Προσθήκη Οξέος και Βάσης
Ένα αέριο μόριο, το HCl, για παράδειγμα, είναι ένα σχετικά σταθερό μόριο που δεν λειτουργεί ως οξύ ή βασικό εκτός εάν εφαρμοστεί άλλο μόριο στο μείγμα. Όταν προστίθεται νερό στο διάλυμα, το HCl αλληλεπιδρά γρήγορα με αυτό, σχηματίζοντας H3O+ &Cl–.
Ορισμός Bronsted Lowry
Ένα μόριο που μπορεί εύκολα να εγκαταλείψει (να δώσει) ένα πρωτόνιο μέσα σε μια αντίδραση με μια βάση, σύμφωνα με την έννοια του Bronsted-Lowry, είναι ένα οξύ. Μια βάση, από την άλλη πλευρά, φαίνεται να είναι ένα μόριο που μπορεί να λάβει ένα πρωτόνιο που παράγεται από οξύ κατά τη διάρκεια μιας διαδικασίας. Στην αντίδραση που περιλαμβάνει υδροχλώριο &νερό, το HCl δρα ως οξύ, ενώ το νερό ως βάση. Το νερό δανείζει ένα πρωτόνιο σε ένα μόριο αμμωνίας σε μια αντίδραση που περιλαμβάνει αμμωνία με νερό, αποδίδοντας NH4+ και OH–. Ως αποτέλεσμα, η αμμωνία φαίνεται να είναι βασική, ενώ το νερό είναι πράγματι ένα οξύ σε όλη αυτή την αντίδραση. Το νερό είναι τόσο οξύ Bronsted-Lowrey όσο και βάση Bronsted-Lowrey. Το αμφιπρωτικό νερό είναι ένα είδος νερού που είναι τόσο διαλυτό όσο και αδιάλυτο.
Λύσεις buffer
Τόσο οι χημικές όσο και οι βιοχημικές αντιδράσεις θα μπορούσαν να συμβούν μόνο σε ένα μικρό εύρος συγκεντρώσεων σε πολλές χημικές διεργασίες. Ρυθμιστικά διαλύματα, τα οποία διατηρούν το pH σταθερό, χρησιμοποιούνται για να εγγυηθούν ότι θα συμβούν οι απαραίτητες αντιδράσεις. Έχουν χρησιμοποιηθεί ρυθμιστικά διαλύματα για τη διατήρηση του pH σε ένα συγκεκριμένο εύρος. Ένα ασθενές οξύ και η συζευγμένη βάση του αναμιγνύονται σε περίπου ισομοριακές αναλογίες για να σχηματίσουν ένα ρυθμιστικό διάλυμα. Για να παραχθούν αυτά τα μείγματα, θα μπορούσε, για παράδειγμα, να αναμειχθεί ίσα μέρη ενός ασθενούς οξέος καθώς και το άλας του οξέος.
Εάν προσθέσουμε μια μικρή ποσότητα οξέος, τότε τα οξικά ιόντα θα αντιδρούσαν και με αυτό, μειώνοντας την αποτελεσματική αλλαγή του pH, σύμφωνα με την αρχή του Le Châtelier. Όταν προστίθεται ένα μικρό κομμάτι βάσης, αυτό το οξικό οξύ αντιδρά μαζί του, μειώνοντας την αποτελεσματική αλλαγή του pH για άλλη μια φορά. Η ποσότητα του οξέος ή της βάσης που εγχύεται θα πρέπει να είναι μικρότερη από τη συνολική ποσότητα του ρυθμιστικού διαλύματος ή ίσως το ρυθμιστικό διάλυμα θα εξαντληθεί καθώς και το pH θα αλλάξει.
Ισχυρά οξέα και ισχυρές βάσεις
Όσο πιο ισχυρό είναι το οξύ, τόσο πιο εύκολο είναι να δώσει Η+. Οι ισχυρές βάσεις δίνουν γρήγορα ΟΗ– σε επαφή με ιόντα Η+, αλλά το υδροχλωρικό οξύ (HCl) είναι πολύ όξινο και διαλύεται πλήρως σε ιόντα υδρογόνου και χλωρίου, αν και τα οξέα που βρίσκονται στο χυμό ντομάτας ή το ξύδι δεν διαλύονται πλήρως και ονομάζονται αδύναμα οξέα. Κάθε φορά που το υδροξείδιο του νατρίου (NaOH) και πολλά κοινά καθαριστικά μπαίνουν στο νερό, απελευθερώνουν γρήγορα ιόντα OH–, τα οποία αλληλεπιδρούν με το H+ στο διάλυμα για να σχηματίσουν μόρια γλυκού νερού και μειώνουν την ποσότητα του ελεύθερου H+ εκεί στο σύστημα, αυξάνοντας το συνολικό pH. Το θαλασσινό νερό είναι ένα παράδειγμα ασθενούς βασικού διαλύματος, με pH περίπου 8,0, αρκετά κοντά στο ουδέτερο ώστε να ζουν πολύ καλά θαλάσσια είδη.
Κλίμακα pH
Η κλίμακα pH χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της οξύτητας ή της βασικότητας ενός διαλύματος. Η κλιμάκωση είναι λογαριθμική επειδή εξαρτάται από τις τιμές του pH. Επομένως, μια αλλαγή 1 μονάδας pH ισοδυναμεί με δεκαπλάσια αλλαγή στη συγκέντρωση ιόντων Η+. Η κλίμακα του pH κυμαίνεται συνήθως από 0 έως 14, και τα περισσότερα διαλύματα βρίσκονται σε αυτό το εύρος, ενώ ένα pH κάτω του 0 ή πέραν του 14 είναι κατανοητό. Όλα με pH κάτω από 7,0 είναι όξινα, ενώ οτιδήποτε με pH πάνω από 7,0 είναι αλκαλικό ή βασικό.
Τα ανθρώπινα κύτταρα έχουν pH 6,8, ενώ το αίμα έχει pH 7,4, το οποίο είναι εξαιρετικά κοντά στο ουδέτερο. Τα κύτταρα του εντέρου πεθαίνουν και έτσι αντικαθίστανται συνεχώς, ειδικά αυτά που έρχονται σε άμεση επαφή με το οξύ του στομάχου και την τροφή. Στην πραγματικότητα, κάθε επτά με δέκα ημέρες, η μεμβράνη του ανθρώπινου πεπτικού συστήματος αντικαθίσταται πλήρως.
Συμπέρασμα
Η χημική αλληλεπίδραση μεταξύ ενός οξέος και μιας βάσης είναι γνωστή ως αντίδραση οξέος-βάσης. Θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση του pH ενός διαλύματος. Πολλές εννοιολογικές θεωρίες γνωστές ως έννοιες οξέος-βάσης παρουσιάζουν διάφορες περιπτώσεις αντιδράσεων και πώς αυτές επιλύουν διάφορα ζητήματα. Για παράδειγμα, η έννοια Bronsted–Lowry όξινης βάσης.
Είναι σημαντικό να συλλάβουμε τις θεωρίες αντίδρασης οξέος-βάσης ως ένα σύνολο υποθέσεων που συνεργάζονται.
