Кислотність речовини має суворе наукове визначення. Люди, як правило, мають зображення розчинення металів і прогорання дір через речі, коли вони думають про кислоти та некислі речовини або основи. Правда в тому, наскільки руйнівною може бути речовина, це не той фактор, який враховують хіміки, визначаючи кислотність (або її відсутність) у чомусь.
Визначення та виявлення кислоти
Існують три різні визначення, які хіміки використовують при визначенні кислоти та основи.
Визначення Арреніуса: Кислоти - це речовини, які при розчиненні у воді збільшують концентрацію іонів Н + (тобто позитивних іонів водню або протонів). Основи - це речовини, які при розчиненні у воді збільшують концентрацію іонів ОН (також відомих як іони гідроксиду).
Визначення Бронстеда-Лоурі: кислота - це речовина, яка може переносити протон (Н) в іншу речовину. Основа - це речовина, яка може приймати протон (Н).
Визначення Льюїса: Кислота визначається як акцептор електронної пари, а основа як донор електронної пари.
На практиці більшість хіміків (за винятком хіміків-органіків) думають про кислоти та основи з точки зору перших двох визначень.
Хоча ці визначення можуть здатися надзвичайно технічними, одним із надійних способів зрозуміти кислоти на кухні, наприклад, є проведення простої реакції з харчовою содою. Якщо у вас є рідина, і ви хочете знати, чи є вона кислою, простий спосіб сказати - це змішати трохи харчової соди. Харчова сода реагує з кислотами, утворюючи бульбашки.
Можливо, ви знайомі з побудовою саморобного кухонного вулкана. Ви змішуєте оцет (кислоту) з харчовою содою. Він піниться, коли харчова сода реагує з кислотою. По суті, це те, що ви можете зробити, щоб перевірити, чи є розчин кислим чи ні. Якщо кислоти немає, при додаванні харчової соди розчин не буде пузиритися.
Відносні сили кислот
Деякі кислоти сильніші за інші. Ми добре знайомі з цим поняттям, коли п’ємо напій газованої води і залишаємо її на мові. Відчуття печіння - від кислоти в соді. Ми не відчуваємо цього відчуття, коли тримаємо в роті чисту воду. Різниця полягає в силі кислоти. Звичайно, слід бути обережними, перш ніж щось класти в рот.
По-науковому, сильною кислотою буде та, яка повністю переносить свої протони (атоми Н +) у воду, не залишаючи нероз'єднаних молекул у розчині. Слабкою кислотою буде кислота, яка лише частково дисоціює у водному розчині і існує у розчині як суміш молекул кислоти та іонів компонентів. Речовина з незначною кислотністю - це речовина, що містить водень, але не демонструє жодної кислотної поведінки у воді (тобто водень не дисоціює та не відривається від молекули).
Шкала рН
Використання шкали рН є одним із практичних способів кількісно визначити, наскільки кисле щось є. Якщо рН розчину менше 7, він кислий. Якщо рН дорівнює 7, розчин нейтральний, а якщо рН більше 7, розчин є основним. Ця шкала вказує кількість фактичних іонів Н + (кислотності), що плавають у розчині, що безпосередньо пов’язано з визначенням кислоти.
Виявлення рН розчину
Існує кілька різних способів вимірювання рН розчину. Найбільш відомий метод - використання лакмусового паперу. Лакмусовий папір покритий хімічною речовиною, яка реагує з кислотами, змінюючи колір паперу. Потім можна порівняти папір зі стандартною кольоровою діаграмою, щоб знайти значення рН. Також звичайно використовувати індикатори розчину для з’ясування концентрації кислоти в розчині. Це працює подібно до лакмусового паперу, але замість цього додається до розчину, і колір усього розчину змінюється на колір, що вказує на значення рН. У лабораторії хімії вчені проводять експерименти з титрування для визначення значення рН. Для використання цього методу необхідна особлива кількість технічних навичок. Найбільш поширеним і точним методом є використання рН-метра. Електронний лічильник містить зонд, занурений у рідину, і вимірюється електричний струм, який може бути безпосередньо пов’язаний зі значенням рН. Потім значення диктується користувачеві на дисплеї лічильника. Ці рН-метри з роками збільшились у надійності та зручності для користувача, і вони є стандартним способом. Більшої частини цього обладнання немає на домашній кухні. За потреби можна замовити тест-смужки з рН (лакмусові папери) у кулінарному магазині.
Приклади значення рН різних речовин
Ці значення є приблизними, але можуть дати зрозуміти, де речовини потрапляють за шкалою рН. Побутовий відбілювач: 12,5 Молоко магнезії: 10 Харчова сода: 8 Чиста вода: 7 Чорна кава: 5 Вино: 3,5 Кола, оцет: 2,9 Шлунковий сік: 1,2
Числа вище 7 є основними, а числа менше 7 - кислими.