Vad betyder pH, och vad skiljer syror från baser?

pH är ett mått på hur sur eller basisk en lösning är, och det anger koncentrationen av vätejoner. En syra är ett ämne som avger vätejoner när det löses i vatten. En bas är ett ämne som tar upp vätejoner, och många baser bildar hydroxidjoner i vatten. Rent vatten har pH 7 och är neutralt. Lägre värden är sura och högre värden basiska.

Hur pH-skalan fungerar

pH-skalan går oftast från 0 till 14. Ju fler vätejoner en lösning innehåller, desto lägre är pH. Skalan är logaritmisk, vilket innebär att varje steg motsvarar en tiofaldig skillnad i vätejonkoncentration. En lösning med pH 4 har alltså tio gånger fler vätejoner än en lösning med pH 5, och hundra gånger fler än en lösning med pH 6.

pH	Benämning	Exempel
Omkring 2	Starkt surt	Citronsaft
Omkring 5,6	Svagt surt	Regnvatten utan föroreningar
7	Neutralt	Rent vatten
Över 7	Basiskt	Tvålvatten, ammoniaklösning

pH mäts med en indikator, ett ämne som byter färg beroende på pH, eller med en pH-meter som ger ett mer exakt värde.

Starka och svaga syror

En stark syra avger nästan alla sina vätejoner när den löses i vatten. Saltsyra är ett exempel. En svag syra avger bara en liten del av dem, till exempel ättiksyra och citronsyra.

När en syra och en bas blandas sker neutralisation. Vätejonerna från syran reagerar med hydroxidjonerna från basen och bildar vatten, och kvar blir ett salt:

HCl + NaOH → H₂O + NaCl

Ett exempel: försurning

Regnvatten är naturligt svagt surt, eftersom koldioxid i luften bildar kolsyra. Förbränning av kol och olja ger utsläpp av svaveldioxid, som i atmosfären omvandlas till svavelsyra. Även kväveoxider från förbränning kan bidra. Nederbörden får då lägre pH, och sjöar och mark kan försuras.

Kalk är en bas som tar upp vätejoner och verkar som buffert, så att pH ändras mindre. I områden med lite kalk i marken försuras vattnet lättare, och där kan sjöar kalkas för att höja pH. Svavelutsläppen i Sverige har minskat kraftigt sedan 1980, men nederbörden har fortfarande lägre pH än den skulle ha utan försurning.

Havet tar på samma sätt upp koldioxid från luften. När koldioxiden löses i havsvattnet ökar mängden vätejoner och pH sjunker. Det kallas havsförsurning och kan försvåra för organismer som bygger skal och skelett av kalk.

Vanliga missförstånd

Att stark betyder koncentrerad. Stark och svag anger hur stor andel av syrans vätejoner som avges, inte hur mycket syra lösningen innehåller. En utspädd lösning av en stark syra kan vara mindre frätande än en koncentrerad lösning av en svag syra.

Att pH 5 är lite surare än pH 6. Skalan är logaritmisk, så pH 5 innebär tio gånger fler vätejoner än pH 6. Även små förändringar i pH kan därför ha stor betydelse för levande organismer.

Att baser är ofarliga. Starka baser, till exempel natriumhydroxid i avloppsrengöring, är också frätande och kan skada hud och ögon.

Var det ingår i kursen

pH, syror och baser ingår i det centrala innehållet om materiens uppbyggnad och om organiska och oorganiska ämnen i naturen och industrin. Begreppen används ofta i frågor om hållbar utveckling, till exempel försurning av sjöar och hav.

På E-nivå räcker det att beskriva skillnaden mellan syra och bas och avläsa pH. På C-nivå förklaras neutralisation och hur försurning uppstår, med exempel. På A-nivå värderas orsaker och följder av försurning, och åtgärder motiveras med hänsyn till osäkerheter.

Beräkningar av pH med logaritmer krävs inte. Kunskapskravet gäller att kunna tolka pH-skalan.

Vidare läsning

Syror, baser, pH och försurning behandlas i delkapitel 2.6 i Kompendias läromedel för Naturkunskap nivå 2. Kolets kretslopp och havets upptag av koldioxid behandlas i delkapitel 3.2.