Je těžké žít v moderním světě, aniž bychom slyšeli odkazy na kyseliny, které jsou často zobrazovány ve farmaceutických a další reklamy jako tekutí agresory usilující o vymazání a poškození nejrůznějších věcí, od kůže po oblečení až po nábytek. Nepochybně jste viděli reklamy na produkty zvané antacida, které jsou navrženy tak, aby řešily účinky kyseliny produkované v žaludku.
Kyseliny mají různý stupeň síly nebo kyselosti. Zvláštní, ale zásadně jednoduchá stupnice známá jako pH stupnice je míra toho, jak kyselý je vodný roztok, nebo, v jiném rámci téhož chemického scénáře, jak zásaditý nebo zásaditý je.
Ke stanovení pH vodného roztoku (tj. Látky rozpuštěné ve vodě) potřebujete znát pouze koncentraci vodíkových iontů (H+) v tomto řešení nebo jeho molarita. Ale kromě pH, o co vlastně jde, molarita a kyseliny?
Fakta o kyselinách a zásadách
Kyseliny jsou molekuly, které mohou darovat protony. Jednoduchým příkladem je kyselina chlorovodíková, HCl. Tato molekula se snadno vzdá své H + složky ve vodném roztoku a je a
Silné kyseliny mají nízké hodnoty pH. Voda je neutrální, s pH 7; silný základnynebo akceptory protonů (například hydroxid sodný, NaOH) mají vysoké hodnoty pH, některé blízké 14,0.
Krtci a molarita
Pro účely acidobazické chemie je vhodnější měřit koncentraci rozpuštěné látky v krtci, nebo jednotlivé částice (např. atomy, molekuly), spíše na jednotku objemu než na jednotku objemu. Je to proto, že atomy navzájem reagují ve známých poměrech způsobem, který nesouvisí s atomovou hmotou.
Jeden mol (1 mol) čehokoli je 6,02 × 1023 částice; 1 mol v objemu 1 L má molaritu 1,0. 6 mol NaCl v 8 I vodného roztoku má tedy molaritu 6 mol / 8 L = 0,75; 6 mol mnohem masivnější molekuly adenosintrifosfátu rozpuštěného v 8 L má větší hmotnost, ale má stejnou molaritu, 0,75 M.
Co je vzorec pH?
Rovnice pH je nejčastěji psána ve formě
pH = -log_ {10} [H ^ {+}]
Zde je množství v závorkách molarita iontů H + v roztoku. Pokud tedy znáte molaritu, můžete získat hodnotu pH a naopak.
Příklady výpočtů pH
Chcete-li přejít z molarity na pH, použijte svou kalkulačku nebo podobný nástroj k převedení logaritmu na základnu 10 (výchozí základnu) molarity, obráťte znaménko, abyste získali kladnou hodnotu, a máte hotovo!
Příklad: Pokud je molarita vodného roztoku 6,3 × 10-5 M, jaké je pH?
pH = −log [6,3 × 10-5] = 4.2.
Můžete také vypočítat koncentraci z pH a pKA, přičemž druhý je odvozen z kyselá disociační konstantaK.A. Čím vyšší je K.A pro konkrétní kyselinu, tím silnější je. PKA pro jakoukoli kyselinu je pH, při kterém byla polovina kyseliny ionizována (tj. když byla polovina „kyselých“ protonů odložena do roztoku).
Zajímavá rovnice je známá jako Henderson-Hasselbachova rovnice a je napsáno:
pH = pKa + log_ {10} \ dfrac {[A ^ {-}]} {[HA]}
To znamená, že vzhledem k kyselině je pKA a relativní koncentrace aniontu a „intaktní“ kyseliny můžete určit pH. K.A hodnoty lze snadno vyhledat online a můžete najít pKa pomocí stejné operace jako pro pH, pokud není také uvedena.
Online kalkulačka pH a pOH
Prostudujte si Zdroje pro webový nástroj, který vám umožní určit pH různých kyselých a zásaditých roztoků. Můžete to použít k získání pocitu vztahů mezi různými jednotlivými sílami kyselin, koncentrací a pH.