17. Hapot ja emäkset

Keskeiset käsitteet

2013-07-10T22:39:06+03:00

emäksinen liuos
hapan liuos
neutraali liuos
pH

Emäkset ja hapot ovat tärkeitä teollisuuden raaka-aineita

2021-02-18T15:53:03+02:00

: 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.

Ammoniakki viljelyn tukena

2021-02-18T15:53:03+02:00

: 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.

Tehtäväkirjaan

2013-08-06T13:02:27+03:00

Siirry tehtäviin.

Aine voi olla hapan, emäksinen tai neutraali

2013-11-04T12:24:39+02:00

Muistellaanpa ensin karboksyylihappoja, joiden yhteydessä jo puhuttiin hieman hapoista. Mainittiin esimerkiksi, että muurahaiset erittävät muurahaishappoa puolustautumiseen, ja että etikkahapon avulla voidaan elintarvikkeiden happamuutta lisätä jolloin ne säilyvät paremmin. Sitruunahappo taas tekee sitruunasta happaman makuisen.

Ennestään tiedät että ioniyhdisteiden vesiliuokset johtavat sähköä. Vedessä vapaasti liikkumaan pääsevät positiiviset ja negatiiviset ionit toimivat sähkön kuljettajina.

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

Sitruunahapon makuaistimus ei johdu happomolekyylista vaan sen kyvystä luovuttaa vetyioni eli protoni (H⁺). Tämä happomolekyylistä irtoava vetyioni reagoi välittömästi vesimolekyylin kanssa ja syntyy oksoniumioni, joka aiheuttaa vesiliuoksen happamuuden.

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

Emäksisyys on happamuuden vastakohta. Eli emäs taas on aine, joka pystyy vastaanottamaan vetyionin (H⁺). Vesiliuoksen emäksyys johtuu hydroksidi-ioneista (OH^-).

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

Liuos voi myös neutraali. Neutraalissa liuoksessa on yhtä monta oksonium- ja hydroksidi-ionia.

Tutki ilmiötä tällä Java-simulaatiolla.

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.

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

Myös esim. puolukasta ja punakaalista voidaan valmistaa indikaattoriliuos.

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.

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.

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.

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