Az anyag savasságának szigorú tudományos meghatározása van. Az emberek általában képeket képeznek a fémek feloldódásáról és a lyukak égéséről, amikor savakra és nem savas anyagokra vagy bázisokra gondolnak. Az az igazság, hogy az anyag mennyire pusztító hatású lehet, nem az a tényező, amelyet a vegyészek figyelembe vesznek valaminek a savasságának (vagy hiányának) meghatározásakor.
Sav meghatározása és kimutatása
Három különböző meghatározást használnak a vegyészek a sav és a bázis meghatározásakor.
Az Arrhenius definíció: A savak olyan anyagok, amelyek vízben oldva növelik a H + ionok (vagyis pozitív hidrogénionok vagy protonok) koncentrációját. A bázisok olyan anyagok, amelyek vízben oldva növelik az OH-ionok (más néven hidroxidionok) koncentrációját.
A Bronstead-Lowry definíció: A sav olyan anyag, amely protont (H) képes átvinni egy másik anyagba. A bázis olyan anyag, amely képes elfogadni egy protont (H).
A Lewis-definíció: A savat elektronpár-akceptorként, a bázist pedig elektronpár-donorként határozzuk meg.
A gyakorlatban a legtöbb vegyész (hacsak nem szerves vegyésze) a savakra és bázisokra gondol az első két definíció szerint.
Bár ezek a meghatározások nagyon technikának tűnhetnek, a konyhában lévő savak megértésének egyik biztos módja például az egyszerű reakció előkészítése a szódabikarbónával. Ha van folyadéka, és szeretné tudni, hogy savas-e, akkor ezt könnyű megmondani, ha belekeverünk egy kis szódabikarbónát. A szódabikarbóna savakkal reagálva buborékokat képez.
Ismerős lehet egy házi konyhai vulkán építése. Az ecetet (savat) a szódabikarbónához keveri. Habzik, amikor a szódabikarbóna reagál a savval. Lényegében ezt teheti annak tesztelésére, hogy az oldat savas-e vagy sem. Ha nincs sav, akkor a szódabikarbóna hozzáadásakor az oldat nem buborékol.
A savak relatív erőssége
Egyes savak erősebbek, mint mások. Nagyon jól ismerjük ezt a fogalmat, amikor egy ital szódát veszünk és a nyelvünkön hagyjuk. Az égő érzés a szódában lévő savból származik. Nem érezzük ezt az érzést, ha tiszta vizet tartunk a szánkban. A különbség a sav erőssége. Természetesen óvatosan kell eljárni, mielőtt valamit a szájába adna.
Tudományosan elmondható, hogy egy erős sav az, amely protonjait (H + atomjait) teljesen átviszi a vízbe, és nem maradnak oldatlan molekulák. A gyenge sav olyan, amely csak részben disszociál vizes oldatban, és az oldatban savas molekulák és komponens ionok keverékeként létezik. Az elhanyagolható savasságú anyag olyan anyag, amely hidrogént tartalmaz, de a vízben nem mutat savas savas viselkedést (vagyis a hidrogén nem válik le és nem válik le a molekuláról).
A pH-skála
A pH-skála használata az egyik gyakorlati módja annak, hogy mennyiségileg mennyire savanyú legyen. Ha az oldat pH-értéke 7-nél kisebb, akkor savas. Ha a pH 7, az oldat semleges, és ha a pH nagyobb, mint 7, az oldat bázikus. Ez a skála jelzi az oldatban lebegő tényleges H + -ionok (savasság) mennyiségét, amely közvetlenül kapcsolódik a sav meghatározásához.
Az oldat pH-jának kimutatása
Néhány megoldás létezik az oldat pH-jának mérésére. A legismertebb módszer a lakmuszpapír használata. A lakmuszpapír vegyszerrel van bevonva, amely savakkal reagálva megváltoztatja a papír színét. Ezután összehasonlíthatja a papírt egy szabványos színdiagrammal, hogy megtalálja a pH-értéket. Szintén gyakran alkalmaznak oldatmutatókat az oldat savkoncentrációjának megismerésére. Ez hasonlóan működik, mint a lakmuszpapír, de ehelyett hozzáadják az oldathoz, és az egész oldat színe a pH-értéket jelző színre változik. A kémiai laboratóriumban a tudósok titrálási kísérleteket végeznek a pH-érték meghatározásához. Ennek a módszernek az alkalmazásához különösebb technikai ismeretekre van szükség. A leggyakoribb és pontosabb módszer a pH-mérő használata. Az elektronikus mérő egy szondát tartalmaz, amely elmerül a folyadékban, és mérnek egy elektromos áramot, amely közvetlenül kapcsolatba hozható a pH-értékkel. Ezután az értéket a felhasználó diktálja a mérő kijelzőjén. Ezeknek a pH-mérőknek az évek során nőtt a megbízhatósága és a felhasználóbarát jellege, és ez a szokásos út. A legtöbb ilyen berendezés nincs a háztartási konyhában. Ha szükséges, pH-tesztcsíkokat (lakmuszpapírokat) rendelhet a főzőboltból.
Példák a különböző anyagok pH-értékére
Ezek az értékek hozzávetőlegesek, de megérthetik, hol esnek az anyagok a pH-skálán. Háztartási fehérítőszer: 12,5 Tej magnézia: 10 Szódabikarbóna: 8 Tiszta víz: 7 Fekete kávé: 5 Bor: 3,5 Kola, ecet: 2,9 Gyomornedv: 1,2
A 7-nél magasabb számok bázikusak, a 7-nél kisebbek pedig savasak.