Jag minns att jag lärde mig om syror och baser (eller syror och alkalier) ganska tidigt i skolan. Syror var skarpa vinägeraktiga ämnen som citronsaft, medan alkalier var tvålämnen som kalkvatten eller kaustiksoda. Vi lärde oss också om pH-skalan som mäter ett ämnes surhet eller alkalinitet. pH-skalan går från 1-14, där pH 7 är helt neutralt, dvs. vatten. Allt som har ett mycket lågt pH är surt, medan ämnen med ett högt pH är alkaliska.

Det var inte förrän senare som jag tog reda på vad pH-skalan egentligen betydde, och när jag gjorde det blåste det mig fullständigt omkull. Jag hade alltid antagit att den antingen stod för två ord eller var uppkallad efter någon. Ibland undrade jag varför den skrevs så där (litet p, stort H), men aldrig tillräckligt för att på allvar fråga om det.

För det första är H inte ett H. Anledningen till att det skrivs med stor bokstav är att det är symbolen för väte.

Pet är inte heller ett p, det är en bokstav som används som förkortning för en matematisk operation. För att vara specifik, operationen ”-log10”. Det som jag hade antagit var bokstäverna pH var i själva verket en vetenskaplig formel, -log10 av koncentrationen av vätejoner:

pH = – log10

Med det i åtanke blev pH-skalan mycket vettigare som ett mått på surhet. Syror har några olika definitioner, men i stort sett är de ämnen som kan generera vätejoner när de befinner sig i en lösning. pH är ett sätt att visa hur många vätejoner de frigör utan att behöva räkna upp alla joner. pH har inte heller några enheter, vilket är mycket användbart för personer som jag som tycker att enheterna är förvirrande.

För att vara sura måste alltså ett ämne innehålla väte, i en form som kan frigöras i vatten. Ämnen som CH4 (metan) är inte sura eftersom alla fyra väteämnena är mycket hårt bundna till kolet och inte kan försvinna någonstans. CH4 har ett neutralt pH, omkring 7. Å andra sidan hålls ämnen som saltsyra, HCl, samman av polära jonbindningar och när de placeras i vatten kommer vätet att brytas loss för att bilda vätejoner, vilket gör vätskan sur. HCl har därför ett mycket lågt pH och är en mycket stark syra.

Svaga syror, med pH 5 eller 6 är något mer komplexa. Dessa bildas när en förening kan frigöra vätejoner, men endast mycket svagt. Exempel är ofta organiska föreningar, som visserligen har många väteväten i sin kemiska struktur, men där mycket få av dessa kan brytas loss i lösning. Ättiksyra (HC2H3O2) är en svag syra, eftersom det bara är vätet längst fram i ekvationen som kan dissociera, och det är inte enormt energimässigt gynnsamt för den att göra det.

PH-skalan, med en lista över ämnen vid varje pH. Syror högst upp, baser längst ner. Bilden är hämtad nedan.

Jag gillar att ”pH” har en faktisk kemisk och matematisk innebörd, snarare än att bara vara en slumpmässig uppsättning bokstäver. Även om matematiken kring surhet kan bli lite komplicerad ju längre in i kemin man kommer, är -log10 fortfarande den viktigaste definitionen av både surhet och alkalinitet.

Krediteringslänk för bild 2