pH är värdet som fixar bufferten och dess ekvivalenspunkter

De flesta av oss har på något sätt haft att göra med pH-värdet; i vardagen eller i laborationer. Du har säkert hört talas om syror och baser; ett surt ämne har ett lågt pH-värde medan ett basiskt ämne har ett högt pH-värde. Men vad innebär detta egentligen?

pH-värdet

Vattnets pH-värde är neutralt

Vatten, vars kemiska formel är H2O, brukar ha ett neutralt pH-värde, om det är bra dricksvatten utan föroreningar. Du vet säkert att det neutrala värdet är 7,00. Det är också däromkring blodets värde ligger.

Syror

Syror är ämnen som har ett lågt pH-värde; ju lägre desto surare. Syror kallas också för protongivare. En proton är detsamma som vätets kärna, och den symboliseras av ett H+. Ett bra exempel på en syra är väteklorid, eller det som många kallar för saltsyra. Det kemiska formeln för väteklorid är HCl.

Baser

Baser är ämnen som har ett högt pH-värde. Ju högre desto mer basiskt. Ett exempel på en bas är ammoniak, med den kemiska formeln NH3Men baser kallas också för protontagare. 

Protongivare och protontagare justerar pH-värdet

Just det här med protongivare och protontagare är viktig kunskap när du arbetar på ett laboratorium. Du som biomedicinsk analytiker kan komma att behöva använda dig av kunskapen om du exempelvis ska blanda ihop en buffert. Så.. vad menas egentligen med det här med protongivare och protontagare?

Vi tittar på det ett steg i taget, och börjar med att titta på en protongivare, alltså en syra. Om du blandar en syra med vatten kommer syran att ge ifrån sig en H+. Då bildas det oxiumjoner. Vi tittar på exemplet på väteklorid. 

HCl + H2O ⇒H3O+ + Cl¯

Det bildas alltså oxiumjner och kloridjoner. Men om du istället blandar en bas med vatten vad händer då? Vi tittar på vad som sker om du blandar ammoniak med vatten:

NH3 +H2O ⇒ OH¯ + NH4+

Det bildas alltså hydroxidjoner och ammoniumjoner.

Det där med buffert var ju något som dök upp på den allra första teoretiska tentamen; Introduktionskurs i Biomedicinsk Laboratorievetenskap. Då hade vi också labbat med buffertar, utan att jag hann skriva om det.

Vad är en buffert?

En buffert är en blandning mellan en svag syra och dess motsvarande bas. Om man inte vet vilken bas som motsvarar en specifik syra så finns det listor för detta. Syftet med en buffert är att den ska hålla pH-värdet i en lösning jämnt. Om värdet skulle förändras på något vis, kommer bufferten att korrigera värdet på ett sådant sätt att det återgår till det värde du vill att bufferten ska ha.

Hur fungerar en buffert?

Nu går vi tillbaka till det jag tog upp i början av det här inlägget. En syra är en protongivare, medan en bas är en protontagare. Protonens kemiska formel är H+, och denna släpps från syran och tas upp av basen beroende på vilket pH-värdet i lösningen är.

Ett högt pH-värde innebär en låg nivå av protoner, medan ett lågt pH-värde innebär en hög nivå av H+. Om du har pH 4,5 i en lösning och pH-värdet skulle stiga till exempelvis 4,8 kommer alltså basen att ta upp protoner så att pH-värdet återgår till pH 4,5.

Om du har ett pH-värde på 8,2 och det plötsligt sjunker till 7,2 innebär det att mängden H+ har minskat. Då kommer syran att ge ifrån sig protoner för att värdet sk justeras tillbaka till 4,5.

Ekvivalens

Under den första terminen gjorde vi bland annat en laboration där vi titrerade. Laborationen gick ut på att ta reda på vad en vätska har för koncentration. Vi hade en syra i en bägare och tillsatte motsatt bas droppvis, tills dess att färgen på vätskan i bägaren ändrades. Precis just då – när färgen blivit rosa och förblev rosa – hade vi nått en ekvivalenspunkt. Det betyder att vi hade tillsatt precis så mycket bas att det bildades en jämvikt mellan syran och basen. Ordet ekvivalent betyder just likvärdigt, lika med. Utifrån det här kunde vi räkna ut den okända koncentrationen. Läs inlägget om redox-titrering så får du ett bättre sammanhang.

Källa:

Naturvetenskap.org. Din källa till kunskap. Ekvivalenspunkten. 2014-11-15.

Wågsäter, D. Redox-titrering. Laboration. Linköping Universitet. 2013-11-26.

 

Vad tycker du?