Kwasy są głęboko zaangażowane w niezliczone procesy biologiczne, geologiczne i technologiczne. Bakterie wytwarzają kwas mlekowy, który konserwuje żywność, kwasy glebowe uwalniają składniki odżywcze z nawozów mineralnych, a kwasy w bateriach prowadzą do reakcji generujących energię elektryczną. Kwas chlorowodorowy, często określany skrótem HCl, jest powszechnym przykładem mocnego kwasu, a określone wartości pH można osiągnąć dzięki mieszaninom kwasu chlorowodorowego i wody.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Dodatek kwasu solnego do wody obniża pH wody do wartości poniżej 7,0 i tworzy roztwór kwaśny.
Pomiar kwasowości
Skala pH, która zwykle mieści się w zakresie od 0 do 14, mierzy stężenie jonów wodorowych w substancji. Kwasy mają pH mniejsze niż 7, zasady mają pH większe niż 7, a pH 7,0 jest punktem neutralnym. Skala pH jest ujemna i logarytmiczna, co oznacza, że dziesięciokrotny wzrost stężenia jonów wodorowych odpowiada spadkowi o jedną jednostkę na skali pH. Dodanie substancji kwasowej do wody obniża ogólne pH roztworu.
Rozbite cząsteczki, wolne jony
Kiedy kwas jest dodawany do wody, cząsteczki kwasu rozdzielają się na pojedyncze jony w procesie znanym jako dysocjacja. Na przykład cząsteczka kwasu chlorowodorowego składa się z atomu wodoru i atomu chloru. Kiedy te cząsteczki rozpuszczają się w wodzie, rozdzielają się na dodatnio naładowany jon wodorowy i ujemnie naładowany jon chloru. Prowadzi to do zwiększonego stężenia jonów wodorowych, a tym samym do obniżenia pH. Kwas solny jest klasyfikowany jako „mocny” kwas, co oznacza, że praktycznie wszystkie cząsteczki ulegają dysocjacji. Wiele innych kwasów – takich jak kwas octowy, powszechnie określany jako ocet – jest klasyfikowanych jako „słabe” kwasy. Tylko niektóre cząsteczki słabych kwasów ulegają dysocjacji po dodaniu do wody.
Ekstremalny kwas
Czysty kwas chlorowodorowy ma teoretyczne pH zero – innymi słowy, jest bardzo kwaśny. Jednak w praktycznych sytuacjach kwas solny istnieje tylko jako substancja rozcieńczona. W konsekwencji efektywne pH kwasu chlorowodorowego zależy od stopnia rozcieńczenia. Ponieważ pH kwasu solnego jest tak niskie, duże zmiany pH występują nawet po dodaniu niewielkich ilości do obojętnego roztworu, takiego jak woda. Jednym z przykładów rozcieńczonego kwasu solnego jest ludzki kwas żołądkowy, którego wartość pH wynosi około 3.
Przewidywanie pH
Stopień zmiany pH, który występuje po dodaniu do wody mocnych kwasów, takich jak kwas solny odpowiada bezpośrednio współczynnikowi rozcieńczenia, ponieważ wszystkie kwasowe cząsteczki uwalniają jeden wodór jon. Ponieważ skala pH jest zgodna z zależnością logarytmiczną, rozcieńczenie dziesięciokrotne odpowiada zmianie pH o jedną jednostkę. Na przykład 1 mililitr kwasu solnego dodany do 10 mililitrów wody o neutralnym pH powoduje dziesięciokrotny spadek stężenia jonów wodorowych. Zatem pH końcowego roztworu będzie o jedną jednostkę wyższe niż pH pierwotnego kwasu chlorowodorowego. Jeśli 1 mililitr kwasu chlorowodorowego doda się do 100 mililitrów wody, stężenie jonów wodorowych zmniejsza się o dwa razy dziesięciokrotnie, a pH wzrasta o dwie jednostki.