Inhoud
- TL; DR (te lang; niet gelezen)
- Evoluerende definities
- De pH-schaal
- De smaak van zuren en basen
- Bases voelen slijmerig aan, zuren maken gas
- De lakmoesproef
Zuren en basen zijn verbindingen met één belangrijk ding gemeen: wanneer u ze in oplossing onderdompelt, geven ze vrije ionen vrij. In een waterige oplossing, wat de meest gebruikelijke is, is de traditionele manier om ze te differentiëren dat een zuur positieve waterstof afgeeft (H+) ionen terwijl een base negatieve hydroxide afgeeft (OH-) enen. Chemici meten de sterkte van een zuur of base aan de hand van de pH, een term die verwijst naar de "kracht van waterstof". Het middelpunt van de pH-schaal is neutraal. Verbindingen met een pH lager dan het middelpunt zijn zuur, terwijl verbindingen met een hogere waarde basisch of alkalisch zijn.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Zuren smaken zuur terwijl basen bitter smaken. Een zuur reageert met metalen om bellen van waterstofgas te produceren, terwijl een base slijmerig aanvoelt. Zuren worden blauw lakmoespapier rood, terwijl basen rood lakmoespapier blauw worden.
Evoluerende definities
De theorie van een zure of basische verbinding als zijnde een die respectievelijk waterstof- of hydroxide-ionen afgeeft, werd geïntroduceerd door de Zweedse chemicus Svante Arrhenius in 1884. De Arrhenius-theorie verklaart in het algemeen hoe zuren en basen zich gedragen in oplossing en waarom ze combineren om zouten te vormen, maar het verklaart niet waarom bepaalde verbindingen die geen hydroxide-ionen bevatten, zoals ammoniak, basen in oplossing kunnen vormen.
De Brønsted-Lowry-theorie, geïntroduceerd in 1923 door chemici Johannes Nicolaus Brønsted en Thomas Martin Lowry, corrigeert dit door zuren te definiëren als protondonoren en basen als protonenacceptoren. Dit is de definitie waarop chemici het vaakst vertrouwen bij het analyseren van waterige oplossingen.
Een derde theorie, geïntroduceerd door Berkeley scheikundige G.N. Lewis, ook in 1923, beschouwt zuren als elektronenpaaracceptoren en basen als elektronenpaardonoren. De Lewis-theorie heeft het voordeel dat het verbindingen bevat die helemaal geen waterstof bevatten, dus verlengt het de lijst van zuur-base reacties.
De pH-schaal
De pH-schaal verwijst naar de concentratie waterstofionen in een oplossing op waterbasis. Het is het negatieve logaritme van de waterstofionconcentratie: pH = -log. De schaal loopt van 0 tot 14 en een waarde van 7 is neutraal. Naarmate de concentratie van waterstofionen toeneemt, wordt de pH kleiner, dus waarden tussen 0 en 7 geven zuren aan, terwijl waarden van 7 tot 14 basisch zijn. Zeer hoge en zeer lage pH-waarden duiden op gevaarlijk corrosieve oplossingen.
De smaak van zuren en basen
Als je de smaak van een zure oplossing zou vergelijken met een basische - wat niet raadzaam is als de pH erg hoog of erg laag is - zou je merken dat een zure oplossing zuur smaakt, terwijl een basische oplossing bitter smaakt. De zure smaak in citrusvruchten is te wijten aan het citroenzuur dat ze bevatten, azijn is zuur omdat het azijnzuur bevat en zure melk bevat veel melkzuur. Alkaliserend mineraalwater heeft daarentegen een milde maar merkbaar bittere smaak.
Bases voelen slijmerig aan, zuren maken gas
Wanneer een alkalische oplossing zoals ammoniak en water wordt gecombineerd met vetzuren, maakt het zeep. Dat is wat er op kleine schaal gebeurt wanneer u een basisoplossing tussen uw vingers uitvoert. De oplossing voelt glad of slijmerig aan omdat de alkalische oplossing wordt gecombineerd met de vetzuren op uw vingers.
Een zure oplossing voelt niet slijmerig aan, maar het zal bubbels maken als je er metaal in onderdompelt. De waterstofionen reageren met het metaal om waterstofgas te produceren, dat naar de bovenkant van de oplossing borrelt en dissipeert.
De lakmoesproef
De eeuwenoude test voor zuren en basen, lakmoespapier is filterpapier dat is behandeld met kleurstoffen gemaakt van korstmossen. Een zuur wordt blauw lakmoespapier rood, terwijl een basis rood lakmoespapier blauw maakt. De lakmoesproef werkt het beste als de pH lager is dan 4,5 of hoger dan 8,3.