סתירה (כימיה)

סתירה היא תגובה כימית המתרחשת בין בסיס לחומצה. בתגובת הסתירה, מגיבים יוני הידרוניום (H3O+), החומציים, עם יוני הידרוקסיד (OH-), הבסיסיים, ליצירת מים (H2O). למעשה ניתן להגיד, כי אטום מימן (H+), אשר מטענו החשמלי חיובי עקב כך שאטום אחר משך את אלקטרונו, עובר מהחומר החומצי אל החומר הבסיסי. תגובת הסתירה היא תגובה אקסותרמית, הווה אומר, במהלך התגובה מתחממת סביבת הפעולה עקב השינוי המולקולרי (ידוע שבפירוק מולקולות נפלטת בין היתר אנרגיית חום, כמו בפירוק מולקולת גלוקוז בגוף). המשוואה הכימית הכללית של התגובה היא מן הצורה: H3O+(aq) + OH−(aq) → 2H2O(l) תגובת סתירה לדוגמה היא זו של סודה קאוסטית (NaOH) עם חומצה הידרוכלורית (HCl) ליצירת מים (H2O) ומלח בישול (NaCl). ניסוחה: NaOH(aq) + HCl(aq) → Na+(aq) + Cl−(aq) + H2O(l) מאחר שמלח מסיס במים, יוני Cl- ויוני Na+ אינם נקשרים ליצירת תרכובת (מלח) ומשמשים כיונים משקיפים בלבד. ניסוח התגובה נטו הוא: H3O+(aq) + OH−(aq) → 2H2O(l) : ΔrH = −55.90 kJ mol−1 לתגובת הסתירה, מעבר להיותה תגובה כימית ככל התגובות, ישנה חשיבות רבה בתחום התעשייה. רבים מן החומרים אשר נמצאים בשימוש תעשייתי הם חומצות (כדוגמת חומצה חנקתית - HNO3) או בסיסים (כדוגמת אמוניה - NH3). עובדה זו והעובדה כי חומצות ובסיסים יכולים להיות מסוכנים למגע או לטיפול (ואף מסוכנים מאוד, כדוגמת החומצה הגופרתית - H2SO4), גורמת לעיתים לצורך בניטרולם. "ניטרול" זה הוא למעשה תגובת סתירה. כך למשל, אם ישנה דליפה של חומצה במפעל לייצור דשנים, ישנה סכנה לבריאותם של עובדי המפעל (ואף לציוד שאינו עמיד בפני חומצות). לאחר עצירת הדליפה נותרת בשטח המפעל החומצה שדלפה. על-מנת שיוכלו עובדי המפעל לחזור לעבודה בבטחה יש להסיר את הסכנה על ידי סתירת החומצה שדלפה. סתירה זו תתבצע בעזרת הוספת תמיסה בסיסית לחומצה שדלפה, עד לסתירתה המלאה של החומצה. באופן דומה, אם התמיסה שדלפה היא בסיסית, יש להוסיף חומצה במידה המתאימה עד לסתירתו המלאה של הבסיס. סתירה אינה מהווה טיפול מתאים למגע של חומצה (או בסיס) עם העור, שכן תהליך הסתירה הוא תגובה אקסותרמית הפולטת חום העלול לגרום לכוויה אם הוא נפלט על עורו של אדם. על-כן, במגע של חומצה או בסיס עם עור סדר הטיפול המומלץ הוא הסרה על ידי ספיגה או גירוד, שטיפה, ולבסוף סתירה. חשיבות נוספת לתהליך הסתירה היא בתחום הרפואה בעיקר בנושא הטיפול בצרבות ובכיבי קיבה (אולקוס). כיב קיבה הוא פצע בתוך חלל הקיבה הנוצר כתוצאה מפגיעתן של חומצות הקיבה בדופן הקיבה. על-מנת להקל את הסבל למטופל ולסייע בטיפול, חולים הסובלים מאולקוס נוטלים כדורים סותרי-חומצה. תרופות אלו כדוגמת 'אלקה-זלצר' או 'פפטו-ביסמול', כולן תרופות המכילות בתוכן בסיס שמגיב עם חומצות הקיבה בתגובת סתירה, ובכך מקטין את החומציות בקיבה ואת הסבל למטופל. מבין החומרים שנמצאים בכדורים להקלת צרבות ניתן למצוא לעיתים את החומר NaHCO3 - סודה לשתייה. על-כן, "תרופת סבתא" ידועה לטיפול בגירוי בקיבה היא שתיית תמיסת סודה לשתייה (המשמשת לאפייה, ונמצאת ברוב הבתים). לסתירה חשיבות משנית בתחום הרפואה בנושא הקלה של עקיצות צמחים וחרקים. חומרים מסוימים המוזרקים לאדם בעת עקיצה הם בסיסים (כמו בארס צרעות מסוימות) או חומצות (כמו בארס נמלים ודבורים מסוימות). בעת העברת בסיס או חומצה לסתירת העקיצה מורגשת לעיתים תחושת הקלה בשל הסרת חלק מן הארס (שנסתר). הבהרה: המידע בוויקיפדיה נועד להעשרה בלבד ואינו מהווה ייעוץ רפואי. בסתירה מלאה, יגיבו כל המגיבים בתמיסה, כך שלא ייוותרו חומצה או בסיס בתוצרים. לתמיסה שעברה סתירה מלאה, יש pH = 7 והיא נייטרלית. בסתירה חלקית מגיבים רק חלק מן המגיבים בתמיסה זה עם זה, כך שתוותר כמות מסוימת של חומצה או בסיס בתוצרים. לתמיסה שעברה סתירה חלקית, יש pH שונה מ-7 והיא אינה נייטרלית. כאמור, גם בסיסים וגם חומצות עלולים להיות מסוכנים לשימוש ולמגע. על-כן, ברוב תהליכי הסתירה שואף הכימאי או המהנדס להוסיף חומר סותר (חומצה או בסיס, בהתאם לנסיבות) בכמות הנדרשת ולא מעבר לכך. במידה וכמות החומר הסותר המוספת היא מעבר לנדרש, ייווצר מצב הפוך מן המצב הקודם. הווה אומר, במידה והתמיסה שרצינו לסתור הייתה חומצית היא תיהפך בסיסית (ולהפך). ושוב עלינו לסתור את התמיסה בכיוון ההפוך. בבואנו לסתור תמיסה בריכוז לא ידוע עלינו להיעזר בטיטור על-מנת להגיע לסתירה מדויקת. בטיטור בדרך כלל יעשה שימוש באינדיקטורים כגון: מד pH אלקטרוני, פנולפתלאין, תימול כחול, נייר לקמוס או כל אינדיקטור חומציות נוסף. בשל הסכנה הרבה הטמונה בחלק גדול מן החומצות והבסיסים, נוהגים לאפסן אותם במכלים מיוחדים. על מכלים אלו נהוג לציין האם החומר הנמצא במכל הוא בסיסי או חומצי. זאת על-מנת שבמידה והחומר שבמכל ידלוף ידעו כוחות ההצלה כיצד לסתור את החומר. נוהל זה תקף לגבי מכלים נייחים (בשטחי אחסנה, למשל) ולגבי מכלים ניידים (מכליות נוסעות או קרונות רכבת, למשל). גם בישראל, כמו בשאר העולם המערבי, נהוג לסמן מה הוא סוג החומר המובל ואיזה טיפול יש לבצע בו על-מנת לנטרלו במקרה של דליפה או תאונה. זאת בהתאם להמלצות האו"ם ומתוקף חוקי התעבורה (תקנות שירותי הובלה, התשס"א - 2001, סעיף 87(א1); חוק שירותי הובלה, התשנ"ז - 1997).