Tomuto článku alebo sekcii chýbajúodkazy na spoľahlivé zdroje, môže preto obsahovať informácie, ktoré je potrebné ešteoveriť. Pomôžte Wikipédii a doplňte do článku citácie, odkazy naspoľahlivé zdroje.
Kyslosť, nazývaná iacidita alebovodíkový exponent a označovaná akopH, je číslo, ktorým sa v chémii vyjadruje, či vodný roztok reagujekyslo alebozásadito. pH vodných roztokov nadobúda hodnoty od 0 do 14. Chemicky čistá voda pri 25 °C má pH 7,kyseliny od 0 do 7,zásady potom od 7 do 14. Rozsah pH stupnice je závislý od rozpúšťadla, v rozmedzí 0 až 14 je pH hodnota vo vode pri 25 °C.
Názov kyslosť vychádza z kyslejpríchute kyslých roztokov. V označení pH predstavujep záporný dekadickýlogaritmus aH je zjednodušený zápis pre[H], čo označuje koncentráciuH+ v roztoku; alternatívne, ale nesprávne vysvetlenie je, že skratka pH pochádza zlatinskéhopotentia hydrogenii alebopondus hydrogenii, teda v preklade „sila/váha vodíka“.
Hodnota pH je definovaná ako záporný dekadickýlogaritmus aktivityoxóniových katiónov, H3O+. V zriedených vodných roztokoch sa dá hodnota aktivity aproximovať hodnotoulátkovej koncentrácie a potom platí:
kde je relatívnakoncentrácia vodíkových katiónov (bezrozmerná hodnota) alebo tiež
Vo vodnom roztoku je vždy okremmolekúl H2O tiež prítomné určité množstvooxóniových katiónov H3O+ ahydroxylových aniónov OH−. Súčin koncentrácií oboch týchto iónov je vo vodných roztokoch vždy konštantný. Je označovaný akoiónový súčin vody a jeho hodnota je 10−14. V čistej vode pri 25 °C je látková koncentrácia oboch iónov rovnaká, 10−7, čo zodpovedá pH 7. Kyslosť vzniká prebytkomkatiónov H3O+. Zvýšením ich koncentrácie na stonásobok, čiže koncentráciu 10−5, zodpovedá pH 5. Zásaditosť je prebytok hydroxylových iónov na úkor oxóniových. Ak je v roztoku napríklad 1000× viac OH− ako vo vode, klesnekoncentráciaiónov H3O+ na10−10, čo zodpovedá pH 10.
Kyslosť nevodných roztokov (napríklad roztokov kyselín alebohydroxidov valkoholoch,ketónoch alebo aj v nepolárnych rozpúšťadlách) popisuje hodnotaHammetovej funkcie. Hodnota Hammetovej funkcie pre určité prostredie sa prakticky zisťuje na základe pomerov kyslej a zásaditej formy určitéhoacidobázického indikátora v mernom roztoku.
Niektoré organické látky menia usporiadaniedvojitých väzieb v molekule v závislosti od pH prostredia, čo sa prejavuje zmenou zafarbenia roztoku – napríklad čaj mení farbu pridaním kyslej citrónovej šťavy. Takéto látky sa označujú ako acidobázické indikátory. Kyslosť možno merať pridaním indikátora do roztoku a porovnaním farby s kalibrovanou farebnou škálou. Používajú sa hlavne tieto látky:
lakmus prechádza z kyslej červenej formy na zásaditú modrú.
fenolftaleín prechádza z kyslej bezfarebnej formy na zásaditú fialovú oblasť pH8,0-9,8.
metylová oranž (metyloranž) prechádza z kyslej oranžovej formy na zásaditú žltú v oblasti pH3,1-4,5.
metylová červeň prechádza z kyslej červenej formy na zásaditú žltú v oblasti pH4,4-6,3.
brómtymolová modrá prechádza z kyslej žltej formy na zásaditú modrú v oblasti pH6,0-7,6.
tymolová modrá prechádza z kyslej červenej formy na zásaditú žltú v oblasti pH1,2-2,8.
metylová žltá prechádza z kyslej červenej formy na zásaditú žltú v oblasti pH2,9-4,0.
tymolftalein prechádza z kyslej bezfarebnej formy na zásaditú modrú v oblasti pH9,3-10,5.
kongočerveň prechádza z kyslej modrej formy, cez neutrálnu červenú na zásaditú oranžovú.
Farebné prechody indikátorov sa v praxi najčastejšie využívajú priacidobázickej titrácii, ktorá slúži na určenie obsahukyseliny alebozásady v analyzovanej vzorke. Definovaný objem meranej vzorky s pridaním vhodného indikátora je pritom neutralizovaný roztokom kyseliny alebo zásady (typicky hydroxidu). Dosiahnutie bodu, keď je koncentrácia kyseliny a hydroxidu v rovnováhe (neutrálny roztok), takzvanéhoekvivalenčného bodu, je určené zmenou farby príslušného indikátora. Z množstva a koncentrácie roztoku potrebného pre získanie neutrálneho roztoku sa jednoducho vypočíta obsah kyseliny alebo zásady v analyzovanom roztoku.
Pre hrubú orientáciu o kyslosti meraného roztoku sa na meranie pH používa lakmusový papierik, čo je prúžok papierika napustenéholakmusom. Presnejší údaj o kyslosti meraného roztoku poskytujeuniverzálny indikátorový papierik, ktorého zafarbenie sa mení s pH meraného roztoku od červenej až po tmavo modrú (farebnú škálu vystihuje vedľajšia tabuľka hodnôt pH bežne sa vyskytujúcich roztokov).
Pre presné merania pH hodnôt vodnýchroztokov sa používa prakticky výlučne potenciometria s využitímsklenenejelektródy ako merného člena. Podstatou uvedenej metódy je presné meranieelektrického potenciálu medzimernou (sklenenou) areferenčnou elektródou. Ako referenčná elektróda sa dá využiť prakticky každáelektróda II. typu, teda elektróda, ktorej potenciál zostáva konštantný pri zmene prostredia, do ktorého je ponorená. Najčastejšie sa uplatňujekalomelová aleboargentochloridová porovnávacia elektróda.
Kyslosť merného roztoku určuje elektrický potenciál mernej sklenenej elektródy. Základnú časť sklenenej eletródy tvorí tenká stena miniatúrnej banky zo špeciálneho skla. Vnútorný objem banky je naplnenýpufrom, teda roztokom s konštantným pH.
Elektrický potenciál medzi mernou a referenčnou elektródou sa meria citlivýmpotenciometrom, ktorý musí vykazovať vysoký vstupnýodpor (minimálna požiadavka je 1014Ω, kvalitné prístroje majú parametre o rád lepšie). Komerčne dodávané prístroje súčasne tvoria merania napätia medzi elektródami priamo na hodnotu pH, ktorú zobrazuje digitálne na displeji.
V súčasnej dobe sa potenciometrické meranie pH považuje za veľmi kvalitnú a komerčne zvládnutú inštrumentálnu techniku. Na trhu je celý rad prístrojov špičkovej kvality umožňujúcich meranie pH s rozlíšením na 0,01 až 0,001 jednotky pH. Súčasne sú k dispozícii cenovo dostupné prístroje pre meranie v teréne (úpravy a čističky odpadových vôd, sledovanie kyslosti zásobných roztokov v priemysle a iné), ktoré síce nedosahujú špičkovú presnosť merania, ale umožňujú rýchle a ľahké získanie terénnych dát.
Meranie pH sklenenou elektródou sa v súčasnej dobe neobmedzuje len na meranie kyslosti roztokov, ale je možné zakúpiť špeciálne elektródy na sledovanie kyslosti povrchov (napríklad navlhčený papier, zemina a podobne, vpichové elektródy pre meranie pH mäsa a iných potravín a iných). V medicíne slúžia miniatúrne pH elektródy na sledovanie pHkrvi pacientov.
