Nr. 6/2003


Kerge küsida
Mida tähendab pH?

Meedias, pesemis- ja puhastusvahendite, shampoonide, toiduainete, suuloputusvahendite, väetislahuste ja muude seesuguste olmekaupade etiketil või pudelisildil kohtab sageli tähist pH (loetakse: pee-haa).

Kõikide tuntud hapete, näiteks väävel-, sool-, lämmastik- või fosforhappe valemeisse ja kõikide nende koostisse kuulub keemiline element vesinik, mille sümbol on H. Valemites tähistab H tegelikult vesinikiooni H+, mis põhjustab haput maitset ja teisi hapetele iseloomulikke omadusi. Maitsta võib muidugi ainult väga lahjendatud happe lahust, sest happed on sööbivad ja paljud neist ka mürgised.

Hüdroksiidid ning leelised, millest tähtsamad on naatrium- ja kaaliumhüdroksiid (NaOH, KOH), on ajalooliselt tuntud seebikivi nime all, sest neist ja rasvast keedetakse seepi; ehitussegudes ja krohvimisel kasutatakse kaltsiumhüdroksiidi. Hüdroksiididel on aluselised omadused ja seda põhjustavad nende lahustes hüdroksiidioonid [OH-]. Vesinik- ja hüdroksiidioonid esinevad ka puhtas vees, sest osa vee molekulidest on alati lagunenud ioonideks.

Vesinikioonid (H+) põhjustavad lahuse happelisi ja hüdroksiidioonid (OH-) aluselisi omadusi. Järelikult peavad puhtal veel olema võrdselt ja üheaegselt nii happelised kui ka aluselised omadused, teisisõnu – vesi on neutraalne; vesi pole ei hape ega alus (hüdroksiid). Ligikaudu 300 miljonist vee molekulist laguneb ioonideks ainult üks molekul. Seega on vesinikioone ja hüdroksiidioone vees väga vähe, kuid ühepalju. Keemiaalastes arvutustes kasutatakse ainehulka, mille ühik on mool. Ühes moolis aines on 6,02•1023 molekuli või iooni. See on kujutlematult suur arv. 18 grammis vees on niisiis 6,02•1023 vee molekuli. Lahustes on alati üheaegselt nii vesinik- kui hüdroksiidioonid. Happelises keskkonnas on H+ ioone rohkem kui OH- ioone. Aluselises keskkonnas on OH- ioone rohkem kui H+ ioone. Ent alati on lahuses mõlemat liiki ioone, ainult ühte liiki võib olla rohkem kui teist. See ioonide liik, mida leidub rohkem, määrab lahuse keskkonna iseloomu.

Kokkuleppeliselt hinnatakse lahuste happelisust vesinikioonide kontsentratsiooniga (moolides ühe liitri vee kohta: [H+]mol/l ). Ühes liitris puhtas vees on toatemperatuuril 0,0000001 mooli vesinikiooni. Niisuguste arvudega opereerimine on ebamugav. Seepärast soovitas Taani keemik S¸ren Peter Lauriz S¸rensen 1909. aastal võtta lahuste happeliste omaduste iseloomustamiseks kasutusele vesinikeksponendi pH (see on vesinikioonide kontsentratsiooni negatiivne logaritm). Seega on puhta vee ning neutraalse keskkonna pH: -log 1•10-7 = 7. Meelespidamiseks: pH < 7 iseloomustab happelist keskkonda; pH 7 iseloomustab neutraalset keskkonda; pH > 7 iseloomustab aluselist keskkonda. pH väärtuste piirkond on peamiselt 0 kuni 14, täpsemalt –1–15. Et tegemist on kümnendlogaritmiga, siis skaala üks ühik näitab 10-kordset happelisuse erinevust. pH arvväärtusi erinevates keskkondades iseloomustab skeem:

Mõned näited argielust. Puhta vee pH on 7 vaid siis, kui vesi pole kontaktis õhuga. Vesi lahustab õhust süsihappegaasi, seejuures moodustub süsihape, mille arvel vee keskkond muutub happelisemaks ja omandab pH alla 7, puhtal vihmaveel 5,6–6. Kraanivesi on aga nõrgalt aluseline, pH 7,5–8, happelise soovee pH on kuni 4.

Biovedelikes on pH oluline ja selle muutumine osutab haigustele. Inimvere pH on näiteks 7,4, selle muutumine 0,4 ühiku võrra võib aga esile kutsuda juba organismi hukkumise. Värske piima pH on 6,5, hapupiimal 5. Leetmuldade pH on 4,5–6, mustmuldadel 6,5–7,2, karbonaatsetel hallmuldadel 7,5. Iga põllukultuuri kasvuks on vajalik teatud pH, mis on saagikuse seisukohalt oluline. Äädikhape ja sidrunimahla pH on 2,5, soolhappel 1, söögisooda lahusel 9, pesusoodal kuni 12, naatriumhüdroksiidil kuni 14.

pH määramiseks kasutatakse pH-meetreid, lihtsamatel juhtudel indikaatoreid; lakmuse värvuse (punane-sinine) muutus esineb piirkonnas 5–8.



Hergi Karik