PH-skalaen er en metode til at repræsentere, hvor surt eller basisk et stof er. Vægten virker modstridende ved første øjekast, men alligevel bruges den i vid udstrækning i biologi, kemi, geologi og andre fysiske videnskaber. Kommunikation inden for disse områder kræver en forståelse af begrebet pH. Når det er forstået, er pH-skalaen et nyttigt indeks til kommunikation af en kritisk fysisk egenskab af stoffer.
Definition
pH, som altid skrives med små bogstaver "p", er en skala for, hvor meget ionisk brint der er i et stof. Skalaen løber fra 0 til 14. Helt rent vand har en pH-værdi på 7, som er neutral. Jo lavere tallet på skalaen er, desto surere er stoffet. Jo højere tallet på skalaen er, jo mere basisk eller basisk er stoffet. Stoffer, der er ekstremt sure eller basiske, har tendens til at være ætsende eller forårsage forbrænding. Skalaen er logaritmisk, hvilket betyder at den er baseret på tiere. Et stof med en pH-værdi på 4 er således 10 gange surere end et stof med en pH-værdi på 5.
Beregning af pH
Matematisk betyder pH den negative log for koncentrationen af brintioner i et stof. Dette tager koncentrationen af brintioner i et stof og konverterer det til en værdi på pH-skalaen, hvor det bedre kan forstås. Koncentrationen af brint findes i form af molaritet eller mol pr. Liter. Derefter tages den negative log af koncentrationen. Så pH i kemi er en strømlinet måde at repræsentere, hvor mange hydrogenioner der er i et givet stof.
Et eksempel
For eksempel, hvis en prøve er 1 liter og har 0,02 g brint, kan du beregne dens pH. Du skal først bestemme dens molaritet. Fordi en mol brint er ca. 1 g, er 0,02 gram pr. Liter det samme som 0,02 mol pr. Liter, hvilket giver en molaritet på 0,02. I videnskabelig notation ville dette være 2 x 10 ^ -2. Så den negative log af dette tal ville være eksponenten med et negativt tegn foran sig (--2 = 2). Således ville pH i denne prøve være 2.
Finde pH gennem pOH
Du kan også bruge en indirekte måde til at måle pH. Hvis du kender pOH, kan du beregne pH. POH er den negative log for hydroxid- eller OH-gruppen ion. På grund af den måde, hvorpå hydrogen og hydroxid interagerer, er pOH i det væsentlige det omvendte af pH. Så hvis du kender hydroxidkoncentrationen, kan du beregne pH med ligningen 14 - pOH = pH. For eksempel, hvis et stof har en pOH på 12, ville det have en pH på 2. Du kan anvende den samme princip i omvendt rækkefølge for at finde pOH fra pH ved hjælp af formlen 14 - pH = pOH.