Περιεχόμενο
- TL · DR (Πολύ μακρύ;
- Μέτρηση της οξύτητας
- Σπασμένα μόρια, ελεύθερα ιόντα
- Ένα ακραίο οξύ
- Προβλέποντας το pH
Τα οξέα εμπλέκονται βαθιά σε αμέτρητες βιολογικές, γεωλογικές και τεχνολογικές διαδικασίες. Τα βακτήρια παράγουν γαλακτικό οξύ που διατηρεί τα τρόφιμα, τα εδαφικά οξέα απελευθερώνουν θρεπτικά συστατικά από τα λιπάσματα με βάση το βράχο και τα οξέα στις μπαταρίες οδηγούν σε αντιδράσεις που παράγουν ηλεκτρική ενέργεια. Το υδροχλωρικό οξύ, συχνά συντομευμένο ως HCl, είναι ένα κοινό παράδειγμα ισχυρού οξέος και μπορούν να επιτευχθούν ειδικές τιμές ρΗ μέσω μιγμάτων υδροχλωρικού οξέος και νερού.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Η προσθήκη υδροχλωρικού οξέος σε νερό μειώνει το pH του νερού σε τιμή μικρότερη από 7,0 και κάνει όξινο διάλυμα.
Μέτρηση της οξύτητας
Η κλίμακα του ρΗ, η οποία τυπικά κυμαίνεται από 0 έως 14, μετρά τη συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου σε μια ουσία. Τα οξέα έχουν τιμές ρΗ μικρότερες από 7, οι βάσεις έχουν τιμές ρΗ μεγαλύτερες από 7 και τιμή pH 7,0 είναι το ουδέτερο σημείο. Η κλίμακα του ρΗ είναι αρνητική και λογαριθμική, πράγμα που σημαίνει ότι η αύξηση των συγκεντρώσεων ιόντων υδρογόνου κατά δέκα φορές αντιστοιχεί σε μείωση μιας μονάδας στην κλίμακα του ρΗ. Η προσθήκη μιας όξινης ουσίας στο νερό μειώνει το συνολικό pH του διαλύματος.
Σπασμένα μόρια, ελεύθερα ιόντα
Όταν ένα οξύ προστίθεται στο νερό, τα μόρια του οξέος διαχωρίζονται σε μεμονωμένα ιόντα με μια διαδικασία γνωστή ως αποσύνδεση. Ένα μόριο υδροχλωρικού οξέος, για παράδειγμα, αποτελείται από ένα άτομο υδρογόνου και ένα άτομο χλωρίου. Όταν αυτά τα μόρια διαλύονται σε νερό, χωρίζονται σε ένα θετικά φορτισμένο ιόν υδρογόνου και ένα αρνητικά φορτισμένο ιόν χλωρίου. Αυτό οδηγεί σε αυξημένη συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου και επομένως σε χαμηλότερο ρΗ. Το υδροχλωρικό οξύ ταξινομείται ως "ισχυρό" οξύ, πράγμα που σημαίνει ότι ουσιαστικά όλα τα μόρια διαχωρίζονται. Πολλά άλλα οξέα - όπως το οξικό οξύ, συνήθως αναφέρεται ως ξύδι - ταξινομούνται ως "αδύναμα" οξέα. Μόνο μερικά από τα μόρια ασθενών οξέων αποσυντίθενται όταν προστίθενται στο νερό.
Ένα ακραίο οξύ
Το καθαρό υδροχλωρικό οξύ έχει θεωρητικό pH μηδέν - με άλλα λόγια, είναι εξαιρετικά όξινο. Σε πρακτικές περιπτώσεις, ωστόσο, το υδροχλωρικό οξύ υπάρχει μόνο ως αραιωμένη ουσία. Συνεπώς, το αποτελεσματικό ρΗ του υδροχλωρικού οξέος εξαρτάται από το βαθμό αραίωσης. Επειδή το ρΗ του υδροχλωρικού οξέος είναι τόσο χαμηλό, παρατηρούνται μεγάλες μεταβολές του ρΗ ακόμη και όταν προστίθενται μικροσκοπικές ποσότητες σε ένα ουδέτερο διάλυμα όπως το νερό.Ένα παράδειγμα αραιωμένου υδροχλωρικού οξέος είναι το ανθρώπινο στομαχικό οξύ, το οποίο έχει τιμή ρΗ περίπου 3.
Προβλέποντας το pH
Ο βαθμός αλλαγής του ρΗ που συμβαίνει όταν προστίθενται ισχυρά οξέα όπως το υδροχλωρικό οξύ σε νερό αντιστοιχεί άμεσα στον παράγοντα αραίωσης, επειδή όλα τα όξινα μόρια απελευθερώνουν ένα ιόν υδρογόνου. Επειδή η κλίμακα pH ακολουθεί μια λογαριθμική σχέση, μια αραίωση παράγοντα δέκα αντιστοιχεί σε μια αλλαγή pH μιας μονάδας. Για παράδειγμα, 1 χιλιοστόλιτρο υδροχλωρικού οξέος που προστέθηκε σε 10 χιλιοστόλιτρα νερού ουδέτερου από το pH έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της συγκέντρωσης ιόντων υδρογόνου κατά ένα παράγοντα δέκα. Έτσι, το ρΗ του τελικού διαλύματος θα είναι μία μονάδα υψηλότερη από το ρΗ του αρχικού υδροχλωρικού οξέος. Εάν 1 χιλιοστόλιτρο υδροχλωρικού οξέος προστεθεί σε 100 χιλιοστόλιτρα νερού, η συγκέντρωση των ιόντων υδρογόνου μειώνεται κατά δύο παράγοντες δέκα και το ρΗ αυξάνεται κατά δύο μονάδες.