دستگاه اندازه‌گیری غلظت اسید و باز آنلاین SJG-2083CS

در آب خالص، بخش کوچکی از مولکول‌ها، در فرآیندی به نام تفکیک، یک هیدروژن از ساختار H2O از دست می‌دهند. بنابراین، آب حاوی تعداد کمی یون هیدروژن، H+، و یون‌های هیدروکسیل باقیمانده، OH-، است.

بین تشکیل و تفکیک ثابت درصد کمی از مولکول‌های آب، تعادلی وجود دارد.

یون‌های هیدروژن (OH-) در آب با سایر مولکول‌های آب ترکیب می‌شوند و یون‌های هیدرونیوم، یون‌های H3O+، را تشکیل می‌دهند که معمولاً و به طور خلاصه یون‌های هیدروژن نامیده می‌شوند. از آنجایی که این یون‌های هیدروکسیل و هیدرونیوم در تعادل هستند، محلول نه اسیدی است و نه قلیایی.

اسید ماده‌ای است که یون‌های هیدروژن را به محلول می‌دهد، در حالی که باز یا قلیا ماده‌ای است که یون‌های هیدروژن را جذب می‌کند.

تمام موادی که حاوی هیدروژن هستند اسیدی نیستند زیرا هیدروژن باید در حالتی باشد که به راحتی آزاد شود، برخلاف اکثر ترکیبات آلی که هیدروژن را بسیار محکم به اتم‌های کربن متصل می‌کنند. بنابراین pH با نشان دادن تعداد یون‌های هیدروژن آزاد شده در محلول، به تعیین کمیت قدرت اسید کمک می‌کند.

اسید هیدروکلریک یک اسید قوی است زیرا پیوند یونی بین یون‌های هیدروژن و کلرید، قطبی است که به راحتی در آب حل می‌شود و یون‌های هیدروژن زیادی تولید می‌کند و محلول را به شدت اسیدی می‌کند. به همین دلیل است که pH بسیار پایینی دارد. این نوع تفکیک در آب از نظر افزایش انرژی نیز بسیار مطلوب است، به همین دلیل است که به راحتی اتفاق می‌افتد.

اسیدهای ضعیف ترکیباتی هستند که هیدروژن می‌دهند اما نه خیلی سریع، مانند برخی از اسیدهای آلی. به عنوان مثال، اسید استیک که در سرکه یافت می‌شود، حاوی مقدار زیادی هیدروژن است اما در یک گروه کربوکسیلیک اسید قرار دارد که آن را در پیوندهای کووالانسی یا غیرقطبی نگه می‌دارد.

در نتیجه، تنها یکی از هیدروژن‌ها قادر به ترک مولکول است و حتی در این صورت، با اهدای آن، پایداری زیادی حاصل نمی‌شود.

یک باز یا قلیا یون‌های هیدروژن را می‌پذیرد و هنگامی که به آب اضافه می‌شود، یون‌های هیدروژن تشکیل شده در اثر تفکیک آب را جذب می‌کند، به طوری که تعادل به نفع غلظت یون هیدروکسیل تغییر می‌کند و محلول را قلیایی یا بازی می‌سازد.

یک نمونه از بازهای رایج، هیدروکسید سدیم یا آب قلیایی است که در ساخت صابون استفاده می‌شود. وقتی یک اسید و یک قلیا با غلظت‌های مولی دقیقاً برابر وجود داشته باشند، یون‌های هیدروژن و هیدروکسیل به راحتی با یکدیگر واکنش می‌دهند و در واکنشی به نام خنثی‌سازی، نمک و آب تولید می‌کنند.