تفاوت بین اسید و باز چیست؟
تاریخ ثبت: ۲۸-۰۹-۱۴۰۳
مدت زمان مطالعه: 5 دقیقه
تفاوتهای اصلی بین اسیدها و بازها
اسیدها و بازها دو مفهوم کلیدی در شیمی هستند که به دلیل ویژگیهای خاص خود، همواره مورد توجه قرار دارند. این دو ماده، بهطور کلی از نظر خواص شیمیایی متضاد هستند. در حالی که اسیدها بهعنوان دهنده پروتون شناخته میشوند، بازها گیرنده پروتونها هستند. بهعلاوه، بازها میتوانند جفتهای الکترون را اهدا یا دریافت کنند.
تفاوتهای اصلی اسیدها و بازها در سه نظریه شناختهشده تشریح میشود: نظریه آرنیوس، نظریه برونستد-لوری و نظریه لوئیس. این نظریهها، هرکدام بهطور خاص به توصیف واکنشهای اسید و باز و نحوه تعامل آنها میپردازند.
اسیدها و بازها نهتنها در طبیعت بلکه در صنایع مختلف نیز کاربردهای زیادی دارند. از آنها برای سنتز مواد جدید، از جمله مواد آلی، استفاده میشود و حتی در تعیین ترکیب نمونههای ناشناخته از آنها بهرهبرداری میشود. در واکنشهای شیمیایی بین اسیدها و بازها، فرآیندی به نام خنثیسازی رخ میدهد که منجر به تولید نمک و آب میشود.
تشخیص اسیدها و بازها
یکی از سادهترین روشها برای تمایز بین اسیدها و بازها، اندازهگیری pH محلول است. اسیدها pH پایینتری دارند (کمتر از ۷)، در حالی که بازها دارای pH بالاتری هستند (بیشتر از ۷). این تفاوت بهراحتی با استفاده از pH متر یا کاغذ تورنسل قابل شناسایی است.
کاغذ تورنسل یکی از رایجترین شاخصهای کیفی است که در آزمایشگاهها برای شناسایی اسیدها و بازها استفاده میشود. این کاغذ در محلولهای اسیدی قرمز میشود و در محلولهای بازی آبی میگردد. این ابزار بهویژه در محدوده pH ۴.۵ تا ۸.۳ حساس است.
شاخصهای دیگر اسیدها و بازها:
- تیمول آبی: در محلولهای اسیدی قرمز و در محلولهای بازی زرد میشود (محدوده pH ۱.۲ تا ۲.۸).
- متیل نارنجی: در اسیدها قرمز و در بازها زرد میشود (محدوده pH ۳.۲ تا ۴.۴).
- بروموکرزول سبز: در محلولهای اسیدی زرد و در محلولهای بازی آبی میشود (محدوده pH ۳.۸ تا ۵.۴).
- متیل رد: در اسیدها زرد و در بازها قرمز میشود (محدوده pH ۴.۸ تا ۶.۰).
- بروموتیمول آبی: در محلولهای اسیدی زرد و در محلولهای بازی آبی میشود (محدوده pH ۶.۰ تا ۷.۶).
طعم و ویژگیهای دیگر
اسیدها و بازها ویژگیهای طعمی متفاوتی دارند. اسیدها عموماً طعمی ترش دارند، در حالی که بازها طعمی تلخ از خود نشان میدهند. البته باید توجه داشت که آزمایش طعم برای اسیدها و بازهای قوی به دلیل خطرات احتمالی سمی بودن توصیه نمیشود.
اسیدها معمولاً با یک اتم هیدروژن شروع میشوند که در هنگام حل شدن در آب به یون هیدروژن تبدیل میشود. در مقابل، بازها معمولاً دارای گروههای هیدروکسیل (-OH) هستند.
نمونههایی از اسیدها و بازها:
- اسیدها: اسید سیتریک (HNO₃)، اسید بوریک (H₃BO₃)، اسید هیدروکلریک (HCl)، اسید سولفوریک (H₂SO₄)
- بازها: هیدروکسید کلسیم (Ca(OH)₂)، هیدروکسید منیزیم (Mg(OH)₂)، هیدروکسید سدیم (NaOH)
خواص اسیدها و بازها
اسیدها و بازها از نظر شیمیایی با یکدیگر واکنشهای متضاد و جالبی دارند. هنگامی که این دو ماده در محلولهای آبی حل میشوند، یونهای مختلفی تولید میکنند که باعث میشود محلولها خاصیت هدایت الکتریکی پیدا کنند. برای مثال، باتریهای سرب اسیدی در خودروها حاوی اسید سولفوریک هستند، در حالی که باتریهای قابل شارژ در ابزارهای الکترونیکی معمولاً حاوی هیدروکسید پتاسیم هستند.
در واکنشهای اسید-باز، اسید و باز با یکدیگر واکنش میدهند و نمک و آب تشکیل میدهند. این واکنشها میتوانند بسته به نوع اسید و باز بهطور خفیفی اسیدی یا بازی باقی بمانند.
اسیدها همچنین خاصیت خورندگی دارند. بهویژه اسیدهای قوی و غلیظ میتوانند الکترونهای فلزات را از بین ببرند و واکنشهای گرمازا ایجاد کنند. زمانی که اسیدها با فلزات واکنش میدهند، هیدروژن آزاد شده و نمک تولید میشود.
واکنشهای اسیدها و بازها با فلزات
وقتی اسیدها با فلزات واکنش میدهند، هیدروژن آزاد شده و نمک تولید میشود. به عنوان مثال، واکنش منیزیم با اسید سولفوریک نمک سولفات منیزیم و گاز هیدروژن تولید میکند.
چرا اسیدها و بازها واکنش نشان میدهند؟
اسیدها و بازها تمایل زیادی به واکنش با یکدیگر دارند، چراکه هرکدام بهطور شیمیایی با دیگری جلب میشوند. اسیدها معمولاً پروتونها را اهدا میکنند، در حالی که بازها آنها را جذب میکنند. این ویژگیها باعث میشود که واکنشهای اسید-باز بهطور معمول در آب بهصورت یونهای هیدروژن و هیدروکسیل صورت بگیرند.
محاسبه pH مخلوط اسید/باز
محاسبه pH محلولهای حاصل از واکنشهای اسید و باز بستگی به غلظت و قدرت مواد اولیه دارد. برای این کار، ابتدا معادله شیمیایی واکنش باید متعادل شود، سپس با استفاده از آن میتوان میزان یونهای اضافی را محاسبه کرد و pH نهایی محلول را تعیین نمود.