Die pH-Skala reicht von 0 bis 14 und ist ein Maß für Säure oder Alkalinität. Im Klassenzimmer oder Labor hat es viele Vorteile, den pH-Wert einer Substanz zu kennen. Anhand des pH-Wertes lässt sich bestimmen, was ein Stoff ist und wie er unter bestimmten Umständen reagiert.
Es kann auch verwendet werden, um die Konzentration von Hydronium- oder Hydroxidionen zu bestimmen, was zur Bestimmung der Konzentration anderer Ionen in der Lösung führen kann.
Sie können die folgende pH-Gleichung verwenden, um die Berechnung durchzuführen, um nach Unbekannten aufzulösen.
Wasserstoffionen (H+) in wässrigen Lösungen gehen mit Wassermolekülen Bindungen ein, um Hydroniumionen (H3O+) zu bilden.
2 H2O ==> H3O+ + OH−
pH-Gleichung
Die folgende Gleichung ist ein grundlegendes und nützliches Grundnahrungsmittel der Chemie und kann als eine Art pH-Rechner angesehen werden. Wenn Sie den pH-Wert kennen, können Sie nach der Hydroniumionenkonzentration auflösen und umgekehrt können Sie nach dem pH-Wert auflösen, wenn Sie die Hydroniumionenkonzentration kennen.
pH = − log [H3O+]
Der pH-Wert einer Lösung entspricht dem negativen Logarithmus der Hydroniumionen (H3O+)-Konzentration.
Beispiel 1: pH-Wert finden aus [H3O+].
In einer 1,0 L Probe von 0,1 M Salzsäure (HCl) beträgt die Konzentration an Hydroniumionen 1 × 10-1. Was ist der pH-Wert?
pH = − log [H3O+]
pH = − log (1 × 10-1 )
pH = − ( − 1)
pH = 1
pH-Umrechnung
Beispiel 2: Finden Sie [H3O+] von pH
Wenn der pH-Wert der Lösung 4,3 beträgt. Wie hoch ist die Konzentration der Hydroniumionen?
Der erste Schritt ist zu neu anordnen das Gleichung:
[H3O+] = 10−pH
[H3O+] = 10−4.3 [H3O+] = 5,01 × 10-5
Beispiel 3: Was ist, wenn es eine Basis ist?
Verwenden Sie die Ionenproduktkonstante für Wasser (Kw).
kW = 1 × 10-14 = [H3O+] × [OH]
[H3O+] = (1 × 10-14 ) / [OH-]
Was ist der pH-Wert einer Lösung, wenn [OH-] = 4,0 x 10-11 M?
Schritt 1
[H3O+] = (1 × 10-14 ) / [OH-]
[H3O+] = ( 1 × 10-14 ) / (4,0 x 10 .)-11 )
[H3O+] = 0,25 × 10-3
Schritt 2
pH = − log [H3O+]
pH = − log (0,25 × 10-3 )
pH = − ( − 3,60)
pH = 3,60
Bedeutende Zahlen
Obwohl die Regeln für die Bestimmung signifikanter Zahlen ziemlich streng sind, sind Berechnungen für den pH-Wert etwas Besonderes, da nur die Zahlen zu rechts von der Dezimalstelle werden als Sig-Feigen gezählt!
Säuredissoziationskonstante (Ka)
Die Säuredissoziationskonstante ist der Anteil einer Säure in ionisierter Form. Schwache Säuren haben kleine Kein Werte, weil der Großteil der Säure undissoziiert bleibt. Kohlensäure ist ein gutes Beispiel für eine schwache Säure. Die Gleichgewichtsgleichung lautet:
H2CO3 (wässrig) ↔ HCO3 (wässrig) − + H+ (aq) Kein = 4,3 x 10-7
Da Kohlensäure eine diprotische Säure ist und ein weiteres H. spenden kann+, die zweite Dissoziationsgleichung lautet:
HCO3(wässrig)− ↔ CO32−(wässrig) + H+ (aq) Kein = 4,8 x 10-11
Starke Säuren haben große Dissoziationskonstanten; sie dissoziieren vollständig in Wasser. Salpetersäure ist ein gutes Beispiel für eine starke Säure. Die Gleichgewichtsgleichung für Salpetersäure lautet:
HNO3 (wässrig) ↔ NEIN2− + H+ Kein = 40
Das Kein Wert von 40 ist wesentlich signifikanter als der von Kohlensäure mit 4,3 x 10-7.