Kyseliny, zásady a stupnice pH

admin 0 Comments Articles

Kyseliny, zásady a stupnice pH

Co znamená, že je roztok kyselý nebo zásaditý (alkalický)?

Vše souvisí s vodíkovými ionty (zkratka H+). Ve vodě (H2O) malý počet molekul disociuje (štěpí se). Některé molekuly vody ztratí vodík a stanou se hydroxidovými ionty (OH-). „Ztracené“ vodíkové ionty se spojí s molekulami vody a vytvoří hydroniové ionty (H3O+). Pro zjednodušení se hydroniové ionty označují jako vodíkové ionty H+. V čisté vodě je stejný počet vodíkových a hydroxidových iontů. Roztok není ani kyselý, ani zásaditý.

Kyselina je látka, která daruje vodíkové ionty. Z tohoto důvodu se při rozpuštění kyseliny ve vodě rovnováha mezi vodíkovými a hydroxidovými ionty posune. Nyní je v roztoku více vodíkových iontů než hydroxidových. Takový roztok je kyselý.

Základ je látka, která přijímá vodíkové ionty. Když se ve vodě rozpustí zásada, rovnováha mezi vodíkovými a hydroxidovými ionty se posune opačným směrem. Protože zásada „nasává“ vodíkové ionty, výsledkem je roztok s větším množstvím hydroxidových iontů než vodíkových. Takový roztok je zásaditý.

Kyselost a zásaditost se měří pomocí logaritmické stupnice zvané pH. Zde je důvod: silně kyselý roztok může mít sto milionů milionů nebo sto bilionů (100 000 000 000 000)krát více vodíkových iontů než silně zásaditý roztok! Obrácenou stranou samozřejmě je, že silně zásaditý roztok může mít 100 000 000 000 000krát více hydroxidových iontů než silně kyselý roztok. Koncentrace vodíkových a hydroxidových iontů v běžných roztocích se navíc může pohybovat v celém tomto rozmezí.

Pro snadnější práci s těmito velkými čísly používají vědci logaritmickou stupnici, stupnici pH. Každá změna stupnice pH o jednu jednotku odpovídá desetinásobné změně koncentrace vodíkových iontů. Stupnice pH je teoreticky otevřená, ale většina hodnot pH se pohybuje v rozmezí od 0 do 14. Je mnohem jednodušší používat logaritmickou stupnici, než neustále zapisovat všechny ty nuly! Mimochodem, všimli jste si, že sto milionů milionů je jednička se čtrnácti nulami za sebou? To není náhoda, to jsou logaritmy!“

Přesněji řečeno, pH je záporný logaritmus koncentrace vodíkových iontů:

Hranaté závorky kolem H+ pro chemika automaticky znamenají „koncentrace“. Rovnice znamená přesně to, co jsme si řekli dříve: při každé změně pH o 1 jednotku se koncentrace vodíkových iontů změní desetkrát. Čistá voda má neutrální pH 7. Hodnoty pH nižší než 7 jsou kyselé a hodnoty pH vyšší než 7 jsou zásadité (bazické). V tabulce 1 jsou uvedeny příklady látek s různými hodnotami pH (Decelles, 2002; Environment Canada, 2002; EPA, datum neznámé).