Περιεχόμενο
- Ορισμός και ανίχνευση οξέος
- Σχετικές αντοχές των οξέων
- Η κλίμακα pH
- Ανίχνευση του pH ενός διαλύματος
- Παραδείγματα της τιμής pH διαφόρων ουσιών
Η οξύτητα μιας ουσίας έχει έναν αυστηρό επιστημονικό ορισμό. Οι άνθρωποι τείνουν να έχουν εικόνες από μέταλλα που διαλύονται και τρύπες καίγονται μέσα από τα πράγματα όταν σκέφτονται τα οξέα και τις μη όξινες ουσίες ή βάσεις. Η αλήθεια είναι, πόσο καταστροφική είναι μια ουσία μπορεί να είναι ο παράγοντας που οι χημικοί θεωρούν όταν καθορίζουν την οξύτητα (ή την έλλειψη) κάτι.
Ορισμός και ανίχνευση οξέος
Υπάρχουν τρεις διαφορετικοί ορισμοί που οι χημικοί χρησιμοποιούν όταν ορίζουν ένα οξύ και μια βάση.
Ο ορισμός του Arrhenius: Τα οξέα είναι ουσίες που, όταν διαλύονται στο νερό, αυξάνουν τη συγκέντρωση ιόντων Η + (δηλαδή θετικά ιόντα υδρογόνου ή πρωτόνια). Οι βάσεις είναι ουσίες που, όταν διαλύονται στο νερό, αυξάνουν τη συγκέντρωση ιόντων OH (επίσης γνωστών ως ιόντα υδροξειδίου).
Ο ορισμός Bronstead-Lowry: Το οξύ είναι μια ουσία που μπορεί να μεταφέρει ένα πρωτόνιο (Η) σε άλλη ουσία. Μια βάση είναι μια ουσία που μπορεί να δεχθεί ένα πρωτόνιο (Η).
Ο ορισμός Lewis: Ένα οξύ ορίζεται ως ένας δέκτης ζεύγους ηλεκτρονίων και μια βάση ως δότης ζεύγους ηλεκτρονίων.
Στην πράξη, οι περισσότεροι χημικοί (εκτός εάν ο οργανικός σας χημικός) σκέφτονται τα οξέα και τις βάσεις με βάση τους δύο πρώτους ορισμούς.
Παρόλο που αυτοί οι ορισμοί μπορεί να φαίνονται εξαιρετικά τεχνικοί, ένας τρόπος για να καταλάβουμε τα οξέα στην κουζίνα, για παράδειγμα, είναι να προκατασκευάσει μια απλή αντίδραση με τη σόδα ψησίματος. Εάν έχετε ένα υγρό και θέλετε να μάθετε εάν είναι όξινο, ένας εύκολος τρόπος να πείτε είναι να ανακατεύετε σε μια μικρή σόδα ψησίματος.Η σόδα ψησίματος αντιδρά με οξέα για να δημιουργήσει φυσαλίδες.
Μπορεί να είστε εξοικειωμένοι με την οικοδόμηση ενός σπιτιού ηφαίστειο κουζίνας. Ανακατεύετε ξύδι (οξύ) με μαγειρική σόδα. Αφού αφριστεί, η σόδα αντιδρά με το οξύ. Αυτό είναι ουσιαστικά αυτό που μπορείτε να κάνετε για να ελέγξετε εάν μια λύση είναι όξινη ή όχι. Εάν δεν υπάρχει οξύ, η λύση δεν θα φυσαλίδων όταν προσθέσετε τη σόδα ψησίματος.
Σχετικές αντοχές των οξέων
Ορισμένα οξέα είναι πιο ισχυρά από άλλα. Είμαστε πολύ εξοικειωμένοι με αυτή την ιδέα όταν παίρνουμε ένα ποτό σόδα και το αφήνουμε στις γλώσσες μας. Η αίσθηση καψίματος είναι από το οξύ στο σόδα. Δεν έχουμε αυτή την αίσθηση όταν κρατάμε καθαρό νερό στα στόματά μας. Η διαφορά είναι η ισχύς του οξέος. Φυσικά, πρέπει να είστε προσεκτικοί πριν βάζετε κάτι στο στόμα σας.
Από επιστημονική άποψη, ένα ισχυρό οξύ θα είναι αυτό που μεταφέρει πλήρως τα πρωτόνια του (άτομα Η +) σε νερό που δεν αφήνει κανένα μη διασπασμένο μόριο σε διάλυμα. Ένα ασθενές οξύ θα είναι εκείνο που μόνο μερικώς αποσυντίθεται σε υδατικό διάλυμα και υπάρχει στο διάλυμα ως μίγμα μορίων οξέος και συστατικών ιόντων. Μια ουσία με αμελητέα οξύτητα είναι μια ουσία που περιέχει υδρογόνο αλλά δεν παρουσιάζει καμία όξινη συμπεριφορά στο νερό (δηλαδή, το υδρογόνο δεν αποσυντίθεται ή αποσυνδέεται από το μόριο).
Η κλίμακα pH
Η χρήση της κλίμακας pH είναι ένας πρακτικός τρόπος για τον ποσοτικό προσδιορισμό του πόσο όξινο είναι κάτι. Αν το pH ενός διαλύματος είναι μικρότερο από 7, είναι όξινο. Εάν το pH είναι 7, το διάλυμα είναι ουδέτερο και εάν το pH είναι μεγαλύτερο από 7, το διάλυμα είναι βασικό. Αυτή η κλίμακα δείχνει την ποσότητα των πραγματικών ιόντων Η + (οξύτητα) που κυμαίνονται γύρω από το διάλυμα, η οποία σχετίζεται άμεσα με τον ορισμό του οξέος.
Ανίχνευση του pH ενός διαλύματος
Υπάρχουν μερικοί διαφορετικοί τρόποι μέτρησης του pH μιας λύσης. Η πιο γνωστή μέθοδος είναι η χρήση χαρτιού λακκούβας. Το χαρτί λακκούβας είναι επικαλυμμένο με μια χημική ουσία που αντιδρά με οξέα για να αλλάξει το χρώμα του χαρτιού. Στη συνέχεια, μπορείτε να συγκρίνετε το χαρτί με ένα τυπικό χρωματικό διάγραμμα για να βρείτε την τιμή pH. Είναι επίσης κοινό να χρησιμοποιούμε δείκτες λύσης για να διαπιστώσουμε τη συγκέντρωση οξέος σε ένα διάλυμα. Αυτό λειτουργεί όμοια με το χαρτί λακκούβας, αλλά προστίθεται στο διάλυμα και το χρώμα ολόκληρου του διαλύματος αλλάζει σε χρώμα ενδεικτικό της τιμής του pH. Στο εργαστήριο χημείας οι επιστήμονες πραγματοποιούν πειράματα τιτλοδότησης για τον προσδιορισμό της τιμής pH. Μια συγκεκριμένη ποσότητα τεχνικών δεξιοτήτων είναι απαραίτητη για τη χρήση αυτής της μεθόδου. Η πιο συνηθισμένη και πιο ακριβής μέθοδος είναι μέσω της χρήσης ενός μετρητή pH. Ο ηλεκτρονικός μετρητής περιέχει έναν ανιχνευτή που βυθίζεται στο υγρό και μετράται ένα ηλεκτρικό ρεύμα που μπορεί να σχετίζεται άμεσα με την τιμή του pH. Η τιμή τότε υπαγορεύεται στον χρήστη στην οθόνη του μετρητή. Αυτοί οι μετρητές pH έχουν αυξηθεί με την αξιοπιστία και τη φιλικότητα προς το χρήστη με την πάροδο των ετών και είναι ο συνηθισμένος τρόπος να πάτε. Το μεγαλύτερο μέρος αυτού του εξοπλισμού δεν είναι στην κουζίνα του σπιτιού. Κάποιος μπορεί να παραγγείλει λωρίδες δοκιμής pH (χάρτινα χαρτιά) από ένα κατάστημα μαγειρικής, αν χρειαστεί.
Παραδείγματα της τιμής pH διαφόρων ουσιών
Αυτές οι τιμές είναι κατά προσέγγιση, αλλά μπορούν να σας δώσουν μια αίσθηση όπου οι ουσίες πέφτουν στην κλίμακα pH. Οικιακά λευκαντικά: 12,5 Γάλα μαγνησίας: 10 Σόδα ψησίματος: 8 Καθαρό νερό: 7 Μαύρος καφές: 5 Οίνος: 3,5 Κόλα, ξίδι: 2,9 Γαστρικός χυμός: 1,2
Οι αριθμοί μεγαλύτεροι από 7 είναι βασικοί και οι αριθμοί κάτω των 7 είναι όξινοι.