Introduktion

Syror och baser har varit kända i hundratals år. Vatten är ett bra lösningsmedel för jonföreningar. Vatten joniseras till vätejoner, H⁺ eller H₃O⁺ (oxoniumjoner och hydroxidjoner, OH^-).
H₂O (l) → H⁺ + OH^-

Koncentrationen av vatten är 55.6 M( mol/liter) och i neutralt vatten är koncentrationen av vätejoner ,H⁺ och hydroxidjoner, OH^- är lika  d.v.s. 1 × 10^-7 M

En syra definieras som ett ämne som kan avge vätejoner och en bas är ett ämne som kan ta upp vätejoner.

pH-skalan är logaritmisk

Värden från 1-7 representerar en sur lösning.
Saltsyrans protolys:  HCl(aq) + H₂O (l) → H₃O⁺ + Cl (eller HCl →  H⁺  +  Cl^-)

Värden mellan 7-14 är baser.
Natriumhydroxidens protolys: NaOH → Na⁺ + OH^-

Med pH 7 menas att lösningen är neutral.
Vattnets autoprotolys:  H₂O + H₂O → → H₃O⁺ + OH^-

Material

• Filterpapper doppat i en rödkålindikator
• olika buffertar med olika pH-värden
• vattenlösningar av kökskemikalier
• tops eller pinnar
• blyertspenna
   

Utförande

1. Du får ett filterpapper som är doppat i en rödkålindikator. Markera med blyertspenna de olika pH-värdena enl figur.
2. Sätt en liten droppe av buffertlösningarna på kanten på respektive plats
3. Testa de olika kökskemikalierna genom att sätta en droppe av kemikalien i mitten av filterpapprer, Anteckna vad du testar.
4. Vilka pH-värden har ämnena? Dra slutsater vilka kemikalier är sura, basiska eller neutral.
5. Vilka pH-värden har matvaror, rengöringsmedel mm
6. Sammanställ dina resultat i en tabell och dra generella slutsatser om pH i matvaror och rengöringsmedel.

Till läraren

Gör rödkålsindikatorn som inte luktar! Skär rödkålen i bitar (och ev. frys in för att spränga cellerna bättre) och mixa med mixerstav. Häll på 50% etanol: vatten och låt stå. Filtrera saften och doppa filterpapper. Låt de torka. Etanolen gör att extraktionen blir bättre och filterpappren torkar snabbare. Lägg färdiga papper i en plastpåse och förvara dem i kylskåp.

Buffertar

För att få bra resultat använd ett antal (färdigblandade) buffertar. 10 ml av varje räcker till en klass.

Förslag på hushållskemikalier

Fasta ämnen löses upp i vatten
Tvättmedel, diskmedel, klorin, andra rengöringsmedel
Citronsaft, salt, socker, grönt te (svart te är svårt att se), olika (färglös) läskedrycker/saft, vinäger, bikarbonat, hjorthornsalt, mjölk, filmjölk, vatten,
Tandkräm, schampo, tvål, munskölj

I mat är oftast pH syrt eller neutrala och i rengöringsmedel är de oftast syra. Undantag finns tex toarenoringen är sur för att ta bort kalk. Lutfisk är basiskt.

Arrhenius och Sörensen

Den svenska kemisten Svante Arrhenius (1859-1927) framlade år 1884i sin doktorsavhandling dissociationsteorin eller jonteorin. Ett salt kan bilda olikt laddade joner. Dessa joner kan leda ström. Det finns alltså inte några ”saltmolekyler”. Reaktioner i en lösning sker just mellan dessa dissocierade joner. Han utökande teorin genom definitionen av syror och baser, där syror var ämnen som kunde producera vätejoner och baser var ämnen som kunde producera oxoniumjoner.

Ett pH begreppet introducerades av den danske biokemisten Sören Peter Lauriz Sörensen (1868-1939) år 1909. Han var chefskemist vid Carlsbergs bryggerier. Sörensen undersökte med hjälp av en H⁺/Pt/H₂ elektrod surheten i lösningar. Om trycket på vätgasen var på konstant 1 Atm. kunde potentialen beräknas med ekvationen

            E = 2,3(RT/F)log(1/[H⁺]) = 0,0577log(1/[H⁺])

Potentialen är alltså proportionell mot -log([H⁺]). Sörensen tyckte att det var bekvämt att ha denna potentialterm som en indikator på surhet. Han uttryckte koncentrationen vätejoner som 10^-p , där p stod för ”power” Positiva tal är enklare att arbeta med.

Övrigt

Idén från Dr.David Katz www.chymist.com

Denna laboration finns under följande rubriker på KRC:s hemsida:

• Gymnasiet/ Kemi 1/ Reaktioner/ Syror och baser/ Laborationer
• 7-9/ Kemins metoder och arbetssätt/ Systematiska undersökningar
• 7-9/ Kemin i naturen/ Vatten och lösningar/ Laborationer
• 4-6/ Kemin i naturen/ Ämnenas egenskaper
• 4-6/ Kemins metoder och arbetssätt/ Systematiska lösningar