Τα οξέα εμπλέκονται βαθιά σε αμέτρητες βιολογικές, γεωλογικές και τεχνολογικές διαδικασίες. Τα βακτήρια παράγουν γαλακτικό οξύ που συντηρεί τα τρόφιμα, τα οξέα του εδάφους απελευθερώνουν θρεπτικά συστατικά από λιπάσματα με βάση βράχους και οξέα σε μπαταρίες οδηγούν σε αντιδράσεις που παράγουν ηλεκτρική ενέργεια. Το υδροχλωρικό οξύ, συχνά συντομευμένο ως HCI, είναι ένα κοινό παράδειγμα ισχυρού οξέος και συγκεκριμένες τιμές ρΗ μπορούν να επιτευχθούν μέσω μιγμάτων υδροχλωρικού οξέος και νερού.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Η προσθήκη υδροχλωρικού οξέος στο νερό μειώνει το pH του νερού σε τιμή μικρότερη από 7,0 και δημιουργεί ένα όξινο διάλυμα.
Μέτρηση της οξύτητας
Η κλίμακα pH, η οποία κυμαίνεται συνήθως από 0 έως 14, μετρά τη συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου σε μια ουσία. Τα οξέα έχουν τιμές pH μικρότερες από 7, οι βάσεις έχουν τιμές pH μεγαλύτερες από 7 και η τιμή pH 7,0 είναι το ουδέτερο σημείο. Η κλίμακα του pH είναι αρνητική και λογαριθμική, πράγμα που σημαίνει ότι η αύξηση της συγκέντρωσης ιόντων υδρογόνου κατά δέκα φορές αντιστοιχεί σε μείωση μίας μονάδας στην κλίμακα pH. Η προσθήκη όξινης ουσίας στο νερό μειώνει το συνολικό pH του διαλύματος.
Σπασμένα μόρια, δωρεάν ιόντα
Όταν προστίθεται ένα οξύ στο νερό, τα μόρια του οξέος διαχωρίζονται σε μεμονωμένα ιόντα σε μια διαδικασία γνωστή ως αποσύνδεση. Ένα μόριο υδροχλωρικού οξέος, για παράδειγμα, αποτελείται από ένα άτομο υδρογόνου και ένα άτομο χλωρίου. Όταν αυτά τα μόρια διαλύονται σε νερό, διαχωρίζονται σε ένα θετικά φορτισμένο ιόν υδρογόνου και ένα αρνητικά φορτισμένο ιόν χλωρίου. Αυτό οδηγεί σε αυξημένη συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου και επομένως σε χαμηλότερο ρΗ. Το υδροχλωρικό οξύ ταξινομείται ως «ισχυρό» οξύ, πράγμα που σημαίνει ότι σχεδόν όλα τα μόρια αποσυνδέονται. Πολλά άλλα οξέα - όπως το οξικό οξύ, που συνήθως αναφέρονται ως ξίδι - ταξινομούνται ως "ασθενή" οξέα. Μόνο μερικά από τα μόρια ασθενών οξέων αποσυνδέονται όταν προστίθενται στο νερό.
Ένα ακραίο οξύ
Το καθαρό υδροχλωρικό οξύ έχει θεωρητικό pH μηδέν - με άλλα λόγια, είναι εξαιρετικά όξινο. Σε πρακτικές περιπτώσεις, ωστόσο, το υδροχλωρικό οξύ υπάρχει μόνο ως αραιωμένη ουσία. Κατά συνέπεια, το αποτελεσματικό ρΗ του υδροχλωρικού οξέος εξαρτάται από τον βαθμό αραίωσης. Επειδή το pH του υδροχλωρικού οξέος είναι τόσο χαμηλό, μεγάλες αλλαγές στο pH συμβαίνουν ακόμη και όταν προστίθενται μικροσκοπικές ποσότητες σε ένα ουδέτερο διάλυμα όπως το νερό. Ένα παράδειγμα αραιωμένου υδροχλωρικού οξέος είναι το ανθρώπινο οξύ στομάχου, το οποίο έχει τιμή ρΗ περίπου 3.
Πρόβλεψη pH
Ο βαθμός αλλαγής του pH που συμβαίνει όταν προστίθενται ισχυρά οξέα όπως υδροχλωρικό οξύ στο νερό αντιστοιχεί άμεσα στον παράγοντα αραίωσης, επειδή όλα τα όξινα μόρια απελευθερώνουν ένα υδρογόνο ιόν. Επειδή η κλίμακα του pH ακολουθεί μια λογαριθμική σχέση, μια αραίωση συντελεστή δέκα αντιστοιχεί σε αλλαγή του pH μιας μονάδας. Για παράδειγμα, 1 χιλιοστόλιτρο υδροχλωρικού οξέος που προστέθηκε σε 10 χιλιοστόλιτρα ουδέτερου ρΗ νερού οδηγεί σε μείωση της συγκέντρωσης ιόντων υδρογόνου κατά έναν παράγοντα δέκα. Έτσι, το ρΗ του τελικού διαλύματος θα είναι μία μονάδα υψηλότερο από το ρΗ του αρχικού υδροχλωρικού οξέος. Εάν προστίθεται 1 ml υδροχλωρικού οξέος σε 100 ml νερού, η συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου μειώνεται κατά δύο παράγοντες δέκα και το ρΗ αυξάνεται κατά δύο μονάδες.