Кислоты и щелочи

|
Многие думают, что кислота и щелочь — это что-то химическое и едкое. На самом деле — это противоположности, как горячая и холодная вода. Более того, мы ежедневно употребляем кислотные и щелочные вещества в пищу. Что при этом происходит, расскажем в данной части курса.
Как было сказано в предыдущем разделе, вода является незаменимым веществом для организма человека. Молекула воды представляет собой «уголок», состоящий из двух атомов водорода и одного атома кислорода; эта частица является полярной, т. е. в одной области молекулы сосредоточен частичный отрицательный заряд, а в другой — частичный положительный.

Строение молекулы воды
Полярность молекулы воды обуславливает некоторые ее аномальные свойства. Так, вода обладает необычно высокими температурами плавления и кипения; т. е. при тех условиях, когда вода должна быть газообразной, она остается жидкой, то же самое с переходом «твердая вода (лед) — жидкая вода». Такие аномалии происходят из-за того, что за счет полярности молекулы жидкой воды как будто частично структурируются, выстраивая «сети» из уголковых молекул.
Структура воды
Помимо аномальных физических свойств, полярность молекулы воды обуславливает ее химические свойства, а именно кислотно-основные. В растворе молекула воды способна диссоциировать, разделяясь на отрицательно заряженный гидроксо-анион и положительно заряженный протон, который тут же «прицепляется» к другой молекуле воды.
Электролитическая диссоциация воды
В среде можно создать избыток протонов или гидроксогрупп. Среда с повышенным содержанием протонов и протонированных форм воды является кислотой, с повышенным содержанием гидроксогрупп — щелочью. В случае, если двух видов частиц в среде поровну, говорят, что такая среда нейтральная (вода, в частности, является нейтральной).
Кислоты. Наиболее известная кислота — это серная (H2SO4), она же является одной из самых сильных кислот. Водороды от молекулы серной кислоты могут отщепляться полностью и тем самым «подкислять» среду, в которой происходит диссоциация.

Строение молекулы воды
В зависимости от соотношения в среде протонов и гидроксогрупп различают слабокислую, слабощелочную, кислую, щелочную, сильнокислую, сильнощелочную среды. Для количественной характеристики кислотности среды вводится понятие «водородный показатель», или pH. Математически водородный показатель вычисляется как отрицательный десятичный логарифм концентрации протонов. Чем выше pH, тем более щелочной будет среда, чем ниже pH, тем более кислотной.
Для приблизительной оценки концентрации водородных ионов широко используются кислотно-основные индикаторы — органические вещества-красители, цвет которых зависит от pH-среды. К наиболее известным индикаторам принадлежат лакмус, фенолфталеин, метиловый оранжевый (метилоранж) и др. Индикаторы способны существовать в двух по-разному окрашенных формах — либо в кислотной, либо в основной. Изменение цвета каждого индикатора происходит в своем интервале кислотности, обычно составляющем 1–2 единицы.
Для расширения рабочего интервала измерения pH используют так называемый универсальный индикатор, представляющий собой смесь из нескольких индикаторов. Универсальный индикатор последовательно меняет цвет с красного через желтый, зеленый, синий до фиолетового при переходе из кислотной области в основную. Определение pH индикаторным методом затруднено для мутных или окрашенных растворов.
pH различных сред
В человеческом организме в различных органах водородный показатель различен. Нормальный pH крови составляет 7,36, т. е. кровь имеет слабоосновную реакцию (с колебаниями от 7,34 у венозной крови до 7,40 у артериальной). В зависимости от биохимических изменений в крови может наблюдаться ацидоз (увеличение кислотности) или алкалоз (увеличение основности), однако совместимый с жизнью диапазон pH крови невелик, поскольку уже при уменьшении pH до 6,95 наступает потеря сознания, а смещение реакции крови в щелочную сторону до pH = 7,7 вызывает тяжелейшие судороги.
Дополнительные материалы
Выражаем благодарность за содействие и выдачу разрешения на съемку компании Coffee3
Присоединяйтесь к чату химиков в Telegram!
Для школьников 5−9 классов и их родителей
Химия вокруг нас
В этом курсе автор расскажет вам о базовых принципах химии, используя вещества, с которыми мы сталкиваемся ежедневно: еду, соки, моющие средства, разные виды пластика. После каждой лекции нужно будет выполнить небольшое практическое задание, реактивы для которого вы сможете найти у себя дома или в ближайшем магазине.
20 уроков с заданиями
Авторская подача: просто, понятно и c юмором
Свободное расписание: нет дедлайнов и сроков сдачи заданий
Все материалы доступны сразу, можно начать обучение в удобное время
Практические задания после каждого урока
Профессиональное видео и современная графика
Быстрая связь с техподдержкой и чат с автором
Сертификат о прохождении курса
Зачем
Научиться печь шарлотку, используя реакцию Майяра
Развить внимание, воображение и научное мышление
Расширить кругозор и задуматься о природе вещей
Что вы получите
Запишитесь на курс, чтобы общаться в чате с преподавателем, выполнять задания и получить сертификат. Вы получите доступ немедленно. Это бесплатно.
Новинка. Курс создан в 2021 г.
Узнать о бережном отношении к природе и экологии
Увидеть другой подход к преподаванию
«Пожалуйста, поделитесь вашими впечатлениями о курсе „Химия вокруг нас“. Это поможет нам в дальнейшей работе. Ругать или хвалить можно через чат-бота. Чтобы его запустить, выберите удобный вам мессенджер»
Facebook
Telegram
VK
Viber
Работает с мобильного
Работает с мобильного
Денис Байгозин, автор курса
Находясь на сайте, вы даете согласие на обработку файлов cookie. Это необходимо для более стабильной работы сайта
Понятно
Close