Savak, bázisok és a pH-skála

admin 0 Comments Articles

Savak, bázisok és a pH-skála

Mit jelent az, hogy egy oldat savas vagy bázikus (lúgos)?

Az egésznek a hidrogénionokhoz (rövidítve H+ kémiai szimbólummal) van köze. A vízben (H2O) a molekulák egy kis része disszociál (szétválik). A vízmolekulák egy része hidrogént veszít, és hidroxidionokká (OH-) alakul. Az “elveszett” hidrogénionok vízmolekulákkal egyesülve hidróniumionokat (H3O+) alkotnak. Az egyszerűség kedvéért a hidróniumionokat H+ hidrogénionoknak nevezzük. A tiszta vízben ugyanannyi hidrogénion és hidroxidion van. Az oldat nem savas vagy bázikus.

A sav olyan anyag, amely hidrogénionokat adományoz. Emiatt, amikor egy sav vízben oldódik, a hidrogénionok és a hidroxidionok közötti egyensúly eltolódik. Most több hidrogénion van az oldatban, mint hidroxidion. Az ilyen oldat savas.

A bázis olyan anyag, amely hidrogénionokat vesz fel. Amikor egy bázist oldunk vízben, a hidrogénionok és a hidroxidionok közötti egyensúly az ellenkező irányba tolódik el. Mivel a bázis “felszívja” a hidrogénionokat, az eredmény egy olyan oldat lesz, amelyben több hidroxidion van, mint hidrogénion. Ez a fajta oldat lúgos.

A savasságot és a lúgosságot a pH-nak nevezett logaritmikus skálával mérik. Íme, miért: egy erősen savas oldatban százmillió milliószor, azaz százbilliószor (100.000.000.000.000.000) több hidrogénion lehet, mint egy erősen bázikus oldatban! A másik oldal természetesen az, hogy egy erősen bázikus oldatban 100.000.000.000.000.000.000-szer több hidroxidion lehet, mint egy erősen savas oldatban. Ráadásul a hidrogénionok és hidroxidionok koncentrációja a mindennapi oldatokban a teljes tartományban változhat.

Azért, hogy ezeket a nagy számokat könnyebben tudják kezelni, a tudósok egy logaritmikus skálát, a pH-skálát használják. A pH-skála minden egy egységnyi változása a hidrogénion-koncentráció tízszeres változásának felel meg. A pH-skála elméletileg nyitott, de a legtöbb pH-érték a 0 és 14 közötti tartományba esik. Sokkal egyszerűbb a logaritmikus skála használata ahelyett, hogy mindig le kelljen írni a sok nullát! Egyébként észrevetted, hogy a százmillió millió egy egyes, ami után tizennégy nulla van? Ez nem véletlen, ez logaritmus!”

A pH pontosabban a hidrogénion-koncentráció negatív logaritmusa:

A H+ körüli szögletes zárójelek egy kémikus számára automatikusan “koncentrációt” jelentenek. Az egyenlet pontosan azt jelenti, amit korábban mondtunk: a pH minden egyes 1 egységnyi változására a hidrogénion-koncentráció tízszeresére változik. A tiszta víz semleges pH-értéke 7. A 7-nél alacsonyabb pH-értékek savasak, a 7-nél magasabb pH-értékek pedig lúgosak (bázikusak). Az 1. táblázat példákat tartalmaz különböző pH-értékű anyagokra (Decelles, 2002; Environment Canada, 2002; EPA, dátum ismeretlen).