Zawartość
- TL; DR (Too Long; Didnt Read)
- Pomiar kwasowości
- Złamane cząsteczki, wolne jony
- Ekstremalny kwas
- Prognozowanie pH
Kwasy są głęboko zaangażowane w niezliczone procesy biologiczne, geologiczne i technologiczne. Bakterie wytwarzają kwas mlekowy, który chroni żywność, kwasy glebowe uwalniają składniki odżywcze z nawozów mineralnych, a kwasy w akumulatorach prowadzą do reakcji generujących energię elektryczną. Kwas chlorowodorowy, często w skrócie HCl, jest częstym przykładem silnego kwasu, a konkretne wartości pH można osiągnąć poprzez mieszaniny kwasu solnego i wody.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Dodanie kwasu chlorowodorowego do wody obniża pH wody do wartości poniżej 7,0 i tworzy kwaśny roztwór.
Pomiar kwasowości
Skala pH, która zwykle waha się od 0 do 14, mierzy stężenie jonów wodoru w substancji. Kwasy mają wartości pH mniejsze niż 7, zasady mają wartości pH większe niż 7, a wartość pH 7,0 jest punktem neutralnym. Skala pH jest ujemna i logarytmiczna, co oznacza, że dziesięciokrotny wzrost stężenia jonów wodoru odpowiada zmniejszeniu o jedną jednostkę na skali pH. Dodanie kwaśnej substancji do wody obniża ogólne pH roztworu.
Złamane cząsteczki, wolne jony
Po dodaniu kwasu do wody cząsteczki kwasu rozdzielają się na poszczególne jony w procesie znanym jako dysocjacja. Na przykład cząsteczka kwasu chlorowodorowego składa się z atomu wodoru i atomu chloru. Kiedy cząsteczki te rozpuszczają się w wodzie, rozdzielają się na dodatnio naładowany jon wodoru i ujemnie naładowany jon chloru. Prowadzi to do zwiększonego stężenia jonów wodoru, a tym samym do niższego pH. Kwas solny jest klasyfikowany jako „silny” kwas, co oznacza, że praktycznie wszystkie cząsteczki ulegają dysocjacji. Wiele innych kwasów - takich jak kwas octowy, powszechnie nazywany octem - jest klasyfikowanych jako „słabe” kwasy. Tylko niektóre cząsteczki słabych kwasów rozpadają się po dodaniu do wody.
Ekstremalny kwas
Czysty kwas chlorowodorowy ma teoretyczne pH równe zero - innymi słowy, jest wyjątkowo kwaśny. W praktyce jednak kwas chlorowodorowy występuje tylko jako substancja rozcieńczona. W związku z tym efektywne pH kwasu solnego zależy od stopnia rozcieńczenia. Ponieważ pH kwasu chlorowodorowego jest tak niskie, duże zmiany pH występują nawet po dodaniu niewielkich ilości do obojętnego roztworu, takiego jak woda.Jednym z przykładów rozcieńczonego kwasu solnego jest kwas żołądkowy człowieka, którego wartość pH wynosi około 3.
Prognozowanie pH
Stopień zmiany pH, który występuje po dodaniu do wody mocnych kwasów, takich jak kwas chlorowodorowy, odpowiada bezpośrednio współczynnikowi rozcieńczenia, ponieważ wszystkie kwasowe cząsteczki uwalniają jeden jon wodoru. Ponieważ skala pH jest zgodna z logarytmiczną zależnością, dziesięciokrotne rozcieńczenie odpowiada zmianie pH o jedną jednostkę. Na przykład 1 mililitr kwasu chlorowodorowego dodany do 10 mililitrów wody o neutralnym pH powoduje zmniejszenie stężenia jonów wodoru o jeden współczynnik dziesięciu. Zatem pH końcowego roztworu będzie o jedną jednostkę wyższe niż pH oryginalnego kwasu solnego. Jeśli 1 mililitr kwasu chlorowodorowego zostanie dodany do 100 mililitrów wody, stężenie jonów wodorowych zmniejsza się o dwa dziesięciokrotne czynniki, a pH wzrasta o dwie jednostki.