Surt, basiskt och hur man tar reda på det

Två sorters joner

Vi vill förstå vad surt och basiskt betyder. I vatten finns alltid lite vätejoner, H⁺, och hydroxidjoner, OH⁻. Om det finns lika många av båda är lösningen neutral, som rent vatten. Fler vätejoner gör lösningen sur, som citronsaft. Fler hydroxidjoner gör den basisk, som tvållösning. Surt och basiskt är alltså två sidor av samma sak: vilken sorts jon det finns mest av.

pH-skalan från 0 till 14

pH är ett tal som visar hur surt eller basiskt något är. De flesta lösningar ligger mellan 0 och 14 på skalan. Mitten, 7, är neutralt. Ju längre under 7, desto surare. Ju längre över 7, desto mer basiskt. Både mycket sura och mycket basiska lösningar är frätande. Därför är det skalans båda ytterkanter som är farliga, inte bara den sura sidan.

Varje steg är tio gånger

pH-skalan fungerar inte som en linjal. Varje steg nedåt betyder tio gånger fler vätejoner. Gå från pH 4 till pH 3: tio gånger fler. Gå vidare till pH 2: tio gånger fler igen. Två steg blir alltså 10 gånger 10, det vill säga 100 gånger fler vätejoner. Därför är pH 2 mycket surare än pH 4, inte bara lite surare.

Indikatorn byter färg

Man kan inte se pH-värdet. Därför använder vi en indikator, ett ämne som byter färg beroende på pH. BTB är vanlig i skolan. Den blir gul i sura lösningar, grön i nästan neutrala och blå i basiska. BTB blir gul först under pH 6 och blå över ungefär 7,6. Även kranvatten kan vara svagt basiskt. I Stockholm har det pH runt 8,5 när det lämnar vattenverket, och där kan BTB bli blå i kranvatten. I skolan droppar du med din lärare några droppar i lösningen och läser av färgen. Rödkålssaft fungerar också. Den blir röd i surt, lila i neutralt och blå eller grön i basiskt.

Bli ämnesdetektiv

Att identifiera ett ämne är som att vara detektiv. Du testar en egenskap i taget och jämför med ämnen du känner till. Tänk dig tre vita pulver: salt, socker och bikarbonat. Alla tre löser sig i vatten, så det testet skiljer dem inte åt. Men med BTB blir bikarbonatlösningen blå, eftersom bikarbonat är basiskt, ungefär pH 8. Salt och socker ger grönt. Sedan kan ni testa om lösningen leder ström med lärarens mätare: saltlösning gör det, sockerlösning gör det inte. Testerna gör du i skolan med din lärare. Skriv resultaten i en tabell och ha alltid skyddsglasögon.

Säkert i skolan och hemma

Vi vill kunna arbeta säkert med kemikalier. Starka syror och starka baser är frätande, så skalans båda ändar är farliga. Farliga produkter är märkta med farosymboler. Läs alltid texten på förpackningen. Propplösare och ugnsrengöringsmedel är till exempel märkta som frätande. I skolan har du skyddsglasögon och följer lärarens instruktioner. Hemma gör du bara försök med köksmaterial, gärna med en vuxen. Smaka aldrig på något i ett försök. Blanda aldrig rengöringsmedel. Klorin och sura rengöringsmedel bildar tillsammans en giftig gas, klorgas.

Sammanfattning

Vi vill kunna säga hur surt eller basiskt något är, och ta reda på det med ett test. De flesta lösningar har pH mellan 0 och 14. Under 7 är surt (vätejoner, H⁺), 7 är neutralt, över 7 är basiskt (hydroxidjoner, OH⁻). Varje steg är tio gånger: pH 3 har tio gånger fler vätejoner än pH 4. En indikator som BTB byter färg: gul i surt, grön nära neutralt, blå i basiskt. BTB blir gul först under pH 6 och blå över ungefär 7,6, så grönt betyder nära neutralt. Rödkålssaft fungerar också.

Att identifiera ett ämne är att jämföra egenskaper med kända ämnen: pH, löslighet, ledningsförmåga, om det fräser med syra (karbonat) eller ger fällning. Testerna gör du i skolan med din lärare. Planera med en fråga, en metod steg för steg, skyddsglasögon och en tabell för observationerna.

Säkerhet först. Starka syror och starka baser är frätande, så skalans båda ändar är farliga. Farliga produkter är märkta med farosymboler, och texten på förpackningen säger hur du hanterar dem. Propplösare och ugnsrengöringsmedel är till exempel märkta som frätande. I skolan har du skyddsglasögon och följer lärarens instruktioner. Hemma gör du bara försök med köksmaterial, gärna med en vuxen. Smaka aldrig på något i ett försök. Blanda aldrig rengöringsmedel: klorin och sura rengöringsmedel bildar tillsammans giftig klorgas.

Citronsaft: BTB blir gul → surt, pH ≈ 2. Nykokt destillerat vatten: grön → neutralt. Vatten som har stått framme tar upp koldioxid ur luften och blir svagt surt. Tvållösning: blå → basiskt, pH över 7. Även kranvatten kan vara svagt basiskt. I Stockholm har det pH runt 8,5 när det lämnar vattenverket, och där kan BTB bli blå i kranvatten.

Vanliga missförstånd

• Många tror: pH-skalan är som en linjal, två steg betyder två gånger så surt.

  Men varje steg på pH-skalan är tio gånger. pH 3 har tio gånger fler vätejoner än pH 4, och pH 2 har hundra gånger fler än pH 4.

• Många tror: Bara sura lösningar är farliga, basiska är ofarliga.

  Men starka baser är också frätande, så båda ändarna av pH-skalan är farliga. Ugnsrengöringsmedel är till exempel starkt basiskt och märkt som frätande.

• Många tror: Två rengöringsmedel tillsammans rengör bättre.

  Men rengöringsmedel kan reagera med varandra och bilda farliga ämnen. Klorin och sura rengöringsmedel bildar till exempel giftig klorgas, så blanda dem aldrig.

Källor

1. pH and pOH (surt under 7, basiskt över 7), OpenStax Chemistry 2e
2. The pH Scale (varje pH-steg är tio gånger), Chemistry LibreTexts
3. Acid-Base Titrations, fig. 14.19 (BTB gul vid pH 6, blå vid 7,6), OpenStax Chemistry 2e
4. Bromtymolblått (gul i surt, grön vid neutralt, blå i basiskt), Nationalencyklopedin
5. Sodium Bicarbonate (0,1 M lösning har pH 8,3), PubChem (NIH)
6. Bakpulver (natriumvätekarbonat plus ett surt ämne), Nationalencyklopedin
7. Frågor och svar om kranvatten (pH 8,5 från vattenverket), Stockholm Vatten och Avfall
8. Märkning och farosymboler (propplösare och ugnsrengöringsmedel är frätande; handskar och skyddsglasögon), Kemikalieinspektionen
9. Klorgas (bildas när klorrengöringsmedel blandas med sura rengöringsmedel), Giftinformationscentralen
10. Ättika (24 % är frätande, upp till 12 % irriterande), Giftinformationscentralen
11. Electrolytes (vattnets syreände vänds mot positiva joner, väteändarna mot negativa), OpenStax Chemistry 2e
12. pH, Wikipedia på svenska
13. Kursplan i kemi, Lgr22, Skolverket