Ett ämnes surhet har en strikt vetenskaplig definition. Människor tenderar att ha bilder av metaller som löser sig och hål som brinner genom saker när de tänker på syror och icke-sura ämnen eller baser. Sanningen är att hur destruktivt ett ämne kan vara är inte den faktor som kemister anser när man bestämmer surheten (eller bristen på något).
Definition och detektion av en syra
Det finns tre olika definitioner som kemister använder när de definierar en syra och bas.
Arrhenius-definitionen: Syror är ämnen som, när de löses i vatten, ökar koncentrationen av H + -joner (det vill säga positiva vätejoner eller protoner). Baser är ämnen som, när de löses i vatten, ökar koncentrationen av OH-joner (även känd som hydroxidjoner).
Bronstead-Lowry-definitionen: En syra är en substans som kan överföra en proton (H) till en annan substans. En bas är ett ämne som kan acceptera en proton (H).
Lewis-definitionen: En syra definieras som en elektronpar-acceptor och en bas som en elektronpar-givare.
I praktiken tänker de flesta kemister (om du inte är en organisk kemist) på syror och baser i termer av de två första definitionerna.
Även om dessa definitioner kan verka mycket tekniska är ett säkert sätt att förstå syror i köket till exempel att förforma en enkel reaktion med natron. Om du har en vätska och vill veta om den är sur, är det enkelt att blanda i lite bakpulver. Bakpulv reagerar med syror för att producera bubblor.
Du kanske känner till att bygga en hemlagad köksvulkan. Du blandar vinäger (en syra) med natron. Det skummar upp när natron reagerar med syran. Detta är i huvudsak vad du kan göra för att testa om en lösning är sur eller inte. Om det inte finns någon syra, löser inte lösningen när du tillsätter bakpulver.
Relativa styrkor av syror
Vissa syror är starkare än andra. Vi är mycket bekanta med detta koncept när vi tar en drink läsk och lämnar det på tungan. Den brännande känslan kommer från syran i läsket. Vi får inte den här känslan när vi håller rent vatten i munnen. Skillnaden är syran. Naturligtvis bör försiktighet användas innan du lägger något i munnen.
Vetenskapligt sett skulle en stark syra vara en som helt överför sina protoner (H + -atomer) till vatten och lämnar inga odissocierade molekyler i lösning. En svag syra skulle vara en som endast delvis dissocieras i vattenlösning och existerar i lösningen som en blandning av syramolekyler och komponentjoner. Ett ämne med försumbar syrahalt är ett ämne som innehåller väte men inte visar något surt beteende i vatten (det vill säga väte dissocierar inte eller lossnar från molekylen).
PH-skalan
Användningen av pH-skalan är ett praktiskt sätt att kvantitativt bestämma hur surt något är. Om pH i en lösning är mindre än 7 är det surt. Om pH är 7 är lösningen neutral och om pH är större än 7 är lösningen basisk. Denna skala anger mängden faktiska H + -joner (surhet) som flyter runt i lösningen, vilket är direkt relaterat till definitionen av en syra.
Detektera pH-värdet för en lösning
Några olika sätt att mäta pH i en lösning finns. Den vanligaste metoden är användningen av lakmuspapper. Lakmuspapperet är belagt med en kemikalie som reagerar med syror för att ändra pappersfärgen. Du kan sedan jämföra papperet med ett standardfärgschema för att hitta pH-värdet. Det är också vanligt att använda lösningsindikatorer för att ta reda på koncentrationen av syra i en lösning. Detta fungerar på samma sätt som lakmuspapper men läggs istället till lösningen och färgen på hela lösningen ändras till en färg som indikerar pH-värdet. I kemilaboratoriet utför forskare titreringsexperiment för att bestämma pH-värdet. En viss mängd teknisk skicklighet behövs för att använda denna metod. Den vanligaste och mer exakta metoden är att använda en pH-mätare. Den elektroniska mätaren innehåller en sond som är nedsänkt i vätskan och en elektrisk ström mäts som kan direkt relateras till pH-värdet. Värdet dikteras sedan till användaren på mätarens display. Dessa pH-mätare har ökat i tillförlitlighet och användarvänlighet genom åren och är det vanliga sättet att gå. Det mesta av denna utrustning finns inte i hushållsköket. Man kan beställa pH-testremsor (lakmuspapper) från en matlagningsbutik om det behövs.
Exempel på pH-värde för olika ämnen
Dessa värden är ungefärliga, men kan ge dig en känsla av var ämnen faller på pH-skalan. Hushållsblekmedel: 12,5 Mjölk av magnesia: 10 Bakpulver: 8 Rent vatten: 7 Svart kaffe: 5 Vin: 3,5 Cola, vinäger: 2,9 Magsaft: 1,2
Tal högre än 7 är basiska och siffror mindre än 7 är sura.