Máte ve svých ústech to správné pH? Nemyjete se příliš zásaditým mýdlem? Pokud vám tyto otázky připomínají některé reklamní spoty, nemýlíte se. Především v reklamách na žvýkačky či mýdla se velice často operuje s pojmy „kyselý“ a „zásaditý“, přičemž se obvykle objeví i informace o správné hodnotě „pH“. Co si pod touto dvojicí písmen představit? Většině chemiků se vybaví celá škála barev. A pokud si zkusíte následující experiment, budete nejspíš „postiženi“ úplně stejně.
Rozlišovat mezi kyselým a zásaditým se lidé naučili již dávno. Látky jako kyselina sírová nebo louh (hydroxid) vápenatý či sodný byly známy již ve středověku. Kyseliny i zásady nás obklopují i dnes, čistič odpadů skrývá zásaditý hydroxid sodný, automobilová baterie kyselinu sírovou a odstraňovač rzi a vodního kamene zase kyselinu fosforečnou. Ale až chemici si uvědomili, že kyseliny a zásady stojí na opačné straně pomyslné chemické barikády, mezi kterou leží zóna neutrality.
Chemici také zjistili, že zabarvení některých sloučenin se mění v závislosti na povaze roztoku. V kyselém prostředí se zabarvují například do červena, v zásaditých látkách do modra. Jelikož poukazovaly na míru kyselosti či zásaditosti, začaly se označovat jako indikátory. Pak už stačilo otestovat daný indikátor v různě silných kyselinách a zásadách a sestavit barevnou stupnici, která vyjádří závislost barvy indikátoru na povaze testovaného vzorku.
Aby se dala kyselost a zásaditost vyjádřit exaktně, zavedlo se pH. Může mít hodnotu od 0 do 14 a platí, že látky s pH menším než 7 jsou označovány jako kyselé, zatímco látky s pH větším než 7 jsou zásadité. Čím menší je pH, tím je látka kyselejší a naopak. Pokud má látka pH 7, je neutrální a nemá ani kyselou, ani zásaditou povahu.
Začněte pohledem do ledničky Chtěli byste si funkci indikátorů sami vyzkoušet? Pokud ano, podívejte se do lednice. Jestliže v ní naleznete červené zelí, máte vyhráno, v opačném případě vás nemine cesta do obchodu. Právě červené zelí totiž obsahuje barevnou látku, která má vlastnosti indikátoru. Nalijte do hrnce asi půl litru vody, nakrájejte do ní několik zelných listů a obsah hrnce krátce povařte. Výsledkem bude odvar fialové barvy, ve kterém je rozpuštěný indikátor.
Část odvaru smíchejte v odměrce s čistou vodou tak, abyste si připravili přibližně litr roztoku světle modré barvy. Následně vedle sebe postavte pět sklenic a do každé z nich nalijte stejné množství modré tekutiny. Teď už nezbývá nic jiného než otestovat pH některých látek v praxi.
Do sklenice úplně nalevo přidejte jeden mililitr prostředku na rez a vodní kámen. Tyto čističe jsou silně kyselé, obvykle totiž obsahují kyselinu fosforečnou. Zda tomu tak skutečně je, zjistíte nejen z obalu výrobku, kde je uvedeno složení, ale také při pohledu na sklenici.
Pokud byl prostředek kyselý, zbarví se její obsah sytě červeně. Do druhé sklenice zleva přidejte jeden mililitr šťávy z citronu. Tekutina opět zčervená, ale odstín již nebude tak výrazný.
Prostřední sklenici ponechte bez příměsí, bude představovat zónu neutrality mezi kyselým a zásaditým prostředím. Ve čtvrté sklenici rozpusťte lžičku jedlé sody (hydrogenuhličitanu sodného). Namodralý obsah se obarví modrozeleně. Do poslední sklenice vhoďte pomocí lžičky jen pár kuliček hydroxidu sodného. Obsahují jej třeba pevné čističe odpadu (opět se přesvědčte na obalu výrobku, že skutečně obsahuje hydroxid sodný). Hydroxidy jsou žíraviny, proto dbejte na to, aby se kuličky nerozsypaly, a nedotýkejte se jich holýma rukama. Jakmile se hydroxid rozpustí, získá kapalina výrazný zelený odstín.
Co znamená zkratka pH?
Poté přidejte do sklenice s citronovou šťávou menší množství jedlé sody. Obsah zašumí, protože proběhne chemická reakce, při které se uvolní bublinky oxidu uhličitého. Zároveň se však neutralizuje kyselina citronová z citronu zásaditou jedlou sodou. Vznikne neutrální prostředí a obsah sklenice bude mít opět barvu domodra – proběhla tzv. neutralizace kyseliny zásadou.
Barevná škála, kterou máte před sebou ve sklenicích, odpovídá stupnici pH. Červená barva symbolizuje kyselost, zatímco zelená zásaditost. Čím je odstín sytější, tím je látka víc kyselá nebo zásaditá. Čistá voda bez příměsí je neutrálním prostředím, kterému odpovídá modrá barva prostřední sklenice.
Podobnou barevnou stupnici naleznete např. na tzv. indikátorových papírcích, které se používají i v laboratoři. Nejsou však napuštěny odvarem ze zelí, ale lakmusem, což je látka s vlastnostmi indikátoru obsažená v některých lišejnících. Jako indikátor můžete použít také odvar z květu sakur, kosatců, červené řepy nebo i slupek z ředkviček.
A co vlastně znamená zkratka pH? Pochází z anglického „potential of hydrogen“ čili potenciál vodíku a odkazuje na to, že kyselost souvisí s obsahem vodíkových kationtů v roztoku. To už ale rozhodně není taková zábava jako barevné proměny zelí!
Obrázek
Pomůcky a chemikálie
hrnec
lžička
nůž
voda
pět sklenic
červené zelí
citron
jedlá soda
čistič odpadů
odstraňovač rzi
a vodního kamene
Kouzlení s barvami Existují chemické sloučeniny, které se vybarvují podle toho, zda jsou v kyselém nebo zásaditém prostředí. Jak je to možné? Odpověď najdete během následujícího pokusu.
O autorovi| JAN PÍŠALA, Autor je chemik a pracuje ve Hvězdárně a planetáriu Mikuláše Koperníka v Brně
