Introduction to Chemistry

termen

• bufferoplossing bestaande uit een zwak zuur en de geconjugeerde base die kan worden gebruikt om de pH van een oplossing
• Alkaline te stabiliseren met een pH van meer dan 7; basisch
• zuurbesparende pH van minder dan 7

Zelfionisatie van Water

waterstofionen spontaan worden gegenereerd in zuiver water door de dissociatie (ionisatie) van een klein percentage watermoleculen in gelijke aantallen waterstof (H+)-ionen en hydroxide (OH–) – ionen., De hydroxideionen blijven in oplossing vanwege hun waterstofbindingen met andere watermoleculen; de waterstofionen, bestaande uit naakte protonen, worden onmiddellijk aangetrokken tot niet-geïoniseerde watermoleculen en vormen hydroniumionen (H30+). Volgens afspraak verwijzen wetenschappers naar waterstofionen en hun concentratie alsof ze in deze toestand vrij zijn in vloeibaar water.

2H_2O \ leftrightharponen H_3O^ + + OH^ –

de concentratie van waterstofionen die van zuiver water scheiden is 1 × 10-7mol H + ionen per liter water., De pH wordt berekend als de negatieve logaritme van de basis 10 van deze concentratie:

pH = -log

de negatieve logaritme van 1 × 10-7 is gelijk aan 7,0, ook wel neutrale pH genoemd. menselijke cellen en bloed hebben elk een bijna neutrale pH.

pH-schaal

de pH van een oplossing geeft de zuurgraad of basiciteit (alkaliniteit) aan. De pH-schaal is een inverse logaritme die varieert van 0 tot 14: alles onder 7.0 (variërend van 0.0 tot 6.9) is zuur, en alles boven 7.0 (van 7.1 tot 14.0) is basisch (of alkalisch). Extremen in pH in beide richtingen van 7.,0 worden meestal beschouwd als onherbergzaam voor het leven. De pH in cellen (6.8) en het bloed (7.4) zijn beide zeer neutraal, terwijl de omgeving in de maag zeer zuur is, met een pH van 1 tot 2.

Niet-neutrale pH-waarden zijn het resultaat van het oplossen van zuren of basen in water., Door gebruik te maken van de negatieve logaritme om positieve gehele getallen te genereren, geven hoge concentraties waterstofionen een lage pH en lage concentraties een hoge pH.

een zuur is een stof die de concentratie van waterstofionen (H+) in een oplossing verhoogt, meestal door een van zijn waterstofatomen te scheiden. Een base levert hydroxide– ionen (OH -) of andere negatief geladen ionen die reageren met waterstof-ionen in oplossing, waardoor de concentratie van H+ wordt verminderd en de pH wordt verhoogd.

sterke zuren en sterke basen

hoe sterker het zuur, hoe gemakkelijker het H+doneert., Zoutzuur (HCl) is bijvoorbeeld zeer zuur en dissocieert volledig in waterstof– en chloride-ionen, terwijl de zuren in tomatensap of azijn niet volledig dissociëren en als zwakke zuren worden beschouwd; omgekeerd geven sterke basen gemakkelijk OH-af en/of reageren met waterstof-ionen. Natriumhydroxide (NaOH) en veel huishoudreinigers zijn zeer basisch en geven OH– snel op wanneer ze in water worden geplaatst; de OH– ionen reageren met h+ in oplossing, waardoor nieuwe watermoleculen ontstaan en de hoeveelheid vrije H+ in het systeem wordt verlaagd, waardoor de totale pH wordt verhoogd., Een voorbeeld van een zwakke basisoplossing is zeewater, met een pH van ongeveer 8,0, dicht genoeg bij neutraal dat goed aangepaste mariene organismen gedijen in deze alkalische omgeving.

Buffers

Hoe kunnen organismen waarvan het lichaam een vrijwel neutrale pH nodig heeft, zure en basische stoffen (bijvoorbeeld sinaasappelsap) innemen en overleven? Buffers zijn de sleutel. Buffers bestaan meestal uit een zwak zuur en zijn geconjugeerde base; hierdoor kunnen ze gemakkelijk overtollige H+ of OH– absorberen, waardoor de pH van het systeem binnen een smal bereik blijft.,

het handhaven van een constante pH in het bloed is van cruciaal belang voor het welzijn van een persoon. De buffer die de pH van menselijk bloed handhaaft impliceert koolzuur (H2CO3), bicarbonaation (HCO3–), en kooldioxide (CO2). Wanneer bicarbonaationen combineren met vrije waterstofionen en koolzuur worden, worden waterstofionen verwijderd, waardoor pH-veranderingen worden gematigd., Op dezelfde manier kan overtollig koolzuur worden omgezet in kooldioxidegas en door de longen worden uitgeademd; dit voorkomt dat te veel vrije waterstofionen zich in het bloed ophopen en gevaarlijk de pH verlagen; op dezelfde manier, als er te veel OH– in het systeem wordt ingebracht, zal koolzuur ermee gecombineerd worden om bicarbonaat te creëren, waardoor de pH daalt. zonder dit buffersysteem zou de pH van het lichaam voldoende fluctueren om de overleving in gevaar te brengen.,

antacida, die overmatig maagzuur bestrijden, zijn een ander voorbeeld van buffers., Veel over-the-counter medicijnen werken op dezelfde manier als bloedbuffers, vaak met ten minste één ion (meestal Carbonaat) in staat om waterstof te absorberen en pH te matigen, waardoor verlichting voor degenen die last hebben van “brandend maagzuur” van maagzuur na het eten.