Fortynding er en almindelig laboratorieteknik, som de fleste naturfagstuderende støder på, når de ønsker at opnå en bestemt koncentration af en løsning. Men det er også hvad du gør, når du tilføjer vand til din mad og drikke derhjemme for at gøre dem mere efter din smag. Fortynding påvirker mange egenskaber ved en opløsning, herunder dens pH-niveau.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Fortynding gør en sur opløsning mere basisk og en alkalisk opløsning mere sur. For at finde ud af pH-effekten af fortynding bestemmer du koncentrationen af brintioner og konverterer den til pH ved hjælp af en simpel arbejdsformel.
Betydning af fortynding
For at fortynde en vandig opløsning tilsættes du simpelthen vand til den. Dette øger andelen af opløsningsmidlet eller det flydende materiale til fortynding sammenlignet med det opløste stof eller komponenten opløst i opløsningsmidlet. For eksempel, hvis du fortynder saltvand, indeholder opløsningen den samme mængde salt, men mængden af vand øges.
Betydning af pH
PH-skalaen måler, hvor surt eller alkalisk et stof er. Det løber fra 0 til 14, hvor en pH på 7 er neutral, en pH lavere end 7 er sur og en pH højere end 7 er basisk. Skalaen er logaritmisk, hvilket betyder at hver hele pH-værdi under 7 er ti gange surere end den næste højere værdi. For eksempel er pH 3 ti gange surere end pH 4 og 100 gange surere end pH 5.
Det samme gælder for pH-værdier over 7. Hver værdi er ti gange mere basisk end den næste lavere hele værdi. For eksempel er pH 9 ti gange mere basisk end pH 8 og 100 gange mere basisk end pH 7. Rent eller destilleret vand har en pH-værdi på 7, men når du tilsætter kemikalier til vand, kan opløsningen blive enten sur eller basisk. PH-værdien af en opløsning er et mål for dens hydrogenionkoncentration. Opløsninger med en høj koncentration af hydrogenioner har en lav pH, og opløsninger med lave koncentrationer af H + -ioner har en høj pH.
Fortynding af en syre
Sure stoffer inkluderer sort kaffe, batterisyre og citronsaft. Fortynding af en syre nedsætter koncentrationen af H + (aq) -ioner, hvilket øger pH-værdien af opløsningen mod 7, hvilket gør den mindre sur. Imidlertid kan pH-værdien i en sur opløsning ikke blive større end 7, fordi det vand, du tilsætter for at fortynde det, ikke er alkalisk.
Fortynding af en alkali
Alkaliske stoffer inkluderer ammoniak, bagepulver og blegemiddel. Fortynding af en alkali nedsætter koncentrationen af OH- (aq) -ioner, hvilket nedsætter pH-niveauet i opløsningen mod 7, hvilket gør den mindre basisk. Imidlertid kan pH-niveauet for en alkalisk opløsning ikke blive lavere end 7, fordi det vand, du tilsætter for at fortynde det, ikke er surt.
Beregning af pH-effekten af fortynding
PH-værdien af en opløsning er et mål for dens hydrogenionkoncentration. Opløsninger med en høj koncentration af hydrogenioner har en lav pH, og opløsninger med lave koncentrationer af H + -ioner har en høj pH. En simpel arbejdsdefinition af pH er pH = - log [H +], hvor [H +] er hydrogenionmolariteten. En logaritme af et tal er simpelthen eksponenten, når du skriver dette tal som en styrke på ti. Definitionen af pH løst for hydrogenionmolaritet er derefter [H +] = 10-pH. F.eks. Er molariteten af hydrogenioner i en pH 6-opløsning 10-6 M. Brug denne beregning til at estimere hydrogenionkoncentrationen før fortynding.
Efter fortynding måles opløsningens nye volumen. Hvis du f.eks. Fortynder opløsningen til fire gange dens oprindelige volumen, reduceres koncentrationen til en fjerdedel. Hvis det oprindelige volumen er V1, og det samlede volumen efter fortynding er V4, vil den endelige koncentration være V1 / V4 gange den oprindelige koncentration. Du kan derefter konvertere hydrogenionkoncentrationen tilbage til pH ved hjælp af pH = - log [H +].