Esittely happoihin

Oletko koskaan miettinyt, miksi sitruuna maistuu niin happamalta? Tai miksi maito pilaantuu, jos siihen sekoittaa limemehua. Se johtuu siinä olevista hapoista. Hapot ja emäkset ovat yksi kemian tärkeistä aiheista, tutustutaanpa niihin tarkemmin.

Videoehdotukset

.

Mitä ovat hapot?

Hapot ovat molekyylejä tai muita lajeja, jotka voivat luovuttaa reaktioissa protonin tai ottaa vastaan elektroniparin. Sana ”happo” on johdettu latinan sanasta ”acidus”, joka tarkoittaa hapanta. Kaikilla happamilla alkuaineilla on muutama yhteinen piirre eli ne ovat happaman makuisia, ne muuttavat sinisen lakmuspaperin punaiseksi ja menettävät happamuutensa, jos ne yhdistetään emäksisten aineiden kanssa. Happojen pH-arvo vaihtelee välillä 0 – 6.

Yleisiä esimerkkejä hapoista ovat sitrushedelmät, kuten sitruunat, limetit, appelsiinit, greippi jne. Kaikki nämä hedelmät sisältävät sitruunahappoa. Siksi ne maistuvat happamilta tai hapokkailta. Sitruunahappo on heikko happo, mutta se tuottaa silti vetyioneja, kun se sekoitetaan veteen, ja siksi sitruunamehun pH on 2. Toinen esimerkki haposta on etikka. Etikka koostuu etikkahaposta. Oletko koskaan miettinyt, miksi ihosi punoittaa ja turpoaa muurahaisen tai hyttysen pureman jälkeen? Koska nämä hyönteiset ruiskuttavat muurahaishappoa, joka aiheuttaa tällaisia ihoreaktioita. Typpihappo, rikkihappo, suolahappo jne. ovat muita yleisiä happoja.

Happojen ominaisuudet

Happojen ominaisuudet ovat seuraavat;

• Hapot muuttavat sinisen lakmuksen värin punaiseksi
• Muuttavat metyylioranssin/keltaisen värin vaaleanpunaiseksi
• Hapot muuttavat fenoliftaleiinin syvän vaaleanpunaisesta värittömäksi
• Maku on hapan tai kirpeä
• Happojen pH-arvo vaihtelee välillä 0-6
• Hapot menettävät happamuutensa, kun ne yhdistetään emästen kanssa
• Hapot tuhoavat emästen kemiallisen ominaisuuden
• Reagoidessaan metallien kanssa ne tuottavat vetykaasua
• Hapot tuottavat hiilidioksidia reagoidessaan karbonaattien kanssa.
• Useimmat hapot ovat luonteeltaan syövyttäviä, mikä tarkoittaa, että niillä on taipumus syövyttää tai ruostuttaa metalleja.

Lue lisää emästen ominaisuuksista täältä.

Lataa Johdatus happoihin -sheetsheet PDF

Happojen luokittelu

Hapot luokitellaan usein lähteen, hapen läsnäolon, vahvuuden, konsentraation ja emäksisyyden perusteella.

Lähteeseen perustuva luokittelu

Tämä tarkoittaa sitä, että happo luokitellaan lähteensä tai alkuperänsä perusteella. Niitä on pääasiassa kahdenlaisia: Orgaaninen happo ja mineraalihappo.

• Orgaaninen happo: Tämä on happo, jota saadaan orgaanisista materiaaleista, kuten kasveista ja eläimistä. Esim. sitruunahappo (sitrushedelmät), etikkahappo (etikka), öljyhappo (oliiviöljy) jne.
• Mineraalihappo: Mineraalihappo saadaan mineraaleista. Niitä kutsutaan myös epäorgaanisiksi hapoiksi. Ne eivät sisällä hiiltä. Esim. H2SO4, HCl. HNO3 jne.

Luokittelu hapen läsnäolon perusteella

Tämä tarkoittaa, että hapot luokitellaan hapen läsnäolon perusteella. Näitä on kahdenlaisia: Happohapot ja vesihapot.

• Happohapot: Happoja, joiden koostumuksessa on happea, kutsutaan happihapoiksi. Esim. H2SO4, HNO3 jne.
• Hydracid: Esim. HCl, HI, HBr jne.

Hapon vahvuuteen perustuva luokittelu

Hapot tuottavat vetyioneja sekoittuessaan H2O:n kanssa, hapon vahvuus riippuu liuoksessa olevien vetyionien pitoisuudesta. Suurempi vetyionien määrä tarkoittaa hapon vahvuutta, kun taas pienempi vetyionien määrä tarkoittaa, että happo on heikko. Ne luokitellaan seuraavasti :

• Vahvat hapot: Happoa, joka voi dissosioitua kokonaan tai lähes kokonaan veteen, kutsutaan vahvaksi hapoksi. Esim. rikkihappo, typpihappo, suolahappo, jne

H+ + H2O <–> H3O+

HCl(aq) <–> H+(aq) + SO4-(aq)

H2SO4(aq) <-> 2H+(aq) + SO4-(aq)

• Heikot hapot: Happoa, joka ei dissosioidu kokonaan tai dissosioituu vähäisessä määrin veteen, kutsutaan heikoksi hapoksi. Esim. ne, joita tavallisesti kulutamme päivittäin ts. sitruunahappo, etikkahappo jne

CH3COOH9(aq) <–> CH3COO-(aq) + H+(aq)

HCOOH(aq) <-> HCOO-(aq) + H+(aq)

Luokittelu perustuu pitoisuuteen

Kuten olemme edellä tutkineet, hapon konsentraatio riippuu sen vetyionien määrästä, joita se tuottaa veteen. Tämän perusteella happo luokitellaan :

• konsentroiduksi hapoksi: Kun vesiliuoksessa on suhteellisen suuri prosenttiosuus siihen liuennutta happoa, kyseessä on väkevä happo. Esim. väkevä suolahappo, väkevä rikkihappo, väkevä typpihappo jne,
• Laimennettu happo: Kun vesiliuoksessa on suhteellisen pieni prosenttiosuus siihen liuennutta happoa, se on laimea happo. Esim. laimea suolahappo, laimea rikkihappo, laimea typpihappo jne.

Hapon emäksisyyteen perustuva luokittelu

Happo dissosioidessaan veteen tuottaa vetyionin. Se, kuinka monta näistä vetyionista voi korvautua hapossa, on hapon emäksisyys.

• Yksimaasinen happo: Monoemäksinen happo on happo, jossa on vain yksi vetyioni. Siksi nämä hapot yhdistyvät emäksen yhden hydroksyyliryhmän kanssa muodostaen suolan ja vettä. Esim. HCl, HCOOH, HBr jne.

• Dibasinen happo: Dibasic happo on se, joka jakaa kaksi hydroksyyliryhmää se tunnetaan dibasic happo. Dibasic happo dissosioituu 2 vaiheessa. Niistä voi muodostua 2 erilaista suolaa eli tavallinen suola ja vetysuola

H2SO4(aq) <-> H+(aq) + HSO-4(aq)

2NaOH(aq) + H2SO4(aq) <–> Na2SO4(aq) + 2H2O(l)

• Dibaasinen happo: Tribasiinihapot ovat happoja, jotka voivat yhdistyä kolmen hydroksyyliryhmän kanssa. Niillä on kolme korvattavaa vetyionia, ja ne tuottavat kolmenlaisia suoloja. Esim. H3PO4

NaOH(aq) + H3PO4(aq) <-> NaH2PO4(aq) + H2O(l)

2NaOH(aq) + H3PO4(aq) <-> Na2HPO4(aq) + 2H2O(l)

Lisätietoa neutralisaation käsitteestä täältä. Oikea vastaus on vaihtoehto ”c”. Happo antaa vesiliuoksessa H+ -ionin, joka yhdistyy veden kanssa muodostaen hydroniumioneja (H3O+). Näin ollen hapolle on ominaista hydroniumionien läsnäolo.