Voda má mnoho užitečných a zajímavých vlastností a některé z nich jsou na první pohled patrné. Je jasné, že svět se skládá z velkého množství vody, ale téměř žádná voda, kterou jste kdy viděli, není „jen“ voda. Některá voda, jako je voda z vodovodu, vypadá křišťálově čistá a obsahuje jen malé množství nečistot, zatímco většina vody v jezírku a oceánu obsahuje rozpuštěnou nebo suspendovanou viditelnou hmotu.
Další zajímavou vlastností vody je to, že pokud jde o pH, což je pojem populární v šamponových reklamách i na nich chemické testy, to sedí přímo uprostřed stupnice: není to ani kyselina, ani báze a dokonale neutrální. Pokračujte v čtení, abyste zjistili, co to znamená z hlediska matematiky vzorce pH a definic kyselin a zásad v chemii.
Co jsou kyseliny a zásady?
Pojem pH je spojen s kyselost. Kyseliny jsou sloučeniny schopné darovat proton nebo vodíkový iont (H +) ve vodném roztoku a zanechávat za sebou anion (záporně nabitý iont) nazývaný konjugovaná báze a generovat hydronium (H3O +) ion ve vodě.
Silné kyseliny jako je HCl, darují své protony, i když roztok má již relativně vysoký obsah protonů. Slabé kyseliny darují své v roztocích blížících se pH neutrální hodnotě 7,0.Základny jsou sloučeniny, které mohou přijímat protony nebo ekvivalentně ve vodných roztocích darovat hydroxylovou skupinu (–OH). Silná základna jako NaOH to může udělat i v přítomnosti vysoké koncentrace hydroxylových iontů (nebo nízké koncentrace iontů H +). Slabé zásady, jako slabé kyseliny, mají tendenci neionizovat, dokud není pH blízké neutrálnímu.
Jaký je význam pH?
Zatímco pH označuje míru kyselosti (nebo zásaditosti, nazývané také zásaditost), ve skutečnosti znamená pouvoir hydrogenem, nebo „síla vodíku“ ve francouzštině. V oblastech chemie je malé „p“ operátorem, který znamená „vezměte záporný logaritmus“.
Kromě matematiky jde o stupnici, která komprimuje velmi široký rozsah koncentrací hydronia a hydroxidu pozorovaných ve vodě do stupnice, která se pro praktické účely pohybuje od 0 do 14.
Roztok s pH 1,0 je silně kyselý a má [H+] koncentrace 10krát vyšší než roztok s pH 2,0, 100krát vyšší než roztok s pH 3,0 a 1 000 krát vyšší než roztok s pH 4,0. Je to kvůli kvalitám logaritmů, jak uvidíte v několika příklady.
Co je základní rovnice pH?
Vzorec pH nejčastěji předpokládá formu pH = –log [H+], kde [H +] je koncentrace v molech na litr (mol / L nebo M). Pro koncentraci hydroxidových iontů existuje ekvivalentní vzorec:
pOH = - [OH–]
Příklad: Jaké je pH roztoku s [H+] 2,8 × 10–3 M?
pH = –log [2,8 × 10–3] = 2.55
Je voda sama kyselina nebo báze?
Voda má pH 7,0; za každý iont H +, který se „uvolní“, jeden OH– ion existuje, aby to vyvážil. Voda tedy je amfoternínebo schopné působit jak jako kyselina, tak jako zásada (aniž by byla zvlášť „dobrá“).
The samoionizace vody je reprezentován výrazem K.w= [H3O +] [OH−] = 1.0 × 10−14, kde K.w je konstanta vody. Protože pKw= –Log [Kw] a K.w je konstanta 1,0 × 10−14, pKw = 14, což určuje podivně očíslovanou stupnici pH.
Obecněji, K.w je reprezentován disociační konstantou pro kyseliny K.A, který se u jednotlivých druhů liší.
Výpočet pH: Kalkulačka nebo online nástroj
Nemusíte dělat problémy s pH nebo pKA problémy s vodou ve vaší hlavě; můžete použít funkci protokolu standardní kalkulačky nebo navštívit stránku, jako je ta ve zdrojích, která umožňuje můžete zadat různé hodnoty pH pro různé kyseliny v různých koncentracích v% řešení.