תוֹכֶן
- הגדרה וזיהוי של חומצה
- חוזקות יחסית של חומצות
- סולם pH
- איתור pH של פתרון
- דוגמאות לערך ה- pH של חומרים שונים
לחומציות של חומר יש הגדרה מדעית מחמירה. אנשים נוטים לצלם תמונות של מתכות שמתמוססות וחורים שנשרפים דרך דברים כאשר הם חושבים על חומצות וחומרים לא חומציים, או בסיסים. האמת היא, עד כמה חומר יכול להיות הרסני אינו הגורם אותו רואים הכימאים בעת קביעת החומציות (או היעדרו) של משהו.
הגדרה וזיהוי של חומצה
ישנן שלוש הגדרות שונות בהן משתמשים הכימאים בעת הגדרת חומצה ובסיס.
ההגדרה ארהניוס: חומצות הן חומרים שכאשר הם מומסים במים, מגבירים את ריכוז יוני H + (כלומר יוני מימן חיוביים, או פרוטונים). בסיסים הם חומרים שכאשר הם מומסים במים, מגדילים את ריכוז יוני ה- OH (הידועים גם בשם יוני הידרוקסיד).
הגדרת הברונסטד-לורי: חומצה היא חומר שיכול להעביר פרוטון (H) לחומר אחר. בסיס הוא חומר שיכול לקבל פרוטון (H).
הגדרת לואיס: חומצה מוגדרת כמקבל זוג אלקטרונים, ובסיס כתורם זוג אלקטרונים.
בפועל רוב הכימאים (אלא אם כן כימאי אורגני שלך) חושבים על חומצות ובסיסים מבחינת שתי ההגדרות הראשונות.
הגדרות אלה אולי נראות טכניות ביותר, אך דרך בטוחה להבנת חומצות במטבח, למשל, היא ליצור תגובה פשוטה עם סודה לשתייה. אם יש לך נוזל ואתה רוצה לדעת אם הוא חומצי, דרך קלה לדעת היא לערבב מעט סודה לשתייה.סודה לשתייה מגיבה עם חומצות לייצור בועות.
יתכן שאתה מכיר את בניית הר געש מטבח ביתי. אתה מערבב חומץ (חומצה) עם סודה לשתייה. זה מוקצף כשהסודה לשתיה מגיבה עם החומצה. זה בעצם מה שתוכלו לעשות כדי לבדוק אם תמיסה חומצית או לא. אם אין חומצה, התמיסה לא תבעבע כשמוסיפים את הסודה לשתייה.
חוזקות יחסית של חומצות
חומצות מסוימות חזקות יותר מאחרות. אנו מכירים היטב את המושג הזה כשאנחנו שותים משקה סודה ומשאירים אותו על לשונותינו. תחושת הצריבה נובעת מהחומצה בסודה. אנחנו לא מקבלים את התחושה הזו כשאנחנו מחזיקים מים טהורים בפה. ההבדל הוא חוזק החומצה. כמובן שיש להשתמש בזהירות לפני שמכניסים משהו לפה.
מבחינה מדעית, חומצה חזקה תהיה חומצה שמעבירה לחלוטין את הפרוטונים שלה (אטומי H +) למים ולא משאירה שום מולקולות לא קשורות בתמיסה. חומצה חלשה תהיה כזו שמתנתקת רק חלקית בתמיסה מימית וקיימת בתמיסה כתערובת של מולקולות חומצה ויוני רכיבים. חומר עם חומציות זניחה הוא חומר המכיל מימן אך אינו מדגים התנהגות חומצית כלשהי במים (כלומר, המימן אינו מתנתק או מתנתק מהמולקולה).
סולם pH
השימוש בסולם ה- pH הוא דרך מעשית לקבוע כמותית עד כמה משהו חומצי. אם ה- pH של תמיסה נמוך מ- 7, הוא חומצי. אם ה- pH הוא 7, הפיתרון הוא ניטרלי ואם ה- pH הוא גבוה מ- 7, הפיתרון הוא בסיסי. סולם זה מציין את כמות יוני H + בפועל (חומציות) שצפים בתמיסה, הקשורה ישירות להגדרת חומצה.
איתור pH של פתרון
קיימות מספר דרכים שונות למדידת pH של פיתרון. השיטה הידועה ביותר היא השימוש בנייר לקמוס. נייר הלקמוס מצופה בכימיקל המגיב עם חומצות לשינוי צבע הנייר. לאחר מכן תוכל להשוות את הנייר לתרשים צבע רגיל כדי למצוא את ערך ה- pH. מקובל להשתמש במדדי פתרונות בכדי לברר את ריכוז החומצה בתמיסה. זה עובד באופן דומה לנייר הלקמוס אך במקום זאת מתווסף לפיתרון וצבע התמיסה כולה משתנה לצבע המעיד על ערך ה- pH. במעבדת הכימיה מדענים מבצעים ניסויי טיטרציה כדי לקבוע את ערך ה- pH. דרושה כמות מסוימת של מיומנות טכנית בכדי להשתמש בשיטה זו. השיטה הנפוצה והמדויקת יותר היא באמצעות מד pH. המונה האלקטרוני מכיל בדיקה שקועה בנוזל ונמדד זרם חשמלי שיכול להיות קשור ישירות לערך ה- pH. הערך מוכתב לאחר מכן למשתמש בתצוגת המונה. מדי pH אלה עלו באמינות ובידידותיות למשתמש עם השנים והם הדרך הסטנדרטית להתקדם. רוב הציוד הזה אינו נמצא במטבח הביתי. ניתן להזמין רצועות לבדיקת pH (ניירות ליטמוס) מחנות בישול במידת הצורך.
דוגמאות לערך ה- pH של חומרים שונים
ערכים אלה הם משוערים, אך יכולים לתת לך תחושה של איפה החומרים נופלים בסולם pH. אקונומיקה ביתית: 12.5 חלב מגנזיה: 10 סודה לשתייה: 8 מים טהורים: 7 קפה שחור: 5 יין: 3.5 קולה, חומץ: 2.9 מיץ קיבה: 1.2
מספרים הגבוהים מ 7 הם בסיסיים ומספרים פחות מ 7 הם חומציים.