Εξουδετέρωση 🧪
3.1 Το πείραμα της τρίχρωμης σημαίας
Για να διαπιστώσουμε αν ένα διάλυμα είναι όξινο, βασικό ή ουδέτερο, χρησιμοποιούμε έναν χημικό δείκτη — το μπλε της βρωμοθυμόλης.
Αν πάρουμε τρεις δοκιμαστικούς σωλήνες και βάλουμε σε καθέναν μικρή ποσότητα από διαφορετικό υγρό (ένα διάλυμα οξέος, ένα διάλυμα βάσης και απιονισμένο νερό) και ρίξουμε σε κάθε σωλήνα δύο σταγόνες από τον δείκτη, τα τρία υγρά αποκτούν διαφορετικό χρώμα το καθένα.
Το μπλε της βρωμοθυμόλης είναι ένας δείκτης ο οποίος:
| Είδος διαλύματος | Χρώμα που αποκτά |
|---|---|
| Όξινο διάλυμα | Κίτρινο |
| Ουδέτερο διάλυμα | Πράσινο |
| Βασικό διάλυμα | Μπλε |
Το ίδιο ακριβώς υγρό αλλάζει χρώμα ανάλογα με το αν προστεθεί σε όξινο, ουδέτερο ή βασικό περιβάλλον — γι' αυτό ο δείκτης μπορεί να «ζωγραφίσει» και τα τρία χρώματα μέσα στο ίδιο πείραμα, σαν μια μικρή τρίχρωμη σημαία.
3.2 Παρασκευή ουδέτερου διαλύματος
Σε μια κωνική φιάλη ρίχνουμε 50 mL αραιού διαλύματος υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) και μερικές σταγόνες από τον δείκτη μπλε της βρωμοθυμόλης. Το διάλυμα, καθώς είναι βασικό, αποκτά μπλε χρώμα.
Στη συνέχεια προσθέτουμε στη φιάλη, σταγόνα-σταγόνα, αραιό διάλυμα υδροχλωρίου (HCl), ενώ συγχρόνως ανακινούμε τη φιάλη. Παρατηρούμε ότι, μετά την προσθήκη ορισμένου όγκου διαλύματος υδροχλωρίου, το τελικό διάλυμα χρωματίζεται πράσινο, δηλαδή γίνεται ουδέτερο.
Κατά την ανάμειξη διαλύματος NaOH με διάλυμα HCl, τα ιόντα και τα ιόντα εξουδετερώνονται.
Τι συνέβη λοιπόν; Πού πήγαν τα ιόντα που έδιναν τις βασικές ιδιότητες στο πρώτο διάλυμα και τις όξινες ιδιότητες στο δεύτερο; Όταν αναμειγνύουμε ένα διάλυμα οξέος με ένα διάλυμα βάσης, τα ιόντα και τα ιόντα συνδέονται μεταξύ τους σχηματίζοντας μόρια νερού:
Η αντίδραση αυτή ονομάζεται εξουδετέρωση, ακριβώς διότι «εξουδετερώνονται», «εξαφανίζονται», τόσο οι ιδιότητες του οξέος όσο και αυτές της βάσης.
3.3 Πότε το τελικό διάλυμα είναι όξινο, βασικό ή ουδέτερο
Οι ιδιότητες των οξέων και των βάσεων βρίσκονται σε στενή σχέση με τη δομή τους. Όταν ένα οξύ και μια βάση βρεθούν στο ίδιο υδατικό διάλυμα, η αλληλεπίδρασή τους μπορεί να οδηγήσει σε μεγάλη μεταβολή: στο να «εξουδετερωθεί» τόσο ο όξινος όσο και ο βασικός χαρακτήρας.
Προκύπτει όμως το ερώτημα: όταν αναμειγνύουμε ένα διάλυμα οξέος με ένα διάλυμα βάσης, προκύπτει πάντοτε ουδέτερο διάλυμα;
Αν αναμείξουμε τυχαίες ποσότητες ενός διαλύματος οξέος και ενός διαλύματος βάσης, το τελικό διάλυμα μπορεί να είναι όξινο, βασικό ή ουδέτερο — δεν είναι πάντα ουδέτερο. Αυτό είναι το σημείο που ξεγελά συχνά τους μαθητές: η λέξη «εξουδετέρωση» δεν σημαίνει ότι το αποτέλεσμα είναι πάντα «ουδέτερο διάλυμα».
Το αποτέλεσμα εξαρτάται από το ποια ιόντα περισσεύουν μετά την αντίδραση:
- Το διάλυμα θα είναι όξινο, αν μετά την αντίδραση της εξουδετέρωσης περισσέψουν κατιόντα υδρογόνου από το οξύ.
- Το διάλυμα θα είναι βασικό, αν μετά την αντίδραση της εξουδετέρωσης περισσέψουν ανιόντα υδροξειδίου από τη βάση.
- Το διάλυμα θα είναι ουδέτερο, μόνο αν τα ιόντα και εξουδετερωθούν πλήρως, χωρίς να περισσέψει κανένα από τα δύο.
3.4 Είναι θέμα... Χημείας
Αντιόξινα
Στο γαστρικό υγρό περιέχεται υδροχλώριο, HCl, το οποίο εκκρίνεται με σκοπό τη διευκόλυνση της πέψης. Σε ορισμένες περιπτώσεις υπάρχει μεγάλη έκκριση γαστρικού υγρού, με αποτέλεσμα να αισθανόμαστε «καούρες». Για να αντιμετωπίσουμε αυτό το δυσάρεστο αίσθημα, πρέπει να εξουδετερώσουμε ένα μέρος του υδροχλωρίου. Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιούμε ειδικά φαρμακευτικά δισκία, τα οποία περιέχουν ως δραστικές ουσίες βάσεις, όπως το υδροξείδιο του αργιλίου, , και το υδροξείδιο του μαγνησίου, .
Τσιμπήματα εντόμων
Οι μέλισσες και οι σφήκες, για να προστατευτούν από τους εχθρούς τους, φέρουν στο κάτω μέρος της κοιλιάς τους το κεντρί, έναν σωλήνα που επικοινωνεί με ειδικούς αδένες. Το δηλητήριο που εκκρίνουν οι αδένες της μέλισσας περιέχει οξύ, ενώ της σφήκας περιέχει βάση. Τα τσιμπήματά τους μάς προκαλούν πόνο.
Για να τον «εξουδετερώσουμε», στην περίπτωση που μας τσιμπήσει μέλισσα χρησιμοποιούμε αμμωνία, δηλαδή ένα διάλυμα βάσης, ενώ στην περίπτωση που μας τσιμπήσει σφήκα χρησιμοποιούμε ξίδι, δηλαδή ένα διάλυμα οξέος.
Το pH του εδάφους
Το pH είναι μια πολύ σημαντική ιδιότητα του εδάφους, διότι επηρεάζει τη γονιμότητά του και καθορίζει το είδος των φυτών που μπορούμε να καλλιεργήσουμε. Τα εδάφη που περιέχουν ορυκτά του αργιλίου ή του πυριτίου είναι όξινα, ενώ τα εδάφη που περιέχουν ορυκτά του ασβεστίου είναι βασικά.
Τα άνθη ορισμένων φυτών, όπως της ορτανσίας, αλλάζουν χρώμα ανάλογα με το pH του εδάφους στο οποίο φυτεύονται. Σε όξινα εδάφη τα άνθη της ορτανσίας είναι κόκκινα, ενώ σε βασικά εδάφη είναι μπλε — το ίδιο φυτό μπορεί να «δείξει» αν το χώμα είναι όξινο ή βασικό, σαν φυσικός δείκτης pH.
Σε εδάφη με pH μεταξύ του 5 και του 6,5 μπορούμε να καλλιεργήσουμε σιτάρι, αμπέλια και φράουλες. Σε βασικά εδάφη μπορούμε να καλλιεργήσουμε τεύτλα.
Για να μετρήσουμε το pH ενός εδάφους, παίρνουμε δείγμα από το έδαφος, το αναμειγνύουμε με ίσο όγκο νερού και το αναδεύουμε καλά. Στη συνέχεια διηθούμε το μείγμα και μετράμε το pH του διηθήματος με πεχαμετρικό χαρτί ή πεχάμετρο.
Στην περίπτωση που το έδαφος είναι πολύ όξινο και θέλουμε να ελαττώσουμε την οξύτητά του, το ανακατεύουμε με ασβέστη. Σπάνια χρειάζεται να μειώσουμε τη βασικότητα εδαφών, διότι αυτό το κάνει το νερό της βροχής, το οποίο κατά κανόνα είναι όξινο.