Η οξύτητα μιας ουσίας έχει αυστηρό επιστημονικό ορισμό. Οι άνθρωποι τείνουν να έχουν εικόνες μετάλλων που διαλύονται και τρύπες να καίγονται μέσα από πράγματα όταν σκέφτονται οξέα και μη όξινες ουσίες ή βάσεις. Η αλήθεια είναι, πόσο καταστροφική μπορεί να είναι μια ουσία δεν είναι ο παράγοντας που οι χημικοί θεωρούν κατά τον προσδιορισμό της οξύτητας (ή της έλλειψης αυτής) από κάτι.
Ορισμός και ανίχνευση ενός οξέος
Υπάρχουν τρεις διαφορετικοί ορισμοί που χρησιμοποιούν οι χημικοί όταν ορίζουν ένα οξύ και μια βάση.
Ο ορισμός του Arrhenius: Τα οξέα είναι ουσίες που, όταν διαλύονται σε νερό, αυξάνουν τη συγκέντρωση των ιόντων Η + (δηλαδή θετικά ιόντα υδρογόνου ή πρωτόνια). Οι βάσεις είναι ουσίες που, όταν διαλύονται σε νερό, αυξάνουν τη συγκέντρωση των ιόντων ΟΗ (επίσης γνωστά ως ιόντα υδροξειδίου).
Ο ορισμός Bronstead-Lowry: Ένα οξύ είναι μια ουσία που μπορεί να μεταφέρει ένα πρωτόνιο (Η) σε άλλη ουσία. Η βάση είναι μια ουσία που μπορεί να δεχτεί ένα πρωτόνιο (Η).
Ο ορισμός του Lewis: Ένα οξύ ορίζεται ως δέκτης ζεύγους ηλεκτρονίων και η βάση ως δότης ζευγών ηλεκτρονίων.
Στην πράξη, οι περισσότεροι χημικοί (εκτός αν είστε οργανικός χημικός) σκέφτονται οξέα και βάσεις από την άποψη των δύο πρώτων ορισμών.
Αν και αυτοί οι ορισμοί μπορεί να φαίνονται εξαιρετικά τεχνικοί, ένας σίγουρος τρόπος για να κατανοήσουμε τα οξέα στην κουζίνα, για παράδειγμα, είναι να σχηματίσουμε μια απλή αντίδραση με μαγειρική σόδα. Εάν έχετε ένα υγρό και θέλετε να μάθετε εάν είναι όξινο, ένας εύκολος τρόπος να το πείτε είναι να αναμειγνύετε σε μια μικρή μαγειρική σόδα. Η μαγειρική σόδα αντιδρά με οξέα και παράγει φυσαλίδες.
Μπορεί να είστε εξοικειωμένοι με την κατασκευή σπιτικού ηφαιστείου κουζίνας. Ανακατεύετε ξύδι (ένα οξύ) με μαγειρική σόδα. Αφροποιείται καθώς η μαγειρική σόδα αντιδρά με το οξύ. Αυτό είναι ουσιαστικά αυτό που μπορείτε να κάνετε για να ελέγξετε εάν ένα διάλυμα είναι όξινο ή όχι. Εάν δεν υπάρχει οξύ, το διάλυμα δεν θα φουσκώσει όταν προσθέσετε τη μαγειρική σόδα.
Σχετικές αντοχές των οξέων
Μερικά οξέα είναι ισχυρότερα από άλλα. Είμαστε πολύ εξοικειωμένοι με αυτήν την ιδέα όταν παίρνουμε ένα ποτό σόδας και το αφήνουμε στις γλώσσες μας. Η αίσθηση καψίματος προέρχεται από το οξύ στη σόδα. Δεν έχουμε αυτήν την αίσθηση όταν κρατάμε καθαρό νερό στο στόμα μας. Η διαφορά είναι η αντοχή του οξέος. Φυσικά, πρέπει να είστε προσεκτικοί προτού βάλετε κάτι στο στόμα σας.
Από επιστημονικής απόψεως, ένα ισχυρό οξύ θα είναι εκείνο που μεταφέρει εντελώς τα πρωτόνια του (άτομα Η +) σε νερό, χωρίς να αφήνει διαλύματα χωρίς διαχωρισμό. Ένα ασθενές οξύ θα είναι εκείνο που διαχωρίζεται μόνο εν μέρει σε υδατικό διάλυμα και υπάρχει στο διάλυμα ως μίγμα μορίων οξέος και συστατικών ιόντων. Μια ουσία με αμελητέα οξύτητα είναι εκείνη που περιέχει υδρογόνο αλλά δεν εμφανίζει όξινη συμπεριφορά στο νερό (δηλαδή, το υδρογόνο δεν αποσυντίθεται ή αποσπάται από το μόριο).
Η κλίμακα pH
Η χρήση της κλίμακας pH είναι ένας πρακτικός τρόπος ποσοτικού προσδιορισμού του πόσο όξινο είναι κάτι. Εάν το pH ενός διαλύματος είναι μικρότερο από 7, είναι όξινο. Εάν το ρΗ είναι 7, το διάλυμα είναι ουδέτερο και εάν το ρΗ είναι μεγαλύτερο από 7, το διάλυμα είναι βασικό. Αυτή η κλίμακα δείχνει την ποσότητα των πραγματικών ιόντων Η + (οξύτητα) που κυμαίνονται στο διάλυμα, το οποίο σχετίζεται άμεσα με τον ορισμό ενός οξέος.
Ανίχνευση του pH ενός διαλύματος
Υπάρχουν μερικοί διαφορετικοί τρόποι μέτρησης του pH ενός διαλύματος. Η πιο γνωστή μέθοδος είναι η χρήση χαρτιού litmus. Το χαρτί litmus επικαλύπτεται με μια χημική ουσία που αντιδρά με οξέα για να αλλάξει το χρώμα του χαρτιού. Στη συνέχεια, μπορείτε να συγκρίνετε το χαρτί με ένα τυπικό χρωματικό διάγραμμα για να βρείτε την τιμή του pH. Είναι επίσης κοινό να χρησιμοποιείτε δείκτες διαλύματος για να μάθετε τη συγκέντρωση οξέος σε ένα διάλυμα. Αυτό λειτουργεί παρόμοια με το χαρτί litmus αλλά αντ 'αυτού προστίθεται στο διάλυμα και το χρώμα ολόκληρου του διαλύματος αλλάζει σε χρώμα ενδεικτικό της τιμής του pH. Στο εργαστήριο χημείας οι επιστήμονες πραγματοποιούν πειράματα τιτλοδότησης για να προσδιορίσουν την τιμή του pH. Χρειάζεται μια συγκεκριμένη ποσότητα τεχνικής ικανότητας για τη χρήση αυτής της μεθόδου. Η πιο κοινή και πιο ακριβής μέθοδος είναι μέσω της χρήσης ενός μετρητή pH. Ο ηλεκτρονικός μετρητής περιέχει έναν καθετήρα που βυθίζεται στο υγρό και μετράται ένα ηλεκτρικό ρεύμα που μπορεί να σχετίζεται άμεσα με την τιμή του pH. Στη συνέχεια, η τιμή υπαγορεύεται στον χρήστη στην οθόνη του μετρητή. Αυτοί οι μετρητές pH έχουν αυξηθεί στην αξιοπιστία και τη φιλικότητα του χρήστη με την πάροδο των ετών και αποτελούν τον βασικό τρόπο. Το μεγαλύτερο μέρος αυτού του εξοπλισμού δεν βρίσκεται στην οικιακή κουζίνα. Κάποιος μπορεί να παραγγείλει ταινίες μέτρησης pH (χαρτιά litmus) από ένα μαγειρικό κατάστημα εάν χρειαστεί.
Παραδείγματα της τιμής pH διαφόρων ουσιών
Αυτές οι τιμές είναι κατά προσέγγιση, αλλά μπορούν να σας δώσουν μια ιδέα για το πού οι ουσίες πέφτουν στην κλίμακα του pH. Οικιακή χλωρίνη: 12,5 Γάλα μαγνησίας: 10 Μαγειρική σόδα: 8 Καθαρό νερό: 7 Μαύρος καφές: 5 Κρασί: 3,5 Κόλα, ξύδι: 2,9 Γαστρικός χυμός: 1,2
Οι αριθμοί μεγαλύτεροι από 7 είναι βασικοί και οι αριθμοί μικρότεροι από 7 είναι όξινοι.
