Surheten til et stoff har en streng vitenskapelig definisjon. Folk har en tendens til å ha bilder av metaller som løser seg opp og hull som brenner gjennom ting når de tenker på syrer og ikke-sure stoffer, eller baser. Sannheten er at hvor destruktivt et stoff kan være, er ikke den faktoren som kjemikere vurderer når de bestemmer surheten (eller mangelen på noe) til noe.
Definisjon og påvisning av en syre
Det er tre forskjellige definisjoner som kjemikere bruker når de definerer en syre og base.
Arrhenius-definisjonen: Syrer er stoffer som, når de er oppløst i vann, øker konsentrasjonen av H + -ioner (det vil si positive hydrogenioner eller protoner). Baser er stoffer som, når de er oppløst i vann, øker konsentrasjonen av OH-ioner (også kjent som hydroksidioner).
Definisjonen Bronstead-Lowry: En syre er et stoff som kan overføre et proton (H) til et annet stoff. En base er et stoff som kan akseptere en proton (H).
Lewis-definisjonen: En syre er definert som en elektronpar-akseptor, og en base som en elektronpar-donor.
I praksis tenker de fleste kjemikere (med mindre du er en organisk kjemiker) på syrer og baser i forhold til de to første definisjonene.
Selv om disse definisjonene kan virke veldig tekniske, er en sikker måte å forstå syrer på kjøkkenet på, for eksempel, å forme en enkel reaksjon med natron. Hvis du har en væske og vil vite om den er sur, er en enkel måte å fortelle å blande i litt natron. Natron reagerer med syrer og produserer bobler.
Du er kanskje kjent med å bygge en hjemmelaget kjøkkenvulkan. Du blander eddik (en syre) med natron. Det skummer opp når natron reagerer med syren. Dette er egentlig det du kan gjøre for å teste om en løsning er sur eller ikke. Hvis det ikke er syre tilstede, vil løsningen ikke boble når du tilsetter natron.
Relative styrker av syrer
Noen syrer er sterkere enn andre. Vi er veldig kjent med dette konseptet når vi tar en drink med brus og lar det være på tunga. Den brennende følelsen er fra syren i brusen. Vi får ikke denne følelsen når vi holder rent vann i munnen. Forskjellen er syrenes styrke. Selvfølgelig bør det utvises forsiktighet før du putter noe i munnen.
Vitenskapelig sett vil en sterk syre være en som overfører protonene (H + -atomer) til vann, og etterlater ingen uspesierte molekyler i oppløsning. En svak syre vil være en som bare delvis dissosierer i vandig løsning og eksisterer i løsningen som en blanding av syremolekyler og komponentioner. Et stoff med ubetydelig surhet er et stoff som inneholder hydrogen, men som ikke viser noen sur oppførsel i vann (det vil si at hydrogen ikke skiller seg fra eller løsner seg fra molekylet).
PH-skalaen
Bruk av pH-skalaen er en praktisk måte å kvantitativt bestemme hvor surt noe er. Hvis pH i en løsning er mindre enn 7, er den sur. Hvis pH er 7, er løsningen nøytral, og hvis pH er større enn 7, er løsningen basisk. Denne skalaen indikerer mengden faktiske H + -ioner (surhet) som flyter rundt i løsningen, som er direkte relatert til definisjonen av en syre.
Oppdage pH i en løsning
Det finnes noen forskjellige måter å måle pH i en løsning på. Den mest kjente metoden er bruken av lakmuspapir. Lakmuspapiret er belagt med et kjemikalie som reagerer med syrer for å endre fargen på papiret. Deretter kan du sammenligne papiret med et standard fargekart for å finne pH-verdien. Det er også vanlig å bruke løsningsindikatorer for å finne ut syrekonsentrasjonen i en løsning. Dette fungerer på samme måte som lakmuspapir, men blir i stedet lagt til løsningen, og fargen på hele løsningen endres til en farge som indikerer pH-verdien. I kjemilaboratoriet utfører forskere titreringseksperimenter for å bestemme pH-verdien. En spesiell mengde teknisk dyktighet er nødvendig for å bruke denne metoden. Den vanligste og mer nøyaktige metoden er via bruk av en pH-meter. Den elektroniske måleren inneholder en sonde som er nedsenket i væsken, og det måles en elektrisk strøm som kan være direkte relatert til pH-verdien. Verdien dikteres deretter til brukeren på displayet til måleren. Disse pH-målere har økt i pålitelighet og brukervennlighet gjennom årene, og er den vanlige veien å gå. Det meste av dette utstyret er ikke på husholdningskjøkkenet. Man kan bestille pH-teststrimler (lakmuspapir) fra en matlager om nødvendig.
Eksempler på pH-verdien til forskjellige stoffer
Disse verdiene er omtrentlige, men kan gi deg en følelse av hvor stoffer faller på pH-skalaen. Husholdningsblekemiddel: 12,5 Melk av magnesia: 10 Natron: 8 Rent vann: 7 Svart kaffe: 5 Vin: 3,5 Cola, eddik: 2,9 Magesaft: 1,2
Tall høyere enn 7 er grunnleggende og tall mindre enn 7 er sure.