Wasser hat viele nützliche und interessante Eigenschaften, von denen einige auf den ersten Blick ersichtlich sind. Es ist klar, dass die Welt aus viel Wasser besteht, aber fast kein Wasser, das Sie jemals sehen, ist "nur" Wasser. Einiges Wasser, wie Leitungswasser, sieht kristallklar aus und enthält nur eine geringe Menge an Verunreinigungen, während das meiste Teich- und Meerwasser sichtbare Stoffe darin gelöst oder suspendiert enthält.
Eine weitere interessante Eigenschaft von Wasser ist der pH-Wert, ein Begriff, der sowohl in Shampoo-Werbung als auch auf Chemietests liegt es mittendrin: Es ist weder eine Säure noch eine Base und perfekt neutral. Lesen Sie weiter, um herauszufinden, was dies in Bezug auf die Mathematik der pH-Formel und die Definitionen von Säuren und Basen in der Chemie bedeutet.
Was sind Säuren und Basen?
Der Begriff pH ist verbunden mit Säure. Säuren sind Verbindungen, die in wässriger Lösung ein Proton oder Wasserstoffion (H+) abgeben können, ein Anion (negativ geladenes Ion) hinterlassen, das als konjugierte Base bezeichnet wird, und ein Hydronium (H
Basen sind Verbindungen, die Protonen aufnehmen können oder äquivalent in wässrigen Lösungen eine Hydroxylgruppe (–OH) spenden. Eine starke Basis wie NaOH kann dies sogar in Gegenwart einer hohen Konzentration an Hydroxylionen (oder einer geringen Konzentration an H+-Ionen) tun. Schwache Basen neigen wie schwache Säuren dazu, nicht zu ionisieren, bis der pH-Wert nahezu neutral ist.
Was ist die Bedeutung von pH-Wert?
Während sich der pH-Wert auf ein Maß für den Säuregehalt (oder Alkalinität, auch Basizität genannt) bezieht, steht er eigentlich für pouvoir hydrogenem, oder "Kraft des Wasserstoffs" auf Französisch. In Bereichen der Chemie ist das kleine "p" ein Operator, der "nimm den negativen Logarithmus von" bedeutet.
Abgesehen von der Mathematik ist es eine Skala, die den sehr weiten Bereich von Hydronium- und Hydroxidkonzentrationen in Wasser auf eine Skala komprimiert, die für praktische Zwecke von 0 bis 14 reicht.
Eine Lösung mit einem pH-Wert von 1,0 ist stark sauer und hat einen [H+] Konzentration 10-mal höher als eine Lösung mit einem pH-Wert von 2,0, 100-mal höher als eine Lösung mit einem pH-Wert von 3,0 und 1.000 mal höher als eine Lösung mit einem pH-Wert von 4,0. Dies liegt an den Eigenschaften von Logarithmen, wie Sie in ein paar sehen werden Beispiele.
Was ist die basische pH-Gleichung?
Die pH-Formel nimmt meistens die Form pH = –log[H+], wobei [H+] die Konzentration in Mol pro Liter (mol/L oder M) ist. Für die Konzentration der Hydroxidionen existiert eine äquivalente Formel:
pOH = –[OH–]
Beispiel: Was ist der pH-Wert einer Lösung mit einem [H+] von 2,8 × 10–3 M?
pH = –log[2,8 × 10–3] = 2.55
Ist Wasser selbst eine Säure oder eine Base?
Wasser hat einen pH-Wert von 7,0; für jedes H+-Ion, das "freibricht", ein OH– ion existiert, um es auszugleichen. Wasser ist also amphoter, oder in der Lage, sowohl als Säure als auch als Base zu wirken (während sie auch nicht besonders "gut" sind).
Das Selbstionisierung von Wasser wird durch den Ausdruck K. dargestelltw= [H3O+][OH−] = 1.0 × 10−14, wo Kw ist die Wasserkonstante. Weil pKw= –log[Kw] und Kw ist die Konstante 1.0 × 10−14, pKw = 14, was die seltsam nummerierte pH-Skala bestimmt.
Allgemeiner gesagt, Kw wird durch die Dissoziationskonstante für Säuren dargestellt Kein, die von Art zu Art unterschiedlich ist.
pH berechnen: Rechner oder Online-Tool
Sie müssen keine pH-Probleme oder pK. machenein Probleme mit Wasser im Kopf; Sie können die Protokollfunktion eines Standardrechners verwenden oder eine Seite wie die in den Ressourcen besuchen, die dies ermöglicht Sie können verschiedene pH-Werte für verschiedene Säuren in unterschiedlichen Konzentrationen eingeben Lösung.