Зміст
- TL; DR (Занадто довго; Не читав)
- Вимірювання кислотності
- Зламані молекули, вільні іони
- Екстремальна кислота
- Прогнозування рН
Кислоти глибоко беруть участь у незліченних біологічних, геологічних та технологічних процесах. Бактерії виробляють молочну кислоту, яка консервує їжу, ґрунтові кислоти виділяють поживні речовини з мінеральних добрив на основі гірських порід, а кислоти в батареях призводять до реакцій, що генерують електричну енергію. Соляна кислота, часто скорочена HCl, є поширеним прикладом сильної кислоти, а конкретні значення рН можна досягти за допомогою сумішей соляної кислоти та води.
TL; DR (Занадто довго; Не читав)
Додавання соляної кислоти до води знижує рН води до значення менше 7,0 і робить кислотний розчин.
Вимірювання кислотності
Шкала рН, яка зазвичай становить від 0 до 14, вимірює концентрацію іонів водню в речовині. Кислоти мають значення рН менше 7, основи мають значення рН більше 7, а значення pH 7,0 - нейтральна точка. Шкала рН є негативною і логарифмічною, що означає, що збільшення концентрації іонів водню в 10 разів відповідає зменшенню на одну одиницю за шкалою рН. Додавання кислої речовини до води знижує загальний pH розчину.
Зламані молекули, вільні іони
Коли кислоту додають у воду, молекули кислоти розділяються на окремі іони в процесі, відомому як дисоціація. Наприклад, молекула соляної кислоти складається з атома водню та атома хлору. Коли ці молекули розчиняються у воді, вони поділяються на позитивно заряджений іон водню та негативно заряджений іон хлору. Це призводить до збільшення концентрації іонів водню і, таким чином, до зниження pH. Соляну кислоту класифікують як "сильну" кислоту, що означає, що практично всі молекули дисоціюють. Багато інших кислот - наприклад, оцтова кислота, яку зазвичай називають оцтом - класифікують як "слабкі" кислоти. Лише частина молекул слабких кислот виводиться з ладу при додаванні у воду.
Екстремальна кислота
Чиста соляна кислота має теоретичний рН нульовим - іншими словами, вона надзвичайно кисла. Однак у практичних ситуаціях соляна кислота існує лише у вигляді розведеної речовини. Отже, ефективний рН соляної кислоти залежить від ступеня розведення. Оскільки рН соляної кислоти настільки низький, великі зміни рН відбуваються навіть тоді, коли в нейтральний розчин, наприклад воду.Одним із прикладів розведеної соляної кислоти є шлункова кислота людини, яка має значення pH приблизно 3.
Прогнозування рН
Ступінь зміни pH, що виникає при додаванні у воду таких сильних кислот, як соляна кислота, безпосередньо відповідає коефіцієнту розведення, оскільки всі кислотні молекули виділяють один іон водню. Оскільки шкала рН відповідає логарифмічній залежності, розведення коефіцієнта десяти разів відповідає зміні pH однієї одиниці. Наприклад, 1 мілілітр соляної кислоти, доданий до 10 мілілітрів pH-нейтральної води, призводить до зниження концентрації іонів водню на один десять факторів. Таким чином, pH кінцевого розчину буде на одну одиницю вище, ніж рН вихідної соляної кислоти. Якщо 1 мілілітр соляної кислоти додати до 100 мілілітрів води, концентрація іонів водню зменшується на два фактори в десять, а рН збільшується на дві одиниці.