De zuurgraad van een stof heeft een strikte wetenschappelijke definitie. Mensen neigen naar afbeeldingen van metalen die oplossen en gaten die door dingen branden als ze denken aan zuren en niet-zure substanties, of basen. De waarheid is, hoe destructief een stof kan zijn, is niet de factor die chemici overwegen bij het bepalen van de zuurgraad (of het gebrek daaraan) van iets.

Definitie en detectie van een zuur

Er zijn drie verschillende definities die chemici gebruiken bij het definiëren van een zuur en base.

De Arrhenius-definitie: Zuren zijn stoffen die, wanneer opgelost in water, de concentratie van H + -ionen (dat wil zeggen positieve waterstofionen of protonen) verhogen. Basen zijn stoffen die, wanneer opgelost in water, de concentratie van OH-ionen verhogen (ook bekend als hydroxide-ionen).

De definitie van Bronstead-Lowry: Een zuur is een stof die een proton kan overbrengen (H) naar een andere substantie. Een base is een stof die een proton (H) kan accepteren.

De Lewis-definitie: een zuur wordt gedefinieerd als een elektron-paar acceptor en een base als een elektron-paar donor.

In de praktijk denken de meeste scheikundigen (tenzij je een organische chemicus bent) aan zuren en basen in termen van de eerste twee definities.

Hoewel deze definities erg technisch lijken, is dit een trefzekere manier om zuren in de keuken te begrijpen, voorbeeld is om een ​​eenvoudige reactie met bakpoeder voor te bereiden. Als je een vloeistof hebt en je wilt weten of het zuur is, is een eenvoudige manier om te vertellen dat je een beetje baking soda moet mengen. De baking soda reageert met zuren om bubbels te produceren.

Misschien bent u bekend met het bouwen van een zelfgemaakte keukenvulkaan. Je mengt azijn (een zuur) met bakpoeder. Het schuimt op als het bakpoeder reageert met het zuur. Dit is in essentie wat u kunt doen om te testen of een oplossing zuur is of niet. Als er geen zuur aanwezig is, zal de oplossing niet borrelen als u de baking soda toevoegt.

Relatieve Zuursterkten

Sommige zuren zijn sterker dan andere. We zijn erg bekend met dit concept wanneer we een soda nemen en het in onze tongen laten. Het branderige gevoel komt van het zuur in de frisdrank. We krijgen deze sensatie niet als we zuiver water in onze mond houden. Het verschil is de sterkte van het zuur. Natuurlijk moet voorzichtigheid worden betracht voordat je iets in je mond steekt.

Wetenschappelijk gezien zou een sterk zuur er een zijn dat zijn protonen (H + -atomen) volledig in water overbrengt, waardoor er geen niet-gedissocieerde moleculen in oplossing achterblijven. Een zwak zuur is een zuur dat slechts gedeeltelijk dissocieert in een waterige oplossing en in de oplossing voorkomt als een mengsel van zuurmoleculen en componentionen. Een stof met verwaarloosbare zuurgraad is een stof die waterstof bevat, maar geen zuur gedrag vertoont in water (dat wil zeggen dat de waterstof niet dissocieert of loskomt van de molecule).

De pH-schaal

Het gebruik van de pH-schaal is een praktische manier om kwantitatief te bepalen hoe zuur iets is. Als de pH van een oplossing minder dan 7 is, is het zuur. Als de pH 7 is, is de oplossing neutraal en als de pH hoger is dan 7, is de oplossing basisch. Deze schaal geeft de hoeveelheid actuele H + -ionen (zuurgraad) aan die ronddrijft in de oplossing, wat direct gerelateerd is aan de definitie van een zuur.

Detectie van de pH van een oplossing

Een paar verschillende Er bestaan ​​manieren om de pH van een oplossing te meten. De meest bekende methode is het gebruik van lakmoespapier. Het lakmoespapier is bedekt met een chemische stof die reageert met zuren om de kleur van het papier te veranderen. U kunt het papier vervolgens vergelijken met een standaardkleurenkaart om de pH-waarde te vinden. Het is ook gebruikelijk om oplossingsindicatoren te gebruiken om de zuurconcentratie in een oplossing te achterhalen. Dit werkt op dezelfde manier als het lakmoespapier maar wordt in plaats daarvan aan de oplossing toegevoegd en de kleur van de gehele oplossing verandert in een kleur die de pH-waarde aangeeft. In het scheikundelaboratorium voeren titratie-experimenten uit om de pH-waarde te bepalen. Er is een bepaalde hoeveelheid technische vaardigheden nodig om deze methode te gebruiken. De meest gebruikelijke en nauwkeurigste methode is via het gebruik van een pH-meter. De elektronische meter bevat een sonde die is ondergedompeld in de vloeistof en een elektrische stroom wordt gemeten die direct kan worden gerelateerd aan de pH-waarde. De waarde wordt vervolgens aan de gebruiker op het display van de meter gedicteerd. Deze pH-meters zijn de afgelopen jaren in betrouwbaarheid en gebruikersvriendelijkheid toegenomen en zijn de standaardmanier. Het meeste van deze apparatuur is niet in de keuken van het huishouden. Men kan indien nodig pH-teststrips (lakmoespapier) bij een kookwinkel bestellen.

Voorbeelden van de pH-waarde van verschillende stoffen

Deze waarden zijn bij benadering, maar kunnen u een idee geven van waar stoffen vallen op de pH-schaal. Huishoudbleek: 12.5 Melk van magnesium: 10 Zuiveringszout: 8 Zuiver water: 7 Zwarte koffie: 5 Wijn: 3,5 Cola, azijn: 2,9 Maagsap: 1,2

Nummers hoger dan 7 zijn standaard en cijfers kleiner dan 7 zijn zuurrijk.