Odczyn roztworu i skala pH

Odczyn roztworu mówi nam, jaki charakter ma roztwór: kwaśny, zasadowy albo obojętny. To jedna z podstawowych cech roztworów wodnych. Dzięki niej możemy przewidywać, jak dana substancja będzie się zachowywać i jak bezpiecznie z nią pracować.

W chemii szkolnej odczyn wiąże się z obecnością odpowiednich jonów w roztworze. Roztwory kwasów mają cechy typowe dla środowiska kwaśnego, a roztwory zasad dla środowiska zasadowego. Jeśli roztwór nie wykazuje ani właściwości kwaśnych, ani zasadowych, mówimy o odczynie obojętnym.

• odczyn kwaśny: roztwór ma właściwości kwasu
• odczyn zasadowy: roztwór ma właściwości zasady
• odczyn obojętny: roztwór nie jest ani kwaśny, ani zasadowy

Skala pH służy do określania odczynu roztworu. W szkole podstawowej przyjmujemy zwykle zakres od 0 do 14. Najważniejszym punktem tej skali jest wartość $7$.

Jeśli roztwór ma $pH<7$, to ma odczyn kwaśny. Jeśli ma $pH=7$, to jest obojętny. Jeśli ma $pH>7$, to ma odczyn zasadowy. Im mniejsza wartość pH, tym roztwór jest bardziej kwaśny. Im większa wartość pH, tym roztwór jest bardziej zasadowy.

W praktyce oznacza to, że roztwór o pH 3 jest kwaśny, a roztwór o pH 10 jest zasadowy. Czysta woda w szkolnym ujęciu ma odczyn obojętny, czyli pH równe 7.

Wiele substancji po rozpuszczeniu w wodzie rozpada się na jony. Ten proces to dysocjacja elektrolityczna. Dzięki temu w roztworze pojawiają się cząstki odpowiedzialne za jego właściwości chemiczne.

Dla roztworów kwasów charakterystyczne są jony wodorowe, a dla roztworów zasad jony wodorotlenkowe. To właśnie obecność tych jonów wiąże się z odczynem roztworu. Substancje, których roztwory zawierają jony i przewodzą prąd elektryczny, nazywamy elektrolitami.

Warto pamiętać, że nie każda substancja rozpuszczona w wodzie daje roztwór przewodzący prąd. Jeśli nie powstają jony, taki roztwór nie zachowuje się jak elektrolit.

• kwasy w wodzie tworzą jony związane z odczynem kwaśnym
• zasady w wodzie tworzą jony związane z odczynem zasadowym
• obecność jonów umożliwia przewodzenie prądu przez roztwór

Wskaźniki to substancje, które zmieniają barwę zależnie od odczynu roztworu. Dzięki nim można szybko sprawdzić, czy roztwór jest kwaśny, zasadowy czy obojętny. W szkole najczęściej spotyka się fenoloftaleinę, oranż metylowy i papierek uniwersalny.

Fenoloftaleina w roztworze kwaśnym i obojętnym jest bezbarwna, a w zasadowym staje się malinowa lub różowa. Oranż metylowy w roztworze kwaśnym ma barwę czerwoną, a w zasadowym żółtą. Papierek uniwersalny zmienia kolor w zależności od pH, a wynik odczytuje się przez porównanie z dołączoną skalą barw.

Przy pracy ze wskaźnikami trzeba dokładnie obserwować zmianę barwy. Najlepiej porównywać wynik z wzorcem i pamiętać, że różne wskaźniki nie dają tych samych kolorów.

Odczyn roztworów spotykamy nie tylko w laboratorium, ale też w codziennym życiu. Niektóre produkty spożywcze i środki czystości mają określony odczyn, który wpływa na ich działanie. Sok z cytryny lub ocet kojarzymy z odczynem kwaśnym, a roztwory mydła czy niektóre środki czyszczące z zasadowym.

Warto jednak pamiętać, że smak czy zapach nie są bezpieczną metodą badania odczynu. W chemii używa się do tego wskaźników lub odpowiednich przyrządów. Nigdy nie wolno próbować nieznanych substancji.

• produkty kwaśne mają niskie pH (poniżej 7)
• środki myjące i piorące często mają odczyn zasadowy
• do sprawdzania odczynu używamy wskaźników, a nie zmysłu smaku

Kwaśne opady to opady atmosferyczne o obniżonym pH. Powstają wtedy, gdy do powietrza dostają się zanieczyszczenia, które następnie reagują z wodą w atmosferze. Taki deszcz może szkodzić środowisku i zabytkom.

Skutkami kwaśnych opadów mogą być uszkodzenia liści i igieł roślin, zakwaszanie gleb i wód oraz niszczenie elewacji budynków i pomników. Dlatego pojęcie pH ma znaczenie nie tylko na lekcji chemii, ale też w ochronie przyrody i zdrowia człowieka.

Znajomość skali pH pomaga rozumieć, dlaczego niektóre zjawiska są groźne dla środowiska. Pokazuje też, że chemia opisuje sprawy, które naprawdę dzieją się wokół nas.