Syror, baser och pH-skalan

admin 0 Comments Articles

Syror, baser och pH-skalan

Vad betyder det att en lösning är sur eller basisk (alkalisk)?

Det hela har att göra med vätejoner (förkortat med den kemiska symbolen H+). I vatten (H2O) dissocieras (delas upp) ett litet antal av molekylerna. En del av vattenmolekylerna förlorar ett väte och blir hydroxidjoner (OH-). De ”förlorade” vätejonerna förenas med vattenmolekyler och bildar hydroniumjoner (H3O+). För enkelhetens skull kallas hydroniumjoner för vätejoner H+. I rent vatten finns det lika många vätejoner som hydroxidjoner. Lösningen är varken sur eller basisk.

En syra är ett ämne som avger vätejoner. På grund av detta förskjuts balansen mellan vätejoner och hydroxidjoner när en syra löses upp i vatten. Nu finns det fler vätejoner än hydroxidjoner i lösningen. En sådan lösning är sur.

En bas är ett ämne som tar emot vätejoner. När en bas löses upp i vatten förskjuts balansen mellan vätejoner och hydroxidjoner åt motsatt håll. Eftersom basen ”suger upp” vätejoner blir resultatet en lösning med fler hydroxidjoner än vätejoner. En sådan lösning är alkalisk.

Syrlighet och alkalinitet mäts med en logaritmisk skala som kallas pH. Här är anledningen: En starkt sur lösning kan ha hundra miljoner miljoner eller hundra biljoner (100 000 000 000 000 000 000) gånger fler vätejoner än en starkt basisk lösning! Baksidan är förstås att en starkt basisk lösning kan ha 100 000 000 000 000 000 000 000 gånger fler hydroxidjoner än en starkt sur lösning. Dessutom kan koncentrationerna av vätejoner och hydroxidjoner i vardagliga lösningar variera över hela detta intervall.

För att lättare kunna hantera dessa stora tal använder forskarna en logaritmisk skala, pH-skalan. Varje förändring på en enhet i pH-skalan motsvarar en tiofaldig förändring av vätejonkoncentrationen. pH-skalan är teoretiskt sett öppen, men de flesta pH-värden ligger i intervallet 0-14. Det är mycket enklare att använda en logaritmisk skala i stället för att alltid behöva skriva ner alla nollor! Förresten, har du lagt märke till att hundra miljoner miljoner är en etta med fjorton nollor efter? Det är ingen slump, det är logaritmer!

För att vara mer exakt är pH den negativa logaritmen av vätejonkoncentrationen:

De fyrkantiga parenteserna runt H+ betyder automatiskt ”koncentration” för en kemist. Vad ekvationen betyder är precis vad vi sa tidigare: för varje förändring av pH med 1 enhet ändras vätejonkoncentrationen tio gånger. Rent vatten har ett neutralt pH-värde på 7. pH-värden lägre än 7 är sura och pH-värden högre än 7 är alkaliska (basiska). I tabell 1 finns exempel på ämnen med olika pH-värden (Decelles, 2002; Environment Canada, 2002; EPA, datum okänt).