Kyseliny jsou hluboce zapojeny do bezpočtu biologických, geologických a technologických procesů. Bakterie produkují kyselinu mléčnou, která konzervuje potraviny, půdní kyseliny uvolňují živiny z minerálních hnojiv a kyseliny v bateriích vedou k reakcím, které generují elektrickou energii. Kyselina chlorovodíková, často zkráceně HCl, je běžným příkladem silné kyseliny a specifických hodnot pH lze dosáhnout pomocí směsí kyseliny chlorovodíkové a vody.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Přidáním kyseliny chlorovodíkové do vody se sníží pH vody na hodnotu menší než 7,0 a vznikne kyselý roztok.
Měření kyselosti
Stupnice pH, která se obvykle pohybuje od 0 do 14, měří koncentraci vodíkových iontů v látce. Kyseliny mají hodnoty pH nižší než 7, zásady mají hodnoty pH vyšší než 7 a hodnota pH 7,0 je neutrální bod. Stupnice pH je záporná a logaritmická, což znamená, že desetinásobné zvýšení koncentrace vodíkových iontů odpovídá poklesu o jednu jednotku na stupnici pH. Přidání kyselé látky do vody snižuje celkové pH roztoku.
Zlomené molekuly, volné ionty
Když se kyselina přidá do vody, molekuly kyseliny se rozdělí na jednotlivé ionty v procesu známém jako disociace. Například molekula kyseliny chlorovodíkové se skládá z atomu vodíku a atomu chloru. Když se tyto molekuly rozpustí ve vodě, rozdělí se na kladně nabitý vodíkový iont a záporně nabitý iont chloru. To vede ke zvýšené koncentraci vodíkových iontů a tím k nižšímu pH. Kyselina chlorovodíková je klasifikována jako „silná“ kyselina, což znamená, že prakticky všechny molekuly disociují. Mnoho dalších kyselin - například kyselina octová, běžně označovaných jako ocet - je klasifikováno jako „slabé“ kyseliny. Pouze některé z molekul slabých kyselin se po přidání do vody disociují.
Extrémní kyselina
Čistá kyselina chlorovodíková má teoretické pH nula - jinými slovy, je extrémně kyselá. V praktických situacích však kyselina chlorovodíková existuje pouze jako zředěná látka. Účinné pH kyseliny chlorovodíkové proto závisí na stupni zředění. Protože pH kyseliny chlorovodíkové je tak nízké, dochází k velkým změnám pH, i když se do neutrálního roztoku, jako je voda, přidává malé množství. Jedním příkladem zředěné kyseliny chlorovodíkové je lidská žaludeční kyselina, která má hodnotu pH kolem 3.
Předvídání pH
Stupeň změny pH, ke kterému dochází, když se do vody přidají silné kyseliny, jako je kyselina chlorovodíková odpovídá přímo zřeďovacímu faktoru, protože všechny kyselé molekuly uvolňují jeden vodík ion. Protože stupnice pH sleduje logaritmický vztah, ředění faktoru deseti odpovídá změně pH o jednu jednotku. Například 1 mililitr kyseliny chlorovodíkové přidaný k 10 mililitrům pH neutrální vody má za následek snížení koncentrace vodíkových iontů o jeden faktor deset. PH konečného roztoku bude tedy o jednu jednotku vyšší než pH původní kyseliny chlorovodíkové. Pokud se do 100 mililitrů vody přidá 1 ml kyseliny chlorovodíkové, koncentrace vodíkových iontů se sníží o dva desítky a pH se zvýší o dvě jednotky.