Opredelitev in enačba pH v kemiji

Vrednosti pH pod 7 so kisle, vrednosti nad 7 pa alkalne

ThoughtCo / Grace Kim

pH je merilo za vodik ion koncentracija , merilo za kislost ozalkalnostod a rešitev . Lestvica pH se običajno giblje od 0 do 14. Vodne raztopine pri 25°C s pH manj kot 7 are kislo , tiste s pH večjim od 7 pa bazične ozalkalno. Raven pH 7,0 pri 25 °C je opredeljen kot 'nevtralen', ker koncentracija od H₃O⁺je enaka koncentraciji OH⁻v čisti vodi. Lahko imajo zelo močne kisline negativen pH , medtem ko imajo lahko zelo močne baze pH višji od 14.

pH enačba

Enačba za izračun pH je leta 1909 predlagal danski biokemik Søren Peter Lauritz Sørensen:

pH = -log[H⁺]

kjer je log logaritem z osnovo 10 in [H⁺] pomeni koncentracijo vodikovih ionov v enotah molov na liter raztopine. Izraz 'pH' izhaja iz nemške besede 'potenz', ki pomeni 'moč', v kombinaciji s H, simbolom elementa za vodik, tako da je pH okrajšava za 'moč vodika'.

Primeri pH vrednosti običajnih kemikalij

Vsak dan delamo s številnimi kislinami (nizek pH) in bazami (visok pH). Primeri pH vrednosti laboratorijskih kemikalij in gospodinjskih izdelkov vključujejo:

0: klorovodikova kislina
2.0: limonin sok
2.2: kis
4.0: vino
7.0: čista voda (nevtralno)
7.4: človeška kri
13,0: lug
14,0: natrijev hidroksid

Vse tekočine nimajo pH vrednosti

pH ima pomen samo v vodni raztopini (v vodi). Številne kemikalije, vključno s tekočinami, nimajo pH vrednosti . Če ni vode, ni pH. Na primer, ni pH vrednosti za rastlinsko olje , bencin ali čisti alkohol.

IUPAC Definicija pH

Mednarodna zveza za čisto in uporabno kemijo (IUPAC) ima nekoliko drugačno lestvico pH, ki temelji na elektrokemičnih meritvah standardne pufrske raztopine. V bistvu definicija uporablja enačbo:

pH = -log a_H+

kje_H+pomeni vodikovo aktivnost, ki je efektivna koncentracija vodikovih ionov v raztopini. To se lahko nekoliko razlikuje od prave koncentracije. IUPAC pH lestvica vključuje tudi termodinamične dejavnike, ki lahko vplivajo na pH.

V večini primerov zadostuje standardna definicija pH.

Kako se meri pH

Približne meritve pH lahko opravite z lakmusov papir ali drugo vrsto pH papirja, za katerega je znano, da spreminja barve okoli določene vrednosti pH. Večina indikatorjev in pH papirjev je uporabnih samo za ugotavljanje, ali je snov kislina ali baza, ali za določanje pH v ozkem območju. Univerzalni indikator je mešanica raztopin indikatorjev, namenjenih spremembi barve v območju pH od 2 do 10.

Natančnejše meritve se izvedejo z uporabo primarnih standardov za umerjanje steklene elektrode in pH-metra. Elektroda deluje tako, da meri potencialno razliko med vodikovo elektrodo in standardno elektrodo. Primer standardne elektrode je srebrov klorid.

Uporaba pH

pH se uporablja v vsakdanjem življenju, pa tudi v znanosti in industriji. Uporablja se pri kuhanju (npr. reakcija pecilnega praška in kisline za vzhajanje peciva), za oblikovanje koktajlov, v čistilih in pri konzerviranju hrane. Pomemben je pri vzdrževanju bazenov in čiščenju vode, kmetijstvu, medicini, kemiji, inženirstvu, oceanografiji, biologiji in drugih znanostih.