Как да изчислим pH ефекта от разреждането

Разреждането е често срещана лабораторна техника, с която повечето студенти по природни науки се сблъскват, когато искат да постигнат определена концентрация на разтвор. Но това е и това, което правите, когато добавяте вода към храната и напитките си у дома, за да ги направите по ваш вкус. Разреждането засяга много свойства на разтвора, включително нивото на рН.

TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)

Разреждането прави киселинния разтвор по-алкален, а алкалния разтвор - по-кисел. За да се определи ефектът на рН на разреждането, вие определяте концентрацията на водородни йони и я превръщате в рН с помощта на проста работна формула.

За да разредите воден разтвор, просто добавете вода към него. Това увеличава дела на разтворителя или течния материал за разреждане в сравнение с този на разтвореното вещество или разтворения в разтворителя компонент. Например, ако разреждате солена вода, разтворът ще съдържа същото количество сол, но количеството вода ще се увеличи.

Скалата на pH измерва колко киселинно или алкално е дадено вещество. Тече от 0 до 14, с рН 7 е неутрално, рН по-ниско от 7 е киселинно и рН по-високо от 7 е алкално. Скалата е логаритмична, което означава, че всяка цяла стойност на pH под 7 е десет пъти по-кисела от следващата по-висока стойност. Например, рН 3 е десет пъти по-киселинно от рН 4 и 100 пъти по-киселинно от рН 5.

Същото важи и за стойностите на pH над 7. Всяка стойност е десет пъти по-алкална от следващата по-ниска цяла стойност. Например, рН 9 е десет пъти по-алкално от рН 8 и 100 пъти по-алкално от рН 7. Чистата или дестилирана вода има рН 7, но когато добавяте химикали към водата, разтворът може да стане кисел или алкален. Нивото на рН на разтвора е мярка за неговата концентрация на водородни йони. Разтворите с висока концентрация на водородни йони имат ниско pH, а разтворите с ниска концентрация на H + йони имат високо pH.

Киселинните вещества включват черно кафе, акумулаторна киселина и лимонов сок. Разреждането на киселина намалява концентрацията на H + (aq) йони, което повишава нивото на рН на разтвора към 7, което го прави по-малко кисел. Нивото на рН на киселинен разтвор обаче не може да стане по-голямо от 7, тъй като водата, която добавяте, за да я разредите, не е алкална.

Алкалните вещества включват амоняк, бакпулвер и белина. Разреждането на алкал намалява концентрацията на OH- (aq) йони, което намалява нивото на рН на разтвора към 7, което го прави по-малко алкален. Нивото на рН на алкален разтвор обаче не може да стане по-ниско от 7, тъй като водата, която добавяте, за да я разредите, не е кисела.

Нивото на рН на разтвора е мярка за неговата концентрация на водородни йони. Разтворите с висока концентрация на водородни йони имат ниско pH, а разтворите с ниска концентрация на H + йони имат високо pH. Една проста работна дефиниция на pH е pH = - log [H +], където [H +] е моларността на водородните йони. Логаритъмът на число е просто степента, когато записвате това число като степен на десет. Тогава определението на рН, решено за моларност на водородните йони, е [Н +] = 10-рН. Например, моларността на водородните йони в разтвор с рН 6 е 10^-6 М. Използвайте това изчисление, за да оцените концентрацията на водородни йони преди разреждането.

След разреждане измервайте новия обем на разтвора. Например, ако разредете разтвора до четири пъти първоначалния му обем, концентрацията ще намалее до една четвърт. Ако първоначалният обем е V1 и общият обем след разреждане е V4, крайната концентрация ще бъде V1 / V4, умножена по първоначалната концентрация. След това можете да конвертирате концентрацията на водородни йони обратно в pH, използвайки pH = - log [H +].