Киселинността на дадено вещество има строга научна дефиниция. Хората са склонни да имат изображения на разтварящи се метали и изгарящи дупки през нещата, когато мислят за киселини и некиселинни вещества или основи. Истината е, че колко разрушително може да бъде дадено вещество, не е факторът, който химиците вземат предвид, когато определят киселинността (или липсата на такава) на нещо.
Определение и откриване на киселина
Има три различни определения, които химиците използват, когато определят киселина и основа.
Дефиницията на Арениус: Киселините са вещества, които при разтваряне във вода увеличават концентрацията на H + йони (т.е. положителни водородни йони или протони). Основите са вещества, които при разтваряне във вода увеличават концентрацията на OH-йони (известни също като хидроксидни йони).
Дефиницията на Bronstead-Lowry: Киселината е вещество, което може да прехвърли протон (H) в друго вещество. Базата е вещество, което може да приеме протон (Н).
Дефиницията на Луис: Киселината се определя като акцептор на електронни двойки, а базата като донор на електронна двойка.
На практика повечето химици (освен ако не сте органичен химик) мислят за киселини и основи по отношение на първите две определения.
Въпреки че тези дефиниции могат да изглеждат изключително технически, един сигурен начин за разбиране на киселините в кухнята например е да се направи проста реакция със сода за хляб. Ако имате течност и искате да разберете дали е кисела, един лесен начин да разберете е да смесите малко сода за хляб. Содата за хляб реагира с киселини, образувайки мехурчета.
Може би сте запознати с изграждането на домашно приготвен кухненски вулкан. Смесвате оцет (киселина) със сода за хляб. Разпенва се, докато содата за хляб реагира с киселината. По същество това е, което можете да направите, за да проверите дали разтворът е кисел или не. Ако не присъства киселина, разтворът няма да пукне, когато добавите сода за хляб.
Относителна сила на киселините
Някои киселини са по-силни от други. Ние сме много запознати с тази концепция, когато пием газирана напитка и я оставяме на езика си. Усещането за парене е от киселината в содата. Не получаваме това усещане, когато държим чиста вода в устата си. Разликата е в силата на киселината. Разбира се, трябва да се внимава, преди да сложите нещо в устата си.
От научна гледна точка, силна киселина би била тази, която напълно пренася своите протони (Н + атоми) във вода, като не оставя недисоциирани молекули в разтвор. Слаба киселина би била тази, която само частично се дисоциира във воден разтвор и съществува в разтвора като комбинация от киселинни молекули и съставни йони. Вещество с незначителна киселинност е това, което съдържа водород, но не демонстрира никакво киселинно поведение във вода (т.е. водородът не се дисоциира или отделя от молекулата).
Скалата на рН
Използването на скалата на рН е един практически начин за количествено определяне на това колко киселинно е нещо. Ако рН на разтвора е по-малко от 7, той е кисел. Ако рН е 7, разтворът е неутрален и ако рН е по-голямо от 7, разтворът е основен. Тази скала показва количеството действителни йони H + (киселинност), плаващи в разтвора, което е пряко свързано с дефиницията на киселина.
Откриване на рН на разтвор
Съществуват няколко различни начина за измерване на рН на разтвора. Най-често познатият метод е използването на лакмусова хартия. Лакмусовата хартия е покрита с химикал, който реагира с киселини, за да промени цвета на хартията. След това можете да сравните хартията със стандартна цветна диаграма, за да намерите стойността на pH. Също така е често да се използват индикатори за разтвор, за да се установи концентрацията на киселина в разтвор. Това работи подобно на лакмусовата хартия, но вместо това се добавя към разтвора и цветът на целия разтвор се променя до цвят, указващ стойността на рН. В лабораторията по химия учените извършват експерименти с титруване, за да определят стойността на рН. За да се използва този метод е необходимо определено количество технически умения. Най-често срещаният и по-точен метод е чрез използването на рН-метър. Електронният измервателен уред съдържа сонда, която е потопена в течността и се измерва електрически ток, който може да бъде пряко свързан със стойността на pH. След това стойността се диктува на потребителя на дисплея на измервателния уред. Тези рН-метри са се увеличили по отношение на надеждността и удобството за потребителите през годините и са стандартният път. Повечето от това оборудване не е в домакинската кухня. Ако е необходимо, можете да поръчате ленти за тестване на рН (лакмусови хартии) от готварски магазин.
Примери за стойността на рН на различни вещества
Тези стойности са приблизителни, но могат да ви дадат представа къде веществата попадат в скалата на pH. Домакински белина: 12,5 Мляко от магнезия: 10 Сода за хляб: 8 Чиста вода: 7 Черно кафе: 5 Вино: 3,5 Кола, оцет: 2,9 Стомашен сок: 1,2
Числата над 7 са основни, а числата под 7 са киселинни.