Medžiagos rūgštingumas turi griežtą mokslinį apibrėžimą. Žmonės dažniausiai galvoja apie rūgštis ir nerūgščiąsias medžiagas ar bazes, kai metalai tirpsta ir skylės dega per daiktus. Tiesa ta, kad medžiaga gali būti destruktyvi, nėra tas faktorius, į kurį chemikai atsižvelgia nustatydami kažko rūgštingumą (ar jo trūkumą).
Rūgšties apibrėžimas ir nustatymas
Yra trys skirtingi apibrėžimai, kuriuos chemikai naudoja apibrėždami rūgštį ir bazę.
Arrhenijaus apibrėžimas: Rūgštys yra medžiagos, kurias ištirpus vandenyje padidėja H + jonų (tai yra teigiamų vandenilio jonų arba protonų) koncentracija. Bazės yra medžiagos, kurios, ištirpusios vandenyje, padidina OH-jonų (dar vadinamų hidroksido jonais) koncentraciją.
Bronsteado-Lowry apibrėžimas: rūgštis yra medžiaga, galinti pernešti protoną (H) į kitą medžiagą. Bazė yra medžiaga, galinti priimti protoną (H).
Lewiso apibrėžimas: Rūgštis apibrėžiama kaip elektronų poros akceptorius, o bazė - kaip elektronų porų donoras.
Praktiškai dauguma chemikų (nebent jūsų organinis chemikas) galvoja apie rūgštis ir bazes pagal pirmuosius du apibrėžimus.
Nors šie apibrėžimai gali atrodyti labai techniški, vienas patikimas būdas suprasti rūgštis, pavyzdžiui, virtuvėje, yra paruošti paprastą reakciją su soda. Jei turite skysčio ir norite sužinoti, ar jis yra rūgštus, paprastas būdas pasakyti yra įmaišyti šiek tiek soda. Kepama soda reaguoja su rūgštimis, kad susidarytų burbuliukai.
Jums gali būti žinoma apie namų virtuvės ugnikalnio statybą. Jūs sumaišykite actą (rūgštį) su soda. Tai suputoja, kai soda reaguoja su rūgštimi. Iš esmės tai galite padaryti, kad patikrintumėte, ar tirpalas yra rūgštus, ar ne. Jei nėra rūgšties, įpylus soda, tirpalas neburbuliuos.
Santykinės rūgščių stiprybės
Kai kurios rūgštys yra stipresnės už kitas. Mes labai gerai žinome šią sąvoką, kai vartojame soda ir paliekame ją ant liežuvio. Deginimo pojūtis atsiranda dėl soda esančios rūgšties. Šio jausmo nesulaukiame, kai burnoje laikome gryną vandenį. Skirtumas yra rūgšties stiprumas. Žinoma, prieš ką nors įsidėjus į burną reikia būti atsargiems.
Moksliškai kalbant, stipri rūgštis būtų ta, kuri visiškai perneštų savo protonus (H + atomus) į vandenį, o tirpale neliktų neatsiskyrusių molekulių. Silpna rūgštis būtų ta, kuri tik iš dalies disocijuoja vandeniniame tirpale ir egzistuoja tirpale kaip rūgščių molekulių ir komponentų jonų mišinys. Medžiaga, kurios rūgštis yra nereikšminga, yra ta, kurios sudėtyje yra vandenilio, tačiau ji nerodo jokio rūgštinio elgesio vandenyje (tai yra, vandenilis neatsiriboja ir neatsieja nuo molekulės).
PH skalė
PH skalės naudojimas yra vienas iš praktinių būdų kiekybiškai nustatyti, kiek kažkas yra rūgštus. Jei tirpalo pH yra mažesnis nei 7, jis yra rūgštus. Jei pH yra 7, tirpalas yra neutralus, o jei pH yra didesnis nei 7, tirpalas yra bazinis. Ši skalė rodo faktinių H + jonų (rūgštingumas), plaukiojančių tirpale, kiekį, kuris yra tiesiogiai susijęs su rūgšties apibrėžimu.
Tirpalo pH nustatymas
Yra keli skirtingi tirpalo pH matavimo būdai. Dažniausiai žinomas lakmuso popieriaus metodas. Lakmuso popierius padengtas chemine medžiaga, kuri reaguoja su rūgštimis, kad pakeistų popieriaus spalvą. Tada galite palyginti popierių su standartine spalvų diagrama, kad surastumėte pH vertę. Taip pat įprasta naudoti tirpalo indikatorius, norint sužinoti rūgšties koncentraciją tirpale. Tai veikia panašiai kaip lakmuso popierius, tačiau jis dedamas į tirpalą, o viso tirpalo spalva pasikeičia į spalvą, nurodančią pH vertę. Chemijos laboratorijoje mokslininkai atlieka titravimo eksperimentus, kad nustatytų pH vertę. Norint naudoti šį metodą, reikia tam tikrų techninių įgūdžių. Dažniausias ir tikslesnis metodas yra naudojant pH matuoklį. Elektroniniame skaitiklyje yra į skystį panardintas zondas ir išmatuojama elektros srovė, kurią galima tiesiogiai susieti su pH verte. Tada vertė vartotojui padiktuojama skaitiklio ekrane. Šių pH matuoklių patikimumas ir patogumas vartotojui per metus išaugo ir yra įprastas būdas. Daugumos šios įrangos nėra buitinėje virtuvėje. Jei reikia, maisto ruošimo parduotuvėje galima užsisakyti pH testavimo juostas (lakmuso popierius).
Įvairių medžiagų pH vertės pavyzdžiai
Šios vertės yra apytikslės, tačiau gali suprasti, kur medžiagos patenka į pH skalę. Buitinis baliklis: 12,5 Magnezijos pienas: 10 Kepimo soda: 8 Grynas vanduo: 7 Juodoji kava: 5 Vynas: 3,5 Kolos, actas: 2,9 Skrandžio sultys: 1,2
Skaičiai, didesni nei 7, yra baziniai, o mažesni nei 7 - rūgštiniai.