Happamat, emäksiset ja neutraalit liuokset

Jotkut aineista on happamia. Kuten sitruunamehu. Toiset aineet ovat happaman vastakohtia. Kuten tämä viemärinpuhdistajana käytetty jauhe, natriumhydroksidi. Happaman vastakohta on emäksinen.

Vesipohjaiset emäksiset liuokset ovat nimeltään perusliuoksia tai emäksisiä liuoksia. Kun sanomme jonkin olevan hapan tai emäksinen, se tarkoittaa vetyionien määrää mitattuna liuoksessa. Happamissa liuoksissa on paljon vetyioneja litraa kohden. Emäksisissä liuoksissa on vähemmän vetyioneja per litra. Odota, mitä se tarkoittaa?

Paljon, tai vähän vetyioneja verrattuna mihin? Missä on "monen" ja "vähän" raja? Verrataan liuosta puhtaaseen veteen. Jos siinä on enemmän vetyioneja kuin samassa määrässä puhdasta vettä, liuos on hapan. Jos vetyioneja on vähemmän verrattuna puhtaaseen veteen, liuos on emäksinen.

Miten niin "vetyionit puhtaassa vedessä?" Jos se on puhdasta, siinä on vain H2O:ta eikä yhtään ioneja? Kyllä siinä on, katso: Lähes kaikki molekyylit vedessä näyttävät tältä. Yksi happiatomi ja kaksi vetyatomia. Mutta pieni määrä vesimolekyylejä jakautuu - tällä tavoin. Näin käy vain yhdelle vesimolekyylille kuudestasadasta miljoonasta.

Mutta se tarkoittaa, että aina on pieni määrä vetyioneja, jopa puhtaassa vedessä. Ja sitä verrataan liuokseen, kun haluamme päättää, onko liuos hapan vai emäksinen. Liuos, jossa on enemmän vetyioneja kuin puhtaassa vedessä, on hapan. Liuos, jossa on vähemmän vetyioneja kuin puhtaassa vedessä, on emäksinen. Jos ollaan ihan niiden välissä - jolloin vetyioneja on yhtä paljon kuin puhtaassa vedessä - liuosta sanotaan neutraaliksi.

On toinenkin tapa kuvailla neutraalia liuosta. Katsotaan taas vesimolekyylejä. Jokainen jakautunut vesimolekyyli ei muodosta vain vetyionia. Toisista molekyyleistä tulee myös ioneita, jotka muodostuvat hapesta ja vedystä. Tämä ioni on nimeltään hydroksidi-ioni, "OH-".

Tämä antaa meille toisen tavan määritellä, onko liuos hapan, emäksinen vai neutraali. Jokaista puhtaassa vedessä vapautuvaa vetyatomia kohden muodostuu sama määrä hydroksidi-ioneja. Tämä tarkoittaa, että puhtaassa vedessä on sama määrä vetyioneja kuin hydroksidi-ioneja. Happamassa liuoksessa on enemmän vetyioneja kuin hydroksidi-ioneja. Emäksisessä liuoksessa on enemmän OH-miinusta kuin H-plussaa.

Mitä tapahtuu, jos sekoitan happaman ja emäksisen liuoksen? Tekeekö se molemmista yhtaikaa hapanta ja emäksistä? Katsotaan. Jos käytät täysin saman määrän kumpaakin nestettä, seoksessa tulee olemaan sama määrä kumpaakin ionityyppiä. Ja määritelmämme mukaan, kun vety- ja hydroksidi-ionien määrä on sama, liuos on neutraali.

Sanotaan, että hapan ja emäksinen liuos ovat neutralisoineet toisensa. Eli neutraali liuos sisältää paljon vetyioneja haposta ja paljon hydroksidi-ioneja emäksestä? OIkeastaan ei. Heti kun hapan ja emäksinen liuos sekoittuvat, lähes kaikki vetyionit ja hydroksidi-ionit yhdistyvät, muodostaen vesimolekyylejä. Vain muutama vetyioni jää jäljelle ja sama määrä hydroksidi-ioneja.

Aivan kuten puhtaassa vedessä. Joten, happamassa liuoksessa on enemmän vetyioneja kuin hydroksidi-ioneja. Emäksisessä liuoksessa on päinvastoin, siinä on enemmän hydroksidi- kuin vetyioneja. Kun hapan ja emäksinen liuos yhdistetään, tapahtuu neutralisointi. Jos happoa ja emästä on käytetty oikea määrä, tuloksena on seos, jossa on sama määrä vety- ja hydroksidi-ioneja - eli neutraali liuos.

Melkein kaikki ionit yhdistyvät muodostaakseen vesimolekyylejä.