6. Hapot ja emäkset

Tärkeimmät käsitteet

2017-11-30T10:52:59+02:00

Oksoniumioni H₃O⁺aiheuttaa liuoksen happamuuden

Hydroksidi-ioni OH^- aiheuttaa liuoksen emäksisyyden

pH arvo kertoo liuoksen happamuuden tarkasti

pH > 7 emäs
pH = neutraali
pH< 7 hapan

Indikaattori on aine, joka värillään ilmaiseen aineen happamuuden tai emäksisyyden.

Aine voi olla hapan, emäksinen tai neutraali

2017-11-28T18:24:42+02:00

Aineet ja yhdisteet voidaan luokitella niiden happamuuksien perusteella happamiksi, neutraaleiksi tai emäksiksi aineiksi. Sitruunan kirpeä ja hapan maku aiheutuu siinä olevasta sitruunahaposta, kun taas suolakurkkuja säilötään happamassa etikkahappoliemessä. Puhdas vesi on varmasti tutuin esimerkki neutraalista aineesta. Siivouskomerosta puolestaan löytyy voimakkaasti emäksiä puhdistusaineita, kuten putkienavausliuokset ja konetiskiaineet.

Kuten aiemmin oppilastyössä totesit, johtavat ioniyhdisteiden vesiliuokset sähköä. Liuoksessa olevat positiiviset ja negatiiviset ionit pääsevät liikkumaan vapaasti ja toimivat sähkön kuljettajina.

Videosta huomaat, että happojen ja emästen vesiliuokset johtavat myös sähköä. Niidenkin täytyy tuottaa vesiliuoksiinsa ioneja.

Sitruunahapon hapan maku ei johdu happomolekyylistä vaan sen kyvystä luovuttaa vetyioni eli protoni (H⁺). Tämä happomolekyylistä irtoava vetyioni reagoi vesimolekyylin kanssa ja syntyy oksoniumioni, joka aiheuttaa vesiliuoksen happamuuden. Mitä enemmän liuoksessa on oksoniumioneja, sen happamampi liuos on.

[[$ \text{H}^+ + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_3\text{O}^+ $]]

Emäksisyys on happamuuden vastakohta. Emäs on aine, joka pystyy vastaanottamaan vetyionin (H⁺). Vesiliuoksen emäksisyys johtuu hydroksidi-ioneista (OH^-). Mitä enemmän liuoksessa on hydroksidi-ioneja, sen emäksisempi liuos on.

[[$ \text{NaOH} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Na}^+ + \text{OH}^- $]]

Liuos voi olla myös neutraali. Neutraalissa liuoksessa on yhtä paljon oksonium- ja hydroksidi-ioneja, jolloin niiden vaikutuksen kumoavat toisensa.

[[$ \text{H}_3\text{O}^+ + \text{OH}^- \rightarrow \text{2 H}_2\text{O} $]]

Tutki ilmiötä tällä Java-simulaatiolla.

https://peda.net/id/327bf4f417f

Happamuus todetaan indikaattorilla

2013-11-10T19:16:19+02:00

Indikaattorit ovat väriaineita, joita käytetään liuoksen happamuuden toteamiseen. Indikaattorit ovat erivärisiä happamassa, neutraalissa ja emäksisessä liuoksessa. Indikaattoreiden värit tunnetaan, joten niiden avulla voidaan päätellä liuoksen happamuus.

https://peda.net/id/3280786a17f

https://peda.net/id/327d17fa17f

Esimerkiksi BTS:n väri muuttuu keltaisesta vihreän kautta siniseen. Fenoliftaleiini muuttuu värittömästä fuksiaan, joka on kirkkaan vaaleanpunainen.

https://peda.net/id/327da6cb17f

Myös esim. puolukasta ja punakaalista voidaan valmistaa indikaattoriliuos.

https://peda.net/id/327f52a817f

Video luonnonindikaattorien värinmuutoksista.

Happamuus ilmaistaan pH-arvona

2013-12-31T11:51:42+02:00

Kaikki happamat ruoka-aineet eivät ole yhtä happamia, eivätkä emäksiset yhtä emäksisiä On olemassa siis eri vahvuisia happoja ja emäksiä. Aineiden vesiliuoksen happamuus ilmaistaan pH-asteikolla, joka kertoo onko liuos neutraali, hapan tai emäksinen.

pH < 7 hapan
pH = 7 neutraali
pH > 7 emäksinen

pH kertoo kuinka paljon oksoniumioneja vesiliuoksessa on. Mitä alhaisempi vesiliuoksen pH on, sitä enemmän siinä on oksoniumioneja ja sitä happamampi se on.

pH:ta voidaan mitata esimerkiksi pH-paperilla tai pH-mittarilla.

https://peda.net/id/327ec43117f
Huomaa, että saippua voi olla myös emäksistä (vertaa alta taulukosta).

Hyvin happamat tai emäksiset liuokset ovat vaarallisen syövyttäviä. Alta taulukosta näet joidenkin tuttujen aineiden pH-arvoja.

https://peda.net/id/327fe4fd17f

Tutki miten laimentaminen vaikuttaa pH-arvoon

2017-11-29T11:50:59+02:00

Click to Run

Emäkset ja hapot ovat tärkeitä teollisuuden raaka-aineita

2022-08-09T18:52:48+03:00

: Hapot ja emäkset valmistetaan kemian tehtaissa suurissa tankeissa.
: Pesu- ja puhdistusaineet ovat yksi arkielämän tutuimpia happojen ja emästen käyttökohteita.
: Natriumhydroksidi (NaOH) on vahva emäs, jota käytetään teollisuudessa muun muassa paperin ja sellun valmistuksessa sekä pesu- ja puhdistusaine teollisuudessa.
: Emäksiä tarvitaan lääke- ja väriaineteollisuudessa.
: Suolahappo (HCl) on voimakkaasti syövyttävä väritön neste, jota löytyy pieniä määriä myös ihmisten mahalaukusta. Suolahappoa tarvitaan muun muassa lääkkeiden valmistukseen.
: Myös muoviteollisuudessa tarvitaan suolahappoa.
: Rikkihappo (H2SO4) on todella vahva väritön happo, joka on yksi kemianteollisuuden eniten valmistetuista hapoista. Rikkihappoa käytetään esimerkiksi lannoitteiden, räjähteiden ja väriaineiden valmistuksessa, kuten myös typpihappoa (HNO3).
: Typpihappoa (HNO3) tarvitaan myös tekstiiliteollisuudessa.

Happosade

2013-08-30T08:40:14+03:00

Happosade on sadetta, jonka pH on alle 5,6. Sadevesi on normaalistikin hiukan hapanta (pH hieman alle 6), koska ilmakehän hiilidioksidi liukenee sadeveteen ja muodostaa hiilihappoa. Hiilihappo on heikko happo. Itse happosade johtuu sadeveteen liuenneista ilmansaasteista, kuten esim. teollisuuden rikki- ja typpipäästöistä.

https://peda.net/id/327c866d17f

Soittolistassa on kaksi videota. Ensimmäisessä muutetaan veden pH:ta puhaltamalla. Muutoksen saa aikaan ihmisen hengityksessä oleva hiilidioksidi. Toisessa videossa rakennetaan hiilidioksidimolekyyli muovimalleilla.

Ammoniakki viljelyn tukena

2022-08-09T18:52:48+03:00

: Keväällä maanviljelijän työt alkavat äestämisellä. Äestäminen pehmentää ja hienontaa maata vastapainoksi. Se estää myös rikkaruohojen kasvua.
: Seuraavaksi peltoon kylvetään siemenet ja apulantaa, joka on lannoitetta. Sen valmistamiseen tarvitaan ammoniakkia NH3, joka on pistävänhajuinen emäksinen kaasu.
: Moderni maatalous vaatii lannoitteita. Ne takaavat hyvälaatuisen ja painavan sadon.
: Kesän aikana sato kypsyy. Hyvä viljelykesä on sopivan aurinkoinen ja sateinen, mutta ei liian aurinkoinen, sateinen tai tuulinen. Kovat sateet lakoonnuttavat viljaa eli painavat sitä maata vasten. Liika aurinko taas voi kypsentää sadon liian nopeasti, jolloin sato jää kevyeksi. Painava sato on arvokkaampi, sillä siitä maksetaan painon mukaan.
: Loppukesästä satoa aletaan korjata.
: Vilja korjataan puimureilla.
: Puinnin jälkeen vilja siirretään kuivaajaan kuivattavaksi, jonka jälkeen se myydään eteenpäin jalostettavaksi. Lopulta vilja päätyy ruokakauppaan esim. leivän muodossa.
: Sadonkorjuun jälkeen työt jatkuvat kyntämisellä. Kynnössä maa kuohkeutuu ja pääsee kosketuksiin ilman kanssa. Kyntö antaa hyvän alustan kevään muokkaus- ja kylvötöitä varten.
: Hyvän viljetytavan mukaiset työtyötavat pitävät maan kasvukunnon hyvänä. Kaikilla on hyvä meininki.