Av Riti Gupta, uppdaterad 24 mars 2022
Vardagliga möten – från att pressa limejuice på en taco till att rensa ett igensatt avlopp – introducerar oss för syror och baser utan att vi inser det. Limejuice är sur, medan ett typiskt avloppsrengöringsmedel innehåller en stark bas som löser upp igensättningar.
Men vad exakt skiljer dessa två klasser av kemikalier på molekylär nivå? Vilka gemensamma drag delar de och hur skiljer sig deras beteenden?
Den enklaste klassificeringen är Arrhenius definition, som endast gäller för vattenhaltiga lösningar. En Arrheniussyra höjer koncentrationen av hydroniumjoner (H₃O⁺), medan en Arrheniusbas ökar hydroxidjoner (OH⁻). Klassiska exempel är saltsyra (HCl) respektive natriumhydroxid (NaOH).
Syror donerar protoner i vatten; baser ger hydroxidjoner.
Eftersom Arrhenius enbart fokuserar på vatten kan den inte beskriva icke-vattenhaltiga reaktioner. Brønsted–Lowry ramverket utökar konceptet genom att betona protonöverföring. Alla arter som donerar en proton är en syra; alla arter som accepterar en proton är en bas. Följaktligen är alla Arrhenius-syror och baser också Brønsted-Lowry-syror och baser.
Den mest omfattande beskrivningen är Lewis definition, som behandlar syror som elektronparacceptorer och baser som elektronpardonatorer. Enligt detta synsätt kan en syra bilda en kovalent bindning med en bass elektronpar, vilket breddar intervallet av reaktioner som kan klassificeras som syra-bas.
Lewis-syror accepterar elektronpar; Lewis-baser donerar dem.
För att avgöra om ett ämne är surt eller basiskt använder kemister pH-skalan, som kvantifierar vätejonkoncentrationen. pH definieras som den negativa logaritmen för hydroniumjonkoncentrationen:
\\(\\mathrm{pH=-log[H^+]}\\)
På liknande sätt är pOH den negativa logaritmen för hydroxidjonkoncentrationen:
\\(\\mathrm{pOH=-log[OH^-]}\\)
Eftersom vatten är neutralt när [H⁺] =[OH⁻], är förhållandet pH + pOH =14 håller vid 25°C.
Ett pH under 7 anger surhet, ett pH på 7 anger neutralitet och ett pH över 7 signalerar en bas. För exakta mätningar används en pH-mätare; för snabb bedömning ger definitionerna ovan en tillförlitlig vägledning.
