Трудно е да живееш в съвременния свят, без да чуеш препратки към киселини, които често се изобразяват във фармацевтиката и други реклами като течни агресори, насочени към изтриване и увреждане на всякакви неща, от кожата до дрехите мебели. Несъмнено сте виждали реклами за продукти, наречени антиациди, които са предназначени да се справят с ефектите на киселината, произведена в стомаха.
Киселините имат различна степен на сила или киселинност. Странният, но принципно прост мащаб, известен като скала на pH е мярка за това колко кисел е водният разтвор или, в различно рамкиране на същия химичен сценарий, колко е основен или алкален.
За да определите pH на воден разтвор (т.е. вещество, разтворено във вода), трябва да знаете само концентрацията на водородни йони (H+) в това решение или неговото моларност. Но освен pH, какви са бенките, моларността и киселините, така или иначе?
Факти за киселини и основи
Киселините са молекули, които могат да дарят протони. Прост пример е солната киселина, HCl. Тази молекула лесно се отказва от своя H + компонент във воден разтвор и е а
силна киселина. Други киселини, като въглеродна киселина (H2CO3), отказват протоните си по-неохотно и са извикани слаби киселини. Когато киселина (HA) дарява протон (H +), се казва, че тя се йонизира, като продуктите са H + и каквото е останало (общо A−; в случай на въглеродна киселина, HCO3−).Силните киселини имат ниски стойности на pH. Водата е неутрална, с рН 7; силен бази, или протонните акцептори (като натриев хидроксид, NaOH) имат високи стойности на рН, някои близки до 14,0.
Бенки и моларност
За целите на киселинно-алкалната химия е по-подходящо да се измери концентрацията на разтвореното вещество в бенки, или отделни частици (например атоми, молекули), на единица обем, а не маса на единица обем. Това е така, защото атомите реагират помежду си в известни пропорции по начин, несвързан с атомната маса.
Един мол (1 mol) от каквото и да е е 6,02 × 1023 частици; 1 mol в обем от 1 L има моларност 1,0. По този начин 6 mol NaCl в 8 L воден разтвор има моларност 6 mol / 8 L = 0,75; 6 mol от много по-масивната молекула аденозин трифосфат, разтворена в 8 L, има по-голяма маса, но има същата моларност, 0.75 M.
Какво представлява формулата на рН?
Уравнението на pH най-често се записва във формата
pH = -log_ {10} [H ^ {+}]
Тук количеството в скоби е моларността на H + йони в разтвора. По този начин, ако знаете моларността, можете да получите стойността на рН и обратно.
Примери за изчисления на pH
За да преминете от моларност към рН, използвайте вашия калкулатор или подобен инструмент, за да вземете логаритъма до основата 10 (основата по подразбиране) на моларността, обърнете знака, за да получите положителна стойност, и готово!
Пример: Ако моларността на воден разтвор е 6,3 × 10-5 М, какво е рН?
pH = −log [6.3 × 10-5] = 4.2.
Можете също да изчислите концентрацията от pH и pKа, като последното е получено от константа на дисоциация на киселинаКа. Колкото по-високо е Ка за определена киселина, колкото по-силна е киселината. PKа за всяка киселина е рН, при което половината от киселината е йонизирана (т.е. когато половината от "киселинните" протони са разтоварени в разтвора).
Уравнението на интереса е известно като Уравнение на Хендерсън-Хаселбах и е написано:
pH = pKa + log_ {10} \ dfrac {[A ^ {-}]} {[HA]}
Това означава, че даден рК на киселинаа и относителната концентрация на анион и "непокътната" киселина, можете да определите pH. Ка стойностите могат лесно да се търсят онлайн и можете да намерите pKa, като използвате същата операция като за pH, ако тя също не е в списъка.
Онлайн калкулатор на pH и pOH
Вижте Ресурси за уеб инструмент, който ви позволява да определите pH на различни киселинни и основни разтвори. Можете да използвате това, за да придобиете усещане за връзките между различните индивидуални концентрации на киселина, концентрация и pH.