Sisältö
- TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
- Happamuuden mittaus
- Rikkoutuneet molekyylit, vapaat ionit
- Äärimmäinen happo
- Ennustetaan pH: ta
Hapot ovat syvästi mukana lukemattomissa biologisissa, geologisissa ja teknologisissa prosesseissa. Bakteerit tuottavat maitohappoa, joka säilyttää ruokaa, maahapot vapauttavat ravinteita kivipohjaisista lannoitteista ja paristojen hapot johtavat reaktioihin, jotka tuottavat sähköenergiaa. Suolahappo, usein lyhennettynä HCl: llä, on yleinen esimerkki vahvasta haposta, ja spesifiset pH-arvot voidaan saavuttaa suolahapon ja veden seoksilla.
TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
Kloorivetyhapon lisääminen veteen alentaa veden pH: n arvoon alle 7,0 ja tekee happamaksi liuokseksi.
Happamuuden mittaus
PH-asteikko, joka tyypillisesti on välillä 0 - 14, mittaa vetyionien pitoisuutta aineessa. Happojen pH-arvot ovat alle 7, emästen pH-arvot ovat yli 7 ja pH-arvo 7,0 on neutraali piste. PH-asteikko on negatiivinen ja logaritminen, mikä tarkoittaa, että vetyionipitoisuuden nousu kymmenellä kerralla vastaa yhden yksikön laskua pH-asteikolla. Hapan aineen lisääminen veteen alentaa liuoksen yleistä pH: ta.
Rikkoutuneet molekyylit, vapaat ionit
Kun happea lisätään veteen, hapon molekyylit erottuvat yksittäisiksi ioneiksi prosessissa, jota kutsutaan dissosiaatioksi. Esimerkiksi suolahappomolekyyli koostuu vetyatomista ja klooriatomista. Kun nämä molekyylit liukenevat veteen, ne erottuvat positiivisesti varautuneiksi vetyioneiksi ja negatiivisesti varautuneiksi kloori-ioneiksi. Tämä johtaa lisääntyneeseen vetyionien konsentraatioon ja siten matalampaan pH-arvoon. Kloorivetyhappo luokitellaan "vahvaksi" hapoksi, mikä tarkoittaa, että käytännössä kaikki molekyylit eroavat toisistaan. Monet muut hapot - kuten etikkahappo, jota yleisesti kutsutaan etikkaksi - luokitellaan "heikoiksi" hapoiksi. Vain osa heikkojen happojen molekyyleistä hajoaa, kun niitä lisätään veteen.
Äärimmäinen happo
Puhtaan suolahapon teoreettinen pH on nolla - toisin sanoen se on erittäin hapan. Käytännön tilanteissa suolahappoa esiintyy kuitenkin vain laimennettuna aineena. Tämän seurauksena suolahapon tehokas pH riippuu laimennusasteesta. Koska suolahapon pH on niin matala, tapahtuu suuria pH-muutoksia, vaikka pieniä määriä lisätään neutraaliin liuokseen, kuten veteen.Yksi esimerkki laimennetusta suolahaposta on ihmisen mahahappo, jonka pH-arvo on noin 3.
Ennustetaan pH: ta
PH-muutoksen aste, joka tapahtuu, kun vahvoja happoja, kuten suolahappoa lisätään veteen, vastaa suoraan laimennuskerrointa, koska kaikki happamat molekyylit vapauttavat yhden vetyionin. Koska pH-asteikko noudattaa logaritmista suhdetta, kymmenen kertoimen laimennus vastaa yhden yksikön pH: n muutosta. Esimerkiksi 1 millilitra suolahappoa, joka on lisätty 10 millilitraan pH-neutraalia vettä, johtaa vetyionien konsentraation laskuun yhdellä kymmenellä. Siten lopullisen liuoksen pH on yksi yksikkö korkeampi kuin alkuperäisen suolahapon pH. Jos 100 ml: aan vettä lisätään 1 millilitra suolahappoa, vetyionien konsentraatio laskee kahdella kymmenellä kertoimella ja pH nousee kahdella yksiköllä.