Kas ir divbāziskā skābe?

Skābju-bāzes ķīmijā divvērtīgā skābe ir tāda, kas, reaģējot ar bāzi, var nodrošināt divus pozitīvi lādētus ūdeņraža jonus vai protonus. Mūsdienīgāks šāda veida skābes termins ir diprotiskā skābe. Skābe un bāze parasti reaģē, veidojot sāli un ūdeni. Ūdens rodas, pozitīvi lādētam ūdeņraža jonam no skābes reaģējot ar negatīvi lādētu hidroksīda jonu no bāzes: H+ + OH- → H2O. Divbāziskā skābes molekulā ir pieejami divi ūdeņraža atomi, lai reaģētu, un tādējādi var veidoties divu veidu sāļi, no kuriem viens būs skābes sāls, kas satur ūdeņraža atomu.

Skābi, kas var nodrošināt tikai vienu protonu, sauc par monoprotisku vai vienbāzisku skābi. Piemēri ir sālsskābe (HCl) un slāpekļskābe (HNO3). Pastāv arī poliprotiskas skābes, kas var nodrošināt vairāk nekā divus protonus, piemēram, fosforskābe H3PO4, kas ir triprotiska. Nav nekādas saistības starp ūdeņraža atomu skaitu skābes molekulā un skābes stiprumu – tas ir atkarīgs no tā, cik lielā mērā ūdeņradis molekulā sadalās šķīdumā ūdeņraža jonos. Skābe ar vienu ūdeņraža atomu, kas viegli atdalās, būs stiprāka nekā skābe ar diviem ūdeņraža atomiem, kas nesadalās; piemēram, sālsskābe (HCl) — vienbāziska skābe — ir daudz spēcīgāka skābe nekā divbāziskā ogļskābe (H2CO3).

Terminus vienbāziska un divbāziska mūsdienās reti izmanto skābēm, taču vecākās ķīmijas mācību grāmatās tos var lietot. Skābes tagad parasti raksturo kā monoprotiskas, diprotiskas, triprotiskas un tā tālāk. Termins divbāzisks joprojām var tikt aplūkots bāzu kontekstā, piemēram, kalcija hidroksīdu (Ca(OH)2) var raksturot kā divbāzisku, jo tajā ir divas hidroksīdu grupas, kuras var apvienoties ar H+ jonu no skābes, veidojot ūdeni.

Sērskābe, viena no pazīstamākajām un visplašāk izmantotajām skābēm, ir labs divvērtīgās skābes piemērs. Tas var veidot divu veidu sāļus, kas pazīstami kā sulfāti un ūdeņraža sulfāti, ko dažreiz sauc par bisulfātiem. Ogļskābe ir vēl viena izplatīta divvērtīgā skābe, kas līdzīgi var veidot karbonātus un ūdeņraža karbonātus. Pēdējos bieži sauc par bikarbonātiem; nātrija bikarbonāts jeb cepamā soda ir vislabāk zināmais no tiem. Šie skābie sāļi var būt skābi, piemēram, nātrija hidrogēnsulfātā, vai bāziski, piemēram, nātrija hidrogēnkarbonātā; termins vienkārši norāda, ka sāls satur ūdeņraža atomu, kas cēlies no skābes.

Ne visi ūdeņraža atomi skābes molekulā noteikti ir pieejami, lai veidotu H+ jonus un reaģētu ar bāzēm. Tādējādi nav iespējams noteikt, vai skābe ir monoprotiska, diprotiska vai poliprotiska, vienkārši saskaitot ūdeņraža atomus molekulā. Tas jo īpaši attiecas uz organiskajām skābēm, kurām var būt salīdzinoši sarežģītas struktūras, kurās ūdeņradis ir iesaistīts citās lomās. Piemērs ir vīnskābe (C4H6O6). Molekulā ir seši ūdeņraža atomi, taču tā ir tik strukturēta, ka tikai divi no tiem šķīdumā var sadalīties ūdeņraža jonos; tāpēc tā ir divvērtīgā skābe.