Садржај
- Дефиниција скале пХ
- Сврха скале пХ
- Примери киселих супстанци
- Примери алкалних супстанци
- Мешање киселине и лужине
- Како измерити пХ
Можда знате да је пХ вредност чисте воде 7, пХ сирћета око 3, а пХ натријум хидроксида око 13, али шта ови бројеви заправо значе? Они вам говоре колико је кисела или алкална водена отопина на бази воде на скали од 0 до 14. Ова скала је позната и као скала пХ, где је пХ скраћеница за "снага водоника".
Дефиниција скале пХ
Када утопите киселине и лужине у раствор, они ослобађају слободне јоне. У раствору на бази воде, киселина ослобађа позитивни водоник (Х+) јони док алкалија ослобађа негативан хидроксид (ОХ-) оне. То значи да када се киселина раствара у води, мења се равнотежа између водоничних јона и хидроксидних јона, што резултира с више водоничних јона него хидроксид јона у раствору (кисели раствор). Равнотежа се такође мења када се алкал раствори у води, али на супротни начин. У овом случају, раствор се завршава са више хидроксидних јона од водоника (алкални раствор).
ПХ скала мери колико је јака киселина или алкал. Ако је средња тачка на скали, сматра се неутралном - концентрација водоникових јона једнака је концентрацији хидроксидних јона.
Дефиниција пХ је негативни лог концентрације јонских водоника. За овај термин био је одговоран дански биохемичар Сøрен Петер Лауритз Сøренсен, који је створио 1909. године као скраћеницу за "снагу водоника". "П" означава немачку реч за моћ (потенз), а Х је елемент елемента за водоник.
Сøренсен је смислио следећу једначину за израчунавање пХ:
пХ = -лог
Лог је логаритам 10-бази и означава концентрацију водоничних јона у јединицама молова по литру раствора.
Сврха скале пХ
ПХ скала креће се од 0 до 14, при чему је 7 неутралног пХ, а било шта испод 7 је кисело, а све преко 7 је алкално (понекад се назива и базно). ПХ-скала је логаритамска, што значи да је свака целокупна вредност испод 7 10 пута киселија од веће вредности, а свака цела вредност изнад 7 10 пута мање кисела од оне ниже. На пример, пХ од 2 је 10 пута киселији од пХ 3 и 100 пута киселији него пХ 4. Другим речима, што је јача киселина, нижи је пХ вредност и јача је алкалија, већи пХ број.
Мале промене пХ могу имати велике ефекте. На пример, кисела киша, која обично има пХ од 4,2 до 4,4, више је 10 пута киселија од чисте кише, која обично има пХ од 5,6.
Супстанца са пХ од 1 до 2 сматра се јаком киселином, док је она са пХ од 13 до 14 јака алкалија. Ако је киселина веома јака, може имати негативан пХ, док веома јаке базе могу имати пХ већи од 14. Супстанца која није ни кисела ни алкална, попут чисте воде, није неутрална. Људска крв има нешто виши од неутралног пХ од око 7,4.
Само водени раствори имају ниво пХ, што значи да хемикалије, укључујући неке течности, немају пХ вредности. На пример, чисти алкохол, биљно уље и бензин немају ниво пХ.
Примери киселих супстанци
Кисели раствори имају више водоничних јона него алкални или неутрални. Киселине такође имају кисели укус и врло снажно реагују на метале. Кад се концентришу, могу бити врло корозивне. Неке уобичајене киселине укључују сок од поморанџе, сирће, лимун и сумпорну киселину.
Примери алкалних супстанци
Алкални раствори имају мање јоне водоника него неутрални или кисели раствори или киселине. Подлоге имају тенденцију да се клизају и обично имају горак укус. Као и киселине, јаке алкалије могу спалити вашу кожу. Неке уобичајене базе укључују амонијак, луж, соду бикарбону, сапунску воду, избељивач и млеко магнезије.
Мешање киселине и лужине
Ако помешате једнаке количине јаке киселине и јаке алкалије, две хемикалије се у основи отказују, а резултат су сол и вода. Мешајући исте количине јаке киселине и јаке алкалије такође се добија раствор неутралног пХ. То је познато као реакција неутрализације и изгледа овако:
ХА + БОХ → БА + Х2О + топлота
На пример, реакција између јаке киселине ХЦл (хлороводоничне киселине) и јаког алкалног НаОХ (натријум хидроксида) је:
ХЦл + НаОХ → НаЦл + Х2О + топлота
Овом реакцијом се добија натријум хлорид (соја од стола). Ако бисте у реакцији имали више киселине него лужине, не би реаговала сва киселина, па би резултат била со, вода и остатак киселине, а раствор би и даље био кисео (са пХ нижим од 7). Међутим, ако бисте имали више алкалија него киселине, остао би остатак алкалије, а коначни раствор би и даље био алкалан (са пХ већим од 7).
Пошто се смеша загрева током реакције, неутрализација је позната као егзотермна реакција. Неутрализација се користи за многе ствари. Пољопривредници могу да користе вапно (калцијум оксид) за неутрализацију киселих земљишта. Можете користити прашак за пециво, који садржи натријум хидрогенкарбонат, за неутрализацију киселог убода пчела.
Нешто слично се дешава када су један или оба реактаната слаби. Слаба киселина или алкал се потпуно не дисоцирају у води, тако да на крају реакције може бити остатака реактаната, који утичу на пХ. Такође, вода се не може створити, јер већина слабих алкалија нису хидроксиди, тако да нема ОХ- неопходно да се направи вода.
Како измерити пХ
Можете да измерите ниво пХ раствора на различите начине. Најједноставнија метода укључује траке за тестирање пХ вредности које су израђене од специјалног папира који се зове лакмус папир. Ово је филтер папир који је третиран бојама од лишајева. Овај папир мења боју када дође у контакт са киселином или лужинама. Када се стави у кисели раствор, плави лакмусов папир постаје црвен, а када се стави у алкални раствор, црвени лакмусов папир постаје плав. (Као што бисте очекивали, када се плави лакмусов папир стави у неутралну раствору, он остаје плав, а када се црвени лакмус папир стави у неутралну раствор, остане црвен.)
Неке траке за тестирање пХ садрже индикаторске траке које свака мења боју у зависности од раствора коме је трака изложена. Кад поклопите тест траку са својим раствором (у чистом контејнеру) неколико секунди, а затим је уклоните, можете упоредити крај тест траке са графичком бојом коју сте добили са папиром да бисте одредили ниво пХ раствора.
Други начин за мерење пХ захтева сонда и мерач. Пре употребе ових алата, морате калибрисати мерач испитивањем у материји са познатим пХ нивоом (као што је дестилована вода са пХ од 7). Након што сте прилагодили мерач и испрали и осушили сонду и мерач, можете да извршите свој пХ тест на течном узорку у чистој посуди довољно дубокој да потпуно прекрије врх сонде. Проверите температуру узорка термометром и проверите да ли мерач одговара овој температури. Поставите сонду у свој узорак и сачекајте да мерење постане константно (то значи да је мерач постигао равнотежу) пре него што снимите ниво пХ.