Happamuus

pH on happamuuden asteikko 0-14. Se kertoo, kuinka hapan tai emäksinen aine on. Happamilla liuoksilla on matalampi pH. Emäksisemmillä liuoksilla on korkeampi pH. Aineilla, jotka eivät ole happamia tai emäksisiä (eli neutraaleilla liuoksilla), on yleensä pH 7. Happojen pH on pienempi kuin 7. Emäksillä on pH, joka on suurempi kuin 7.

pH mittaa protonien (H+) pitoisuutta liuoksessa. S.P.L. Sørensen esitteli tämän käsitteen vuonna 1909. P tarkoittaa saksankielistä potenzia, joka tarkoittaa voimaa tai konsentraatiota, ja H vetyionia (H+).

Yleisin kaava pH:n laskemiseksi on:

pH = - log 10 [ H + ] {\displaystyle {\mbox{pH}}=-\log _{10}\left[{\mbox{H}}^{+}\right]} ${\mbox{pH}}=-\log _{10}\left[{\mbox{H}}^{+}\right]$

[H+] ilmaisee H+-ionien pitoisuuden (kirjoitetaan myös [H3O+], joka vastaa hydroniumionien pitoisuutta), mitattuna mooleina litrassa (tunnetaan myös nimellä molaarisuus).

Oikea yhtälö on kuitenkin itse asiassa:

pH = - log 10 [ a H + ] {\displaystyle {\mbox{pH}}=-\log _{10}\left[a_{\mathrm {H^{+}} }\right]} ${\mbox{pH}}=-\log _{10}\left[a_{\mathrm {H^{+}} }\right]$

jossa a H + {\displaystyle a_{\mathrm {H^{+}} }} $a_{\mathrm {H^{+}} }$ ilmaisee H+ -ionien aktiivisuuden. Tämä yhtälö antaa kuitenkin useimmissa tapauksissa saman arvon kuin yleisemmin käytetty kaava, joten kemian johdantokirjoissa pH:n määritelmänä käytetään edellistä yhtälöä.

Useimpien aineiden pH on välillä 0-14, mutta erittäin happamien tai emäksisten aineiden pH voi olla < 0 tai > 14.

Emäksisissä aineissa on vetyionien sijasta hydroksidi-ionien (OH-) pitoisuus.

pH-indikaattorit

Tietyt väriaineet vaihtavat väriä sen mukaan, ovatko ne happamassa vai emäksisessä liuoksessa . pH-indikaattori on kemiallinen yhdiste, jota lisätään pieniä määriä liuokseen, jotta liuoksen pH (happamuus tai emäksisyys) voidaan havaita. pH-indikaattori on hydroniumionien (H3O+) tai vetyionien (H+) kemiallinen ilmaisin. Normaalisti indikaattori saa aikaan sen, että liuoksen väri muuttuu pH:n mukaan.

Tyypillisiä indikaattoreita ovat fenolftaleiini, metyylioranssi, metyylipuna, bromitymolisininen ja tymolisininen. Ne kaikki muuttavat väriä pH-asteikon eri kohdissa, ja niitä voidaan käyttää yhdessä yleisindikaattorina.

Toinen tapa on käyttää lakmuspaperia, joka perustuu luonnollisiin pH-indikaattoreihin. Paperi voi kertoa, kuinka vahva kemikaali on, onko se vahvempi happo vai vahvempi emäs.

Joitakin yleisiä pH-arvoja

	pH
Akkuhappo	0
Mahahappo	1.0
Sitruunamehu	2.4
Cola	2.5
Hapetettu vesi	2.5 - 3.0
Etikka	3.0
Appelsiini- tai omenamehu	3.0
Olut	4.5
Kahvi	5.0
Maito	6.6
Puhdas vesi	7.0
Veri	7.35 - 7.45
Tavallinen shampoo	8.0
Merivesi	8.0
Pysyvä aalto	8.5 - 9.2
Käsisaippua	9.0 - 10.0
Hiusten värjäys	9.5 - 10.5
Taika suora	11.5
Kotitalouksien ammoniakki	11.5
Bleach	12.3
Kaustinen sooda	12.7
Kotitalouksien lipeä	13.5
Viemärin puhdistusaine	14

Joidenkin yleisten aineiden pH-arvot

Neutralointi

Neutralointi voidaan tiivistää yhtälön avulla:

H+
+ OH-
→ H
_2O

(happo + emäs → vesi)

Aiheeseen liittyvät sivut

Kysymyksiä ja vastauksia

Q: Mikä on pH?

V: pH on happamuusasteikko 0-14, joka mittaa protonien (H+) pitoisuutta liuoksessa. Se kertoo, kuinka hapan tai emäksinen aine on, jolloin happamilla liuoksilla on matalampi pH ja emäksisillä liuoksilla korkeampi pH. Neutraalien liuosten pH on yleensä 7.

K: Kuka otti käyttöön pH:n käsitteen?

V: S.P.L. Sørensen esitteli tämän käsitteen vuonna 1909.

K: Mitä tarkoittaa "p" sanassa "pH"?

V: "p" tarkoittaa saksankielistä sanaa potenz, joka tarkoittaa voimaa tai konsentraatiota.

K: Miten pH lasketaan?

V: Yleisin kaava pH:n laskemiseksi on ottaa negatiivinen logaritmi, joka on 10 kertaa H+-ionien (kirjoitetaan myös [H3O+], mikä tarkoittaa yhtä suuria hydroniumionien pitoisuuksia) pitoisuuden negatiivinen logaritmi mitattuna mooleina litraa kohti (tai molaarisuus). On kuitenkin olemassa myös yhtälö, jossa otetaan huomioon aktiivisuus pelkän konsentraation sijasta, mikä voi tilanteesta riippuen antaa erilaisia arvoja kuin yleisempi kaava.

Kysymys: Millä alueella useimmat aineet ovat pH-asteikolla?

V: Useimpien aineiden pH-arvo on välillä 0-14, vaikka erittäin happamien tai emäksisten aineiden pH-arvo voi olla tämän alueen ulkopuolella (pienempi kuin 0 tai suurempi kuin 14).

K: Miten emäksiset aineet eroavat happamista aineista pH-asteikolla? V: Emäksisillä aineilla on asteikolla korkeampia arvoja, koska ne sisältävät hydroksidi-ioneja (OH-) vetyionien sijaan, kuten hapot.