我们都学过酸可以使蓝色石蕊试纸变红,碱可以使红色石蕊试纸变蓝。那酸和碱究竟是什么?
◎水的分解
水是稳定的化合物,很少会发生分解,但如果量非常少的情况下会进行分解。分解出数量相同的氢离子H+和氢氧根离子OH-。
H2O = H+ + OH-
像这样可以解离出相同数量的H+离子和OH-离子的物质叫作两性物质,同时存在数量相同的H+离子和OH-离子的状态叫作中性。
◎酸和碱
物质中也有像盐酸(HCl)这样,只解离出H+离子的物质,和像氢氧化钠(NaOH)这样只解离出OH-离子的物质。只解离出H+离子的物质叫作酸,只解离出OH-离子的物质叫作碱。因此,酸和碱指的是物质的种类。
酸有硝酸、硫酸、醋中含有的醋酸、碳酸饮料中含有的碳酸等。碱有氢氧化钙(消石灰)、碳酸钠、碳酸氢钠(小苏打)等。[1]
◎酸性和碱性
把酸溶于水后,酸解离出H+离子,这样溶液中的H+离子数量比OH-离子数量多,这种状态叫作酸性。相对地,把碱溶于水后,碱解离出OH-离子,这样溶液中的OH-离子数量比H+离子数量多,这种状态叫作碱性。
也就是说,H+离子多的状态是酸性,OH-离子多的状态是碱性。因此酸性和碱性是用来描述溶液的性质的词语。
◎pH(氢离子浓度指数)
我们可以用pH这个指标来表述溶液是酸性的还是碱性的。把中性的pH值定义为7,pH比7小的状态定义为酸性,pH比7大的状态定义为碱性。
当然pH的数字越小,酸性越强,pH的数字每小一个,H+离子的浓度就高10倍。碱性也是同样,数字越大碱性越强。
根据水溶液pH的不同而显示不同颜色的物质可以用来测试溶液的pH值。这种物质叫作pH指示剂。
图5-8 身边的水溶液的pH
生活中常见的彩色胶棒可以作为pH指示剂用。彩色胶棒中含有遇碱变蓝、遇酸变透明的指示剂。这个胶棒装在容器中时是弱碱性呈蓝色,涂在纸上后受空气中二氧化碳的影响,碱性变更弱,颜色消失。
图5-9
[1]也有不称作碱,而称作碱基的说法。严格意义上来说,两者是不同的概念,但可以简单认为碱基包含碱。