Aineen happamuudella on tiukka tieteellinen määritelmä. Ihmisillä on taipumus kuvata metallien liukenemista ja reikien polttamista asioiden läpi ajatellessaan happoja ja happamattomia aineita tai emäksiä. Totuus on, kuinka tuhoisa aine voi olla, ei ole tekijä, jonka kemistit ottavat huomioon määrittäessään jonkin hapon (tai sen puutteen).
Hapon määrittely ja havaitseminen
On kolme erilaista määritelmää, joita kemistit käyttävät määrittäessään happoa ja emästä.
Arrheniuksen määritelmä: Hapot ovat aineita, jotka veteen liuotettuna lisäävät H + -ionien (ts. Positiivisten vetyionien tai protonien) pitoisuutta. Emäkset ovat aineita, jotka veteen liuotettuna lisäävät OH-ionien (tunnetaan myös nimellä hydroksidi-ionit) pitoisuuksia.
Bronstead-Lowry -määritelmä: Happo on aine, joka voi siirtää protonin (H) toiseen aineeseen. Emäs on aine, joka voi hyväksyä protonin (H).
Lewisin määritelmä: Happo määritellään elektroni-parin vastaanottajaksi ja emäs elektroni-parin luovuttajaksi.
Käytännössä useimmat kemistit (ellei orgaaninen kemistisi) ajattele happoja ja emäksiä kahden ensimmäisen määritelmän perusteella.
Vaikka nämä määritelmät saattavat tuntua erittäin teknisiltä, yksi varma tapa ymmärtää esimerkiksi keittiön happoja on muodostaa yksinkertainen reaktio ruokasoodan kanssa. Jos sinulla on nestettä ja haluat tietää, onko se hapan, helppo tapa kertoa on sekoittaa pieni ruokasooda. Ruokasooda reagoi happojen kanssa kuplien muodostamiseksi.
Saatat olla perehtynyt kotitekoisen keittiötulivuoren rakentamiseen. Sekoitat etikkaa (happoa) ruokasoodaan. Se vaahtoaa, kun ruokasooda reagoi hapon kanssa. Tätä voit pohjimmiltaan testata, onko liuos hapan vai ei. Jos happoa ei ole, liuos ei kupli, kun lisäät ruokasoodaa.
Happojen suhteelliset vahvuudet
Jotkut hapot ovat vahvempia kuin toiset. Tunnemme tämän käsitteen hyvin, kun otamme juoman soodaa ja jätämme sen kielellemme. Polttava tunne johtuu soodan sisältämästä haposta. Emme saa tätä tunnetta, kun pidämme puhdasta vettä suussamme. Ero on hapon vahvuus. Tietenkin on noudatettava varovaisuutta, ennen kuin laitat jotain suuhusi.
Tieteellisesti ottaen vahva happo olisi sellainen, joka siirtää täysin protoninsa (H + -atomit) veteen, jolloin liuoksessa ei ole dissosiaatiomaisia molekyylejä. Heikko happo olisi sellainen, joka hajoaa vain osittain vesiliuoksessa ja esiintyy liuoksessa happomolekyylien ja komponentti-ionien seoksena. Aine, jolla on merkityksetön happamuus, on aine, joka sisältää vetyä, mutta jolla ei ole happamat käyttäytymistä vedessä (ts. Vety ei irtoa tai irtoa molekyylistä).
PH-asteikko
PH-asteikon käyttö on yksi käytännön tapa kvantitatiivisesti määrittää kuinka happama jokin on. Jos liuoksen pH on alle 7, se on hapan. Jos pH on 7, liuos on neutraali ja jos pH on yli 7, liuos on emäksinen. Tämä asteikko osoittaa liuoksessa kelluvien todellisten H + -ionien määrän (happamuus), mikä liittyy suoraan hapon määritelmään.
Liuoksen pH: n havaitseminen
On olemassa muutamia erilaisia tapoja mitata liuoksen pH. Yleisimmin tunnettu menetelmä on lakmuspaperin käyttö. Lakmuspaperi on päällystetty kemikaalilla, joka reagoi happojen kanssa paperin värin muuttamiseksi. Voit sitten verrata paperia tavalliseen värikarttaan löytääksesi pH-arvon. On myös yleistä käyttää liuosindikaattoreita selvittämään hapon pitoisuus liuoksessa. Tämä toimii samalla tavalla kuin lakmuspaperi, mutta lisätään sen sijaan liuokseen ja koko liuoksen väri muuttuu pH-arvoa osoittavaksi väriksi. Kemian laboratoriossa tutkijat suorittavat titrauskokeet pH-arvon määrittämiseksi. Tämän menetelmän käyttämiseen tarvitaan erityinen tekninen taito. Yleisin ja tarkempi menetelmä on pH-mittarin käyttö. Elektroninen mittari sisältää nesteeseen upotetun anturin ja mitataan sähkövirta, joka voi olla suoraan yhteydessä pH-arvoon. Sitten arvo sanellaan käyttäjälle mittarin näytöllä. Näiden pH-mittareiden luotettavuus ja käyttäjäystävällisyys ovat lisääntyneet vuosien varrella, ja ne ovat tavallinen tapa edetä. Suurin osa näistä laitteista ei ole kotitalouksien keittiössä. Tarvittaessa voidaan tilata pH-testiliuskoja (lakmuspapereita) ruokakaupasta.
Esimerkkejä eri aineiden pH-arvosta
Nämä arvot ovat likimääräisiä, mutta voivat antaa sinulle käsityksen siitä, mihin aineet putoavat pH-asteikolla. Kotitalouksien valkaisuainetta: 12,5 Magnesiamaitoa: 10 Leivinjauhetta: 8 Puhdasta vettä: 7 Musta kahvia: 5 Viiniä: 3,5 Koolaa, etikkaa: 2,9 Mahalaukun mehu: 1,2
Yli 7 olevat luvut ovat emäksisiä ja alle 7 ovat happamia.