Ganting asido-base

Ang ganting asido-base ay isang ganting kimiko (chemical reaction) na nagaganap sa pagitan ng asido at ng base.

Si Antoine Lavoisier, kimikong Pranses, ang siyang unang nagmungkahi sa unang aghaming pakahulugan nito. Dahil sa ang kaalaman ni Lavoisier sa matatapang na asido ay limitado lamang sa mga oksi-asido (oxyacids), na kalimitan ay naglalaman ng atomong sentral na may mataas na estado (bilang) ng oksidasyon na napapalibutan ng oksiheno tulad ng HNO₃ at H₂SO₄ at sa dahilang hindi niya alam ang tunay na komposisyon ng mga asidong hidrohalika (hydrohalic), HCl, HBr, and HI, pinakahulugan niya ang asido mula sa paglalaman nito ng oksiheno. Sa katunayan, ang oksiheno ay galing sa salitang Griego na ang kahulugan ay “sangkap asido”.

Ang pakahulugang ito ay pinawalangkabuluhan ni Sir Humphry Davy noong 1810 nang ang mga elementong klorino, bromino at iodino ay natuklasan at sa kawalan ng oksiheno sa mga asidong hidrohalika.

Si Svante Arrhenius ang nagbigay ng unang modernong pakahulugagn ng asido at beis noong 1884. Sa tubig, ang isang disosasyon (pagwawalay) ay nangyayari tulad ng nasa ibaba:

H₂O → H⁺ + OH-

Ito ay asido kapag ang isang kumpuwesto ay nagpapataas sa konsentrasyon (tapang) ng H⁺ habang nagpapababa naman ng tapang ng OH^-. Ito ay beis kapag pabaligtad. Ang isang asido Arrhenius ay karaniwang nagbubunga ng kargadong positibong ion ng hidroheno at ng kumplementong negatibong ion kapag nagwalay sa tubig. Ang isang basikong (beis) Arrhenius ay karaniwang nagbubunga ng kargadong negatibong ion ng hidroksido (OH^-) at ng kumplementong positibong ion kapag nagwalay sa tubig.

Ang positibong ion ng isang beis ay makakagawa ng asin kapag isinanib sa negatibong ion mula sa isang asido. Halimbawa, ang dalawang mola (moles) ng basikong hidroksido ng sodyo (NaOH) na inihalo sa isang mola ng asido sulfuriko (H₂SO₄) ay magbubunga ng dalawang mola ng tubig at isang mola ng sulfato ng sodyo.

2NaOH + H₂SO₄ → 2H₂O + Na₂SO₄

Magkahiwalay na iminungkahi nina Johannes Nicolaus Brønsted at Martin Lowry noong 1923 ang pakahulugang Brønsted-Lowry o protoniko. Ito ay nababatay sa abilidad ng asidong magbigay ng proton (H⁺) sa isang kumpuwesto na tinatawag na beis sa isang reaksiyong kimiko. Ang beis naman ay tinatawag na tagatanggap ng proton. Kaya sa reaksiyong asido-beis sa pakahulugang Brønsted-Lowry, mayroong isang kumpetisyon ang dalawang beis sa isang proton. Nagkakaroon ng ekilibryo (pantay na daloy pakanan at pakaliwa sa isang reaksiyon) kapag ang X at Y ay dalawang partido sa solusyon sa ibaba

HX + Y^- ↔ HY + X^-

Ang HX at HY ay sinasabing asidong Brønsted-Lowry; basikong Brønsted-Lowry naman ang X^- at Y^-. Kapag malakas ang daloy ng reaksiyon pakaliwa, sinasabing ang HY ay mas malakas na asido at X^- naman ay mas malakas na beis. Kapag malakas naman ang daloy ng reaksiyon pakanan, ang HX is sinasabing mas malakas na asido at ang Y^- ay mas malakas na beis.

Masasabing ang mas malakas sa dalawang asido ang siyang mas ganap na sumasanib sa beis. Sa sumusunod makikita ng parehong resulta. Ikumpara ang reaksiyon ng dalawang asido HX at HY sa parehong beis na Z^- (sa isang halo na naglalaman ng lahat na partido):

HX + Z^- ↔ HZ + X^- HY + Z^- ↔ HZ + Y^-

Ito ang ekwasyon kapag ang dalawang reaksiyong ito ay may konstante ekilibriyo na KX at KY:

[X-][HZ] / [HX][Z-]=KX 
[Y-][HZ] / [HY][Z-]=KY

at magreresulta (kapag hinati) ng

[X^-][HY] / [HX][Y^-] = KX / KY

Dahil sa ang huling kantidad na ito ay ang konstante ekilibriyo ng reaksiyong nasa itaas, ang reaksiyong ito ay may hilig pakaliwa kung ang KX / KY > 1 kung ang HX ay mas malakas na asido kaysa HY sa loob ng pakahulugang ito at vice versa.

Ang asido at beis sa sistemang Brønsted-Lowry ay lumilitaw na pares-konhugado (conjugate pairs); sa reaksiyong

HX → H⁺ + X^-

Ang HX ay tinatawag na asido-konhugado ng beis X^-, at ang X^- naman ay tinatawag ng beis-konhugado ng asido HX.

May ilang kumpuwesto, tulad ng tubig, na maaaring gumanap bilang asido o beis. Ito ay tinatawag na mga kumpuestong ampoteriko (amphoteric compounds).

Karaniwang inooksida ng malalakas na asido ang mga metal na nagbubunga ng asin at hidrohena. Ang pH, sukat ng tapang o konsentrasyon ng proton sa isang solusyon, ay karaniwang ginagamit sa pagsukat ng asidad (acidity) at alkalinidad (alkalinity).

Ang pakahulugang ito ay base sa pangkalahatang kabuuan ng naunang pakahulugang Arrhenius. Kung ang isang patunaw (solvent) ay magwawalay sa positibong partidong X at negatibong partidong Y:

XY ↔ X⁺ + Y^-

o

2XY ↔ X₂Y⁺ + Y^-

o

2XY ↔ X⁺ + XY^2-

isang kumpuwestong asido ito kapag nagbubunga ng pagtaas ng tapang ng X⁺ (o X₂Y⁺) at pagbaba ng tapang ng Y^- (o XY^2-) at beis naman kung pabaliktad. Halimbawa sa tunaw na dioksidong-asupre (SO₂), ang kumpuwestong tiyonil (na nagbibigay ng SO₂⁺) ay gumaganap na asido, at ang sulpito (na nagbibigay ng SO₃^2-) ay gumaganap na beis.

Sa kaisipang ito, ang mga kumpuwestong aprotiko (yaong di nagbibigay ng proton) ay maaring sumanib (react) sa beis, at ang mga katagang “asido” at “beis” ay maari pa ring gamitin sa loob ng reaksiyong aprotiko o walang-tubig (non-aqueous).

Isang pangkalahatang pakahulugan ang ibinigay ni Lewis noong 1923 (kaparehong taong ng pakahulugang Brønsted-Lowry) na nagpapaliwanag na ang pagigingmasanib (reactivity) ng asido sa pamamagitan ng pagtaggap nito ng isang pares ng elektron mula sa beis na sinasabing taga-bigay ng pares elektron. Karaniwan, ang isang asido ay sumasanib sa isang beis ubang makabuo ng isang bagong kawing kobalante (covalent bond) na gumagamit ng isang bakanteng inugan (orbital) ng asido upang makihati sa sobrang pares na elektron ng beis. Ito ay pagsasanib asido-beis sa kumbinasyon ng HOMO mula sa beis at LUMO mula sa asido upang makabuo ng isang panatag na kawinging molekulang inugan (bonding molecular orbital)

Ang pakahulugang Lewis ay isa sa may pinakamalawak na pakahulugan at kailangan upang matutuhan ang reaksiyong asido-beis hahit na ang pakahulugang Brønsted-Lowry ay supisyente na at mas praktikal sa mga pangaraw-araw na gamit.