SJG-2083CS online-happo-emäksinen pitoisuusmittari

Puhtaassa vedessä pieni osa molekyyleistä menettää yhden vedyn H2O-rakenteesta prosessissa, jota kutsutaan dissosiaatioksi. Vesi sisältää siis pienen määrän vetyioneja, H+, ja jäännöshydroksyyli-ioneja, OH-.

Pienen prosenttiosuuden vesimolekyylien jatkuvan muodostumisen ja dissosiaation välillä on tasapaino.

Vedessä olevat vetyionit (OH-) yhdistyvät muiden vesimolekyylien kanssa muodostaen hydroniumioneja, H3O+-ioneja, joita kutsutaan yleisemmin ja yksinkertaisemmin vetyioneiksi. Koska nämä hydroksyyli- ja hydroniumionit ovat tasapainossa, liuos ei ole hapan eikä emäksinen.

Happo on aine, joka luovuttaa vetyioneja liuokseen, kun taas emäs tai alkali on sellainen, joka sitoo vetyioneja.

Vetyä sisältävät aineet eivät ole happamia, koska vedyn on oltava helposti vapautuvassa tilassa, toisin kuin useimmissa orgaanisissa yhdisteissä, jotka sitovat vedyn hiiliatomeihin erittäin tiukasti. PH-arvo auttaa siis määrittämään hapon vahvuuden näyttämällä, kuinka monta vetyionia se vapauttaa liuokseen.

Suolahappo on vahva happo, koska vedyn ja kloridi-ionien välinen ionisidos on polaarinen ja liukenee helposti veteen, jolloin muodostuu paljon vetyioneja ja liuos on vahvasti hapan. Tästä syystä sen pH on hyvin alhainen. Tällainen dissosiaatio vedessä on myös erittäin suotuisaa energian lisääntymisen kannalta, minkä vuoksi se tapahtuu niin helposti.

Heikot hapot ovat yhdisteitä, jotka luovuttavat vetyä, mutta eivät kovin helposti, kuten jotkut orgaaniset hapot. Esimerkiksi etikassa esiintyvä etikkahappo sisältää paljon vetyä, mutta karboksyylihapporyhmässä, joka pitää sen kovalenttisissa tai poolittomissa sidoksissa.

Tämän seurauksena vain yksi vedyistä pystyy poistumaan molekyylistä, ja siltikään sen luovuttaminen ei tuo paljon vakautta.

Emäs tai alkali hyväksyy vetyioneja, ja veteen lisättynä se imee itseensä veden dissosiaatiossa muodostuneet vetyionit, jolloin tasapaino siirtyy hydroksyyli-ionipitoisuuden eduksi, mikä tekee liuoksesta emäksisen.

Esimerkki yleisestä emäksestä on natriumhydroksidi eli lipeä, jota käytetään saippuan valmistuksessa. Kun happoa ja emästä on läsnä täsmälleen yhtä suurina moolipitoisuuksina, vety- ja hydroksyyli-ionit reagoivat helposti keskenään tuottaen suolaa ja vettä neutralointireaktiossa.