται, υπάρχουν μερικοί διαφορετικοί τρόποι ταξινόμησης αυτών των ομάδων υγρών. Διαβάστε παρακάτω για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τη διαφορά μεταξύ οξέων και βάσεων και πώς να ταξινομήσετε το καθένα.

Πώς μπορούμε να ταξινομήσουμε οξέα και βάσεις;

Με τα χρόνια, οι επιστήμονες έχουν βρει πολλούς τρόπους για να διαφοροποιήσουν τα οξέα από τις βάσεις. Ο Svante Arrhenius ανέπτυξε την ομώνυμη θεωρία του για τα οξέα το 1884, παρατηρώντας κάτι απλό και για τους δύο τύπους υγρών — τα οξέα περιέχουν ιόντα υδρογόνου, ενώ οι βάσεις περιέχουν ιόντα υδροξειδίου.

Ο Johannes Nicolaus Brønsted στη συνέχεια βασίστηκε σε αυτό διαπιστώνοντας ότι δεν πρέπει όλες οι βάσεις να είναι υδροξείδια. Μάλλον, τα οξέα είναι δότες πρωτονίων, ενώ οι βάσεις δέχονται πρωτόνια. Η θεωρία του Gilbert Newton Lewis εξέτασε τα οξέα και τις βάσεις με τον πιο ασαφή τρόπο από όλους.

Αναφέρει ότι τα οξέα δέχονται ζεύγη ηλεκτρονίων, ενώ οι βάσεις δίνουν τέτοια ηλεκτρόνια. Προφανώς, δεν μπορείτε να δείτε αυτές τις ιδιότητες με γυμνό μάτι. Λοιπόν, πώς μπορούμε να πούμε ότι ένα υγρό περιέχει τα ιόντα που θα το έκαναν οξύ ή βάση;

Η κλίμακα pH

Υπάρχουν πολλές μέθοδοι για τον έλεγχο των επιπέδων pH ενός συγκεκριμένου υγρού. Σε μια πρέζα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε χυμό κόκκινου λάχανου — περιέχει φλαβίνη, η οποία αλλάζει χρώμα με την έκθεση σε οξέα και βάσεις. Ίσως το πιο εύκολο από όλα, ωστόσο, είναι μια λωρίδα pH, την οποία μπορείτε απλά να βυθίσετε σε οποιαδήποτε ουσία και να παρατηρήσετε καθώς αλλάζει χρώμα.

Οι λωρίδες συνοδεύονται από ένα χρωματολόγιο, το οποίο μπορείτε να βάλετε δίπλα-δίπλα με τη δοκιμαστική ταινία σας για σύγκριση. Στο κάτω άκρο της κλίμακας, οι αριθμοί 0 έως 7 αντιπροσωπεύουν οξέα. Από την άλλη άκρη, 7 έως 14 είναι βάσεις. Οτιδήποτε με pH 7 είναι ένα ουδέτερο υγρό - δηλαδή μια σύνθεση που δεν είναι ούτε οξύ ούτε βάση. Ένα οξύ που μετράει σαν ένα στην κλίμακα pH μπορεί να είναι ισχυρό και επικίνδυνο. Το ίδιο, φυσικά, ισχύει και για τις πολύ δυνατές βάσεις.

Οι χημικοί χρησιμοποιούν συχνά ουσίες σε κάθε άκρο της κλίμακας για πειράματα, καθώς παράγουν αξιοσημείωτες αντιδράσεις. Ωστόσο, θα πρέπει να είστε προσεκτικοί όταν χειρίζεστε οτιδήποτε πολύ όξινο ή βασικό χωρίς την επίβλεψη ειδικού. Για αυτόν τον σκοπό, ίσως θελήσετε να εξετάσετε μερικά από τα κοινά υγρά που θα βρείτε και στις δύο πλευρές της βαθμολογίας ουδέτερου pH 7.

Στην μακρινή πλευρά της όξινης κλίμακας, το γαστρικό οξύ κατατάσσεται στο 1. Ο χυμός πορτοκαλιού κατατάσσεται στο 3, ενώ ο μαύρος καφές στο 5. Μετά, έχετε τις βάσεις σας — στα 13, θα βρείτε χλωρίνη, μόλις δύο τσιμπούρια μακριά από την αμμωνία, που είναι 11. Πιο κοντά στο ουδέτερο, η μαγειρική σόδα κατατάσσεται στο 9 και το θαλασσινό νερό ισούται με περίπου 8 στην κλίμακα pH.

Ποιες είναι οι άλλες ιδιότητες των οξέων και των βάσεων;

Ίσως δεν έχετε διαθέσιμο κιτ δοκιμής pH, αλλά θα θέλατε να μάθετε αν έχετε οξύ ή βάση στα χέρια σας. Αξίζει να επαναλάβουμε ότι τέτοιες δοκιμές μπορεί να είναι επικίνδυνες, καθώς ορισμένες λύσεις επηρεάζουν το δέρμα και τα μαλλιά μας — ακόμη και κάτι τόσο ακίνδυνο όσο το σκληρό νερό μπορεί να το κάνει αυτό.

Επομένως, να είστε προσεκτικοί καθώς προχωράτε στην εξέταση του εν λόγω υγρού. Όσον αφορά τα οξέα, έχουν μια σειρά από κοινές ιδιότητες. Για αρχή, μπορεί να είναι διαβρωτικά και να προκαλέσουν βλάβη στο δέρμα σας. Έχουν επίσης έντονη γεύση, αν και δεν πρέπει να δοκιμάσετε τίποτα μυστηριώδες.

Τα οικιακά οξέα, όπως τα λεμόνια ή το ξίδι, αποτελούν παράδειγμα της γεύσης ενός οξέος που προκαλεί το τρύπημα, αν νιώθετε την τάση να δοκιμάσετε ένα. Μπορούν επίσης να αισθάνονται το στέγνωμα. Μια ισχυρή βάση μπορεί να κάψει το δέρμα σας, γι' αυτό προσέξτε να τα δοκιμάσετε και μόνοι σας. Πέρα από αυτό, οι βάσεις τείνουν να έχουν μια αίσθηση σαπουνάδας, σε σύγκριση με τα οξέα. Έχουν επίσης πιο πικρή γεύση από τα οξέα — δοκιμάστε να δοκιμάσετε τη γεύση λίγη μαγειρική σόδα διαλυμένη σε νερό για να το εξετάσετε στη δράση.

Γιατί πρέπει να γνωρίζετε αυτές τις σημαντικές πληροφορίες;

Οξέα και βάσεις υπάρχουν παντού, όχι μόνο σε ένα εργαστήριο χημείας. Το σώμα σας έχει τη δική του τέλεια ισορροπία οξέων και βάσεων — ένα ουδέτερο pH μας κρατά σε κορυφαία φόρμα. Το αίμα, τα νεφρά και οι πνεύμονες λειτουργούν για να εξουδετερώσουν τυχόν ισχυρά οξέα ή βάσεις για να διατηρήσουν τη σωματική ισορροπία.

Για παράδειγμα, το διοξείδιο του άνθρακα είναι ένα οξύ - όπως ορίζεται από τον Lewis - στο οποίο αντιδρά το σώμα σας. Μετά την έκθεση, η αναπνοή σας θα επιβραδυνθεί επειδή το σώμα σας προσπαθεί να αυξήσει το σωματικό pH για να εξουδετερώσει το οξύ. Από την άλλη πλευρά, εάν το pH σας είναι πολύ υψηλό, θα αρχίσετε να αναπνέετε βαριά για να επαναφέρετε το σώμα σας στο ουδέτερο. Η άσκηση και η πέψη δημιουργούν επίσης οξέα, αλλά το σώμα σας είναι συνήθως έτοιμο να αντισταθμίσει αυτές τις ουσίες μόνο του.

Φυσικά, όλη η γνώση είναι καλή γνώση – δεν αφορά μόνο την κατανόηση του σώματος ή τη γνώση του τρόπου διεξαγωγής ενός πειράματος. Ίσως να ήσασταν περίεργοι για τις διαφορές μεταξύ οξέων και βάσεων, και ελπίζουμε, τώρα να έχετε μερικές απαντήσεις!