Berechnung des pH-Effekts der Verdünnung Di

Verdünnung ist eine gängige Labortechnik, auf die die meisten Studenten der Naturwissenschaften stoßen, wenn sie eine bestimmte Konzentration einer Lösung erreichen möchten. Aber es ist auch das, was Sie tun, wenn Sie Ihren Speisen und Getränken zu Hause Wasser hinzufügen, um sie nach Ihrem Geschmack zuzubereiten. Die Verdünnung beeinflusst viele Eigenschaften einer Lösung, einschließlich ihres pH-Werts.

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Durch Verdünnung wird eine saure Lösung alkalischer und eine alkalische Lösung saurer. Um den pH-Effekt der Verdünnung zu berechnen, bestimmen Sie die Konzentration der Wasserstoffionen und rechnen sie mit einer einfachen Arbeitsformel in den pH-Wert um.

Um eine wässrige Lösung zu verdünnen, fügen Sie einfach Wasser hinzu. Dies erhöht den Anteil des Lösungsmittels oder des flüssigen Materials zur Verdünnung im Vergleich zu dem des gelösten Stoffes oder der im Lösungsmittel gelösten Komponente. Wenn Sie beispielsweise Salzwasser verdünnen, enthält die Lösung die gleiche Salzmenge, die Wassermenge wird jedoch erhöht.

Die pH-Skala misst, wie sauer oder alkalisch ein Stoff ist. Sie reicht von 0 bis 14, wobei ein pH-Wert von 7 neutral ist, ein pH-Wert von weniger als 7 sauer und ein pH-Wert von mehr als 7 alkalisch ist. Die Skala ist logarithmisch, dh jeder ganze pH-Wert unter 7 ist zehnmal saurer als der nächsthöhere Wert. Beispielsweise ist pH 3 zehnmal sauer als pH 4 und 100-mal sauer als pH 5.

Gleiches gilt für pH-Werte über 7. Jeder Wert ist zehnmal alkalischer als der nächstniedrigere ganze Wert. Zum Beispiel ist pH 9 zehnmal alkalischer als pH 8 und 100mal alkalischer als pH 7. Reines oder destilliertes Wasser hat einen pH-Wert von 7, aber wenn Sie dem Wasser Chemikalien hinzufügen, kann die Lösung entweder sauer oder alkalisch werden. Der pH-Wert einer Lösung ist ein Maß für ihre Wasserstoffionenkonzentration. Lösungen mit einer hohen Konzentration an Wasserstoffionen haben einen niedrigen pH-Wert und Lösungen mit einer geringen Konzentration an H+-Ionen haben einen hohen pH-Wert.

Zu den sauren Substanzen zählen schwarzer Kaffee, Batteriesäure und Zitronensaft. Das Verdünnen einer Säure verringert die Konzentration von H+(aq)-Ionen, wodurch der pH-Wert der Lösung auf 7 erhöht wird, wodurch sie weniger sauer wird. Der pH-Wert einer sauren Lösung kann jedoch nicht über 7 ansteigen, da das Wasser, das Sie zum Verdünnen hinzufügen, nicht alkalisch ist.

Alkalische Substanzen umfassen Ammoniak, Backpulver und Bleichmittel. Das Verdünnen eines Alkalis verringert die Konzentration von OH-(aq)-Ionen, wodurch der pH-Wert der Lösung auf 7 sinkt, wodurch sie weniger alkalisch wird. Der pH-Wert einer alkalischen Lösung kann jedoch nicht unter 7 sinken, da das Wasser, das Sie zum Verdünnen hinzufügen, nicht sauer ist.

Der pH-Wert einer Lösung ist ein Maß für ihre Wasserstoffionenkonzentration. Lösungen mit einer hohen Konzentration an Wasserstoffionen haben einen niedrigen pH-Wert und Lösungen mit einer geringen Konzentration an H+-Ionen haben einen hohen pH-Wert. Eine einfache Arbeitsdefinition von pH ist pH = -log[H+], wobei [H+] die Molarität der Wasserstoffionen ist. Ein Logarithmus einer Zahl ist einfach der Exponent, wenn Sie diese Zahl als Zehnerpotenz schreiben. Die Definition des pH-Wertes, gelöst nach der Molarität der Wasserstoffionen, ist dann [H+] = 10-pH. Zum Beispiel beträgt die Molarität von Wasserstoffionen in einer Lösung mit pH 6 10^-6 m. Verwenden Sie diese Berechnung, um die Wasserstoffionenkonzentration vor der Verdünnung abzuschätzen.

Messen Sie nach der Verdünnung das neue Volumen der Lösung. Wenn Sie die Lösung beispielsweise auf das Vierfache ihres ursprünglichen Volumens verdünnen, verringert sich die Konzentration auf ein Viertel. Wenn das Originalvolumen V1 beträgt und das Gesamtvolumen nach der Verdünnung V4 beträgt, beträgt die Endkonzentration das V1/V4-fache der Originalkonzentration. Anschließend können Sie die Wasserstoffionenkonzentration mit pH = - log[H+] wieder in den pH-Wert umrechnen.