Syror är djupt involverade i otaliga biologiska, geologiska och tekniska processer. Bakterier producerar mjölksyra som konserverar mat, jordsyror släpper ut näringsämnen från bergbaserade gödningsmedel och syror i batterier leder till reaktioner som genererar elektrisk energi. Saltsyra, ofta förkortad som HCl, är ett vanligt exempel på en stark syra, och specifika pH-värden kan uppnås genom blandningar av saltsyra och vatten.
TL; DR (för lång; Läste inte)
Tillsatsen av hydrokloridsyra till vatten sänker pH-värdet för vattnet till ett värde mindre än 7,0 och gör en sur lösning.
Mäta surhet
PH-skalan, som vanligtvis sträcker sig från 0 till 14, mäter koncentrationen av vätejoner i ett ämne. Syror har pH-värden mindre än 7, baser har pH-värden större än 7 och ett pH-värde på 7,0 är den neutrala punkten. PH-skalan är negativ och logaritmisk, vilket innebär att en faktor-tio-ökning av vätejonkoncentrationen motsvarar en minskning med en enhet på pH-skalan. Tillsätt en sur substans till vatten minskar lösningens totala pH.
Trasiga molekyler, fria joner
När en syra tillsätts till vatten separeras syramolekylerna i enskilda joner i en process som kallas disassociation. En molekyl saltsyra består till exempel av en väteatom och en kloratom. När dessa molekyler löser sig i vatten separerar de sig i en positivt laddad vätejon och en negativt laddad klorjon. Detta leder till en ökad koncentration av vätejoner och därmed till ett lägre pH. Saltsyra klassificeras som en "stark" syra, vilket innebär att praktiskt taget alla molekyler lossnar. Många andra syror - såsom ättiksyra, ofta kallad vinäger - klassificeras som "svaga" syror. Bara några av molekylerna av svaga syror lossnar när de läggs till vatten.
En extrem syra
Ren saltsyra har ett teoretiskt pH-värde på noll - med andra ord är det extremt surt. I praktiska situationer existerar dock saltsyra endast som en utspädd substans. Följaktligen beror det effektiva pH-värdet för saltsyra på graden av utspädning. Eftersom saltsyrans pH är så lågt uppstår stora pH-förändringar även när små mängder tillsätts till en neutral lösning som vatten. Ett exempel på utspädd saltsyra är human magsyra, som har ett pH-värde runt 3.
Förutsäger pH
Graden av pH-förändring som inträffar när starka syror såsom saltsyra tillsätts till vatten motsvarar direkt utspädningsfaktorn, eftersom alla de sura molekylerna frisätter ett väte Jon. Eftersom pH-skalan följer ett logaritmiskt förhållande motsvarar en utspädningsfaktor-tio en pH-förändring av en enhet. Exempelvis resulterar 1 ml saltsyra tillsatt till 10 ml pH-neutralt vatten i en minskning av koncentrationen av vätejoner med en faktor tio. Således kommer pH för den slutliga lösningen att vara en enhet högre än den ursprungliga saltsyrans pH. Om 1 ml saltsyra tillsätts till 100 ml vatten minskar koncentrationen av vätejoner med två faktorer på tio och pH ökar med två enheter.