Savak, Kémhatás, pH érték, Kísérlet

Savak:
Kémiai értelemben, azokat a vegyületeket nevezzük savaknak, amelyeknek oldatában, hidrogénionok vannak. 

A háztartásban például ilyen szódavíz és a citromsav a citrusfélékben. Vagy ha a bor túl sokáig áll a levegőn, megsavanyodik, ecetsav képződik benne. Ebből látszik, hogy a mindennapi életben is találkozhatunk savakkal.

A savak elektrolitok. Elektrolitnak nevezzük azokat a vegyületeket, amelyeknek vizes oldata vagy olvadéka, mozgékony töltéshordozók – anionok és kationok – révén, vezetik az elektromos áramot. Vannak közöttük erős és gyenge elektrolitok.

A leggyakoribb erős savak: HCl, H₂SO₄. De például gyenge sav, az ecetsav és a szénsav.

A savak természetesen nem mind egyformák. A sósav „erősebb" az ecetsavnál, és a kénsav a citromsavnál. Ennek oka, hogy az erős savakban valamennyi molekulából hidrogénion válik le, vagyis teljes mértékben szétesnek. A gyenge savakban viszont a molekuláknak csak egy részéből válik le a hidrogénion, tehát az oldatukban kevesebb lesz a hidrogénionok száma, mint az ugyanolyan töménységű erős savak oldatában.

A savakat rendszerint négy csoportba osztjuk:
1. Haloid savak, pl.: sósav Hcl,
2. Amfid savak, ilyen például a kénsav H₂SO₄,
3. Szulfo-Savak, pl.: szulfoarzénsav H₄AsS₄
4. Karbon- v. organikus savak, pl.: Ez utóbbiaknak a száma a legnagyobb; pl.: ecetsav CH₃COOH

A legerősebb sav (érdekesség):
Az antimon-pentafluorid hidrogén-fluoridos (HF) oldatát tartják a legerősebb ismert savnak. E sav erőssége sokszorosa a kénsavénak.
Azonban a kaliforniai vegyészek által létrehozott karboránsav H(CHB₁₁Cl₁₁) milliószor savanyúbb a tömény kénsavnál, de olyan „barátságos”, hogy nem marja szét a kémcsövet. (Szupersavnak is nevezik).

Kémhatás:
- az oldat savasságának és lúgosságának a mértéke
- az oldatban található oxóniumionok és hidroxidionok aránya határozza meg
- megkülönböztetünk savas, lúgos és semleges kémhatású oldatokat, ezeken belül gyengébbeket és erősebbeket
- a kémhatás vizsgálata indikátorokkal történik.

Az oxóniumiont és a hidroxidiont két vízmolekula találkozásakor kaphatjuk meg, ami protonátadással jár, vagyis protolízis játszódik le, amelyet az alábbi egyenlettel szemléltetünk:

A keletkező két ion elnevezése H₃O⁺ oxóniumion és OH^- hidroxidion. Ennek a két töltéssel rendelkező összetett ionnak köszönhető, hogy a víz vezeti az elektromos áramot.

A kémhatás semleges, ha [H₃O⁺]=[OH^-]

A kémhatás savas, ha [H₃O⁺]>[OH^-]

És a kémhatás lúgos, ha [H₃O⁺]<[OH^-]

Nem kell tovább mondani, mert órán már vettük.

Mértékegysége:
- pH
- az oldat savasságát, ill. lúgosságát jellemzi
- 14 fokú skála, 7> - savas, 7-semleges 7 <- lúgos

A kémhatás mérése:

A kémhatást indikátorokkal tudjuk vizsgálni. Ezeknek több típusa ismert, de mi kettőt fogunk használni: a folyadék és a papír indikátort.

A folyadék indikátorok olyan oldatnak tekinthetők, amelyek színváltozással jelzik az adott kémhatást.

A papír indikátorokkal (univerzális indikátorokkal) kicsit könnyebb, mert a vizsgálandó oldatba mártva megváltozik a színük. Ez a módszer sokkal egyszerűbb, de pontatlanabb is.

pH érték:

A pH érték az az adat, amelyet megadunk az oldatok kémhatásának, savanyúságának, illetve lúgosságának jellemzésére. Vagy, ahogy órán tanultuk: Az oxóniumion koncentráció hatványkitevőjének abszolút értéke. A savanyúság, illetve lúgosság foka a hidrogénionok vagy hidroxidionok mennyiségétől függ. A pH szó egy rövidítés, ami angolul így hangzik: "power of Hydrogen". A pH értékből következtetni tudunk a savak vagy lúgok erősségére, melyet a pH-skálán mérünk, ami 0-14-ig terjed. 

A skála középső értéke: 7, ez azt jelenti, hogy az oldatban nincsenek sem szabad hidrogén, sem szabad hidroxidionok, vagy másként: ugyanannyi szabad hidrogénion van, mint hidroxid. 

A 7-es értéktől felfelé egyre erősebb lúgokat kapunk, lefelé pedig egyre erősebb savakat.

A körülöttünk lévő anyagoknak van valamilyen pH-értéke, vagyis kémhatása:
- Mit iszunk minden nap? Semleges, savas vagy lúgos italokat: Vizet, ásványvizet, szénsavas üdítő italokat, teát, kávét, tejet, kefirt, gyümölcslevet, sört, bort…

- Mit eszünk? Savas, semleges esetleg lúgos ételeket:
Kenyeret, húst, savanyított salátákat, vajat, sajtot 

- Testünkben a vérnek, a nyálnak, gyomorsavnak, a bőrünknek, könnycseppünknek különböző pH értéke van.

Kísérlet:

Szükséges eszközök: kémcsőállvány, kémcsövek

Szükséges anyagok: ecet VAGY híg sósav, desztillált víz, szappanoldat VAGY híg ammónium-hidroxid
metilvörös, fenolftalein, lakmusz

Kísérlet menete: 3 kémcsőbe önts ecetet, majd cseppents külön-külön fenolftalein és lakmusz indikátort és a 3-ba tegyél papír indikátort.

Fenorftalein:
pH < 7 (s) színtelen
pH = 7     színtelen
pH > 7 (l) lila

Lakmusz:
pH < 7 (s) vörös
pH = 7     lila
pH > 7 (l) kék

Univerzális indikátor:
pH < 7 (s)     vöröspH = 7     zöld
pH > 7 (l) kék, majd lila