pH definīcija un vienādojums ķīmijā

pH līmenis zem 7 ir skābs, bet līmenis virs 7 ir sārmains

ThoughtCo / Greisa Kima

pH mērs ir ūdeņradis jonu koncentrācija , mērs skābums vaisārmainībano a risinājums . PH skala parasti svārstās no 0 līdz 14. Ūdens šķīdumi 25°C temperatūrā ar pH mazāku par 7 are skābs , savukārt tie, kuru pH ir lielāks par 7, ir bāziski vaisārmains. pH līmenis 7,0 25°C temperatūrā tiek definēts kā “neitrāls”, jo koncentrācija no H₃O⁺ir vienāda ar OH koncentrāciju⁻tīrā ūdenī. Ļoti stiprām skābēm var būt negatīvs pH līmenis , savukārt ļoti stiprām bāzēm pH var būt lielāks par 14.

pH vienādojums

Vienādojums par pH aprēķināšana 1909. gadā ierosināja dāņu bioķīmiķis Sērens Pīters Laurics Sērensens:

pH = -log[H⁺]

kur log ir 10 bāzes logaritms un [H⁺] apzīmē ūdeņraža jonu koncentrāciju molu vienībās uz litru šķīduma. Termins “pH” cēlies no vācu vārda “potenz”, kas nozīmē “jauda”, apvienojumā ar H, ūdeņraža elementa simbolu, tāpēc pH ir saīsinājums vārdam “ūdeņraža jauda”.

Parasto ķīmisko vielu pH vērtību piemēri

Mēs katru dienu strādājam ar daudzām skābēm (zems pH) un bāzēm (augsts pH). Laboratorijas ķīmisko vielu un mājsaimniecības produktu pH vērtību piemēri:

0: sālsskābe
2.0: citronu sula
2.2: etiķis
4.0: vīns
7.0: tīrs ūdens (neitrāls)
7.4: cilvēka asinis
13,0: sārms
14,0: nātrija hidroksīds

Ne visiem šķidrumiem ir pH vērtība

pH ir nozīme tikai ūdens šķīdumā (ūdenī). Daudzām ķīmiskām vielām, tostarp šķidrumiem, nav pH vērtības . Ja nav ūdens, nav arī pH. Piemēram, nav noteikta pH vērtība dārzeņu eļļa , benzīnu vai tīru spirtu.

IUPAC pH definīcija

Starptautiskajai tīrās un lietišķās ķīmijas savienībai (IUPAC) ir nedaudz atšķirīga pH skala, kuras pamatā ir standarta buferšķīduma elektroķīmiskie mērījumi. Būtībā definīcijā tiek izmantots vienādojums:

pH = -log a_H+

kur_H+apzīmē ūdeņraža aktivitāti, kas ir efektīvā ūdeņraža jonu koncentrācija šķīdumā. Tas var nedaudz atšķirties no patiesās koncentrācijas. IUPAC pH skala ietver arī termodinamiskos faktorus, kas var ietekmēt pH.

Vairumā gadījumu pietiek ar standarta pH definīciju.

Kā tiek mērīts pH līmenis

Aptuvenus pH mērījumus var veikt, izmantojot lakmusa papīrs vai cita veida pH papīrs, kas maina krāsas ap noteiktu pH vērtību. Lielākā daļa indikatoru un pH dokumentu ir noderīgi tikai, lai noteiktu, vai viela ir skābe vai bāze, vai lai noteiktu pH šaurā diapazonā. Universāls indikators ir indikatoru šķīdumu maisījums, kas paredzēts krāsas maiņai pH diapazonā no 2 līdz 10.

Precīzāki mērījumi tiek veikti, izmantojot primāros standartus, lai kalibrētu stikla elektrodu un pH metru. Elektrods darbojas, mērot potenciālu starpību starp ūdeņraža elektrodu un standarta elektrodu. Standarta elektroda piemērs ir sudraba hlorīds.

pH lietojumi

pH tiek izmantots gan ikdienā, gan zinātnē un rūpniecībā. To izmanto kulinārijā (piemēram, reaģējot ar cepamo pulveri un skābi, lai ceptas preces uzrūgtu), kokteiļu izstrādē, tīrīšanas līdzekļos un pārtikas konservēšanā. Tas ir svarīgi baseinu uzturēšanā un ūdens attīrīšanā, lauksaimniecībā, medicīnā, ķīmijā, inženierzinātnēs, okeanogrāfijā, bioloģijā un citās zinātnēs.