Οι κλίμακες που χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό του pH και του pOH είναι αντίθετες πλευρές του ίδιου νομίσματος. Ενώ το ένα σας λέει τη συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου (υδρονίου), το άλλο σας λέει τη συγκέντρωση ιόντων υδροξειδίου.
Συνήθως, το pH αναφέρεται σε κλίμακα 0-14 (αν και δεν είναι απόλυτη κλίμακα). Μπορεί να γνωρίζετε το γεγονός ότι σε χαμηλή τιμή pH μια ουσία θεωρείται όξινη και σε υψηλή τιμή pH μια ουσία θεωρείται βασική. Αυτό το άρθρο σας δείχνει γιατί συμβαίνει αυτό και πώς να υπολογίσετε τόσο το pH όσο και το pOH.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Για να υπολογίσετε το pH, λάβετε το αρνητικό λογότυπο της συγκέντρωσης ιόντων υδρονίου. Για να βρείτε το pOH, απλώς αφαιρέστε το pH από το 14.
Για να υπολογίσετε το pOH, λάβετε το αρνητικό λογότυπο της συγκέντρωσης ιόντων υδροξειδίου. Για να βρείτε το pH, απλώς αφαιρέστε το pOH από το 14.
Τι μετρά το pH και το pOH;
Όταν ένα ισχυρό οξύ προστίθεται στο νερό, υπάρχει μια αύξηση στην ποσότητα ιόντα υδρονίου (Η3Ο+). Αυτό συμβαίνει επειδή το ιόν υδρογόνου που σχετίζεται με το οξύ διαχωρίζεται από το οξύ και συνδέεται με ένα μόριο νερού. Ρίξτε μια ματιά στο παρακάτω παράδειγμα για το HCl που είναι πολύ ισχυρό οξύ:
Το pH σας δίνει μια ένδειξη της συγκέντρωσης του H3Ο+ στο διάλυμα ενώ το pOH σας δίνει μια ένδειξη της συγκέντρωσης του ΟΗ-. Αλλά πώς παίρνετε πραγματικά αυτούς τους αριθμούς και τι σημαίνουν;
Πώς υπολογίζετε το pH και το pOH;
Το "p" σε pH και pOH δείχνει "-κούτσουροΤο Η ή το ΟΗ σε ρΗ και ρΟΗ υποδεικνύουν τη συγκέντρωση και των δύο ιόντων υδρονίου (Η3Ο+) ή ιόντα υδροξειδίου (ΟΗ-). Έτσι, το pH μετρά τη συγκέντρωση ιόντων υδρονίου, ενώ το ρΟΗ μετρά τη συγκέντρωση ιόντων υδροξειδίου.
Μόνο ισχυρά οξέα και βάσεις διαχωρίζονται πλήρως στο νερό. Ως αποτέλεσμα, εάν σας δοθεί η συγκέντρωση του οξέος, γνωρίζετε επίσης τη συγκέντρωση των ιόντων υδρονίου.
Ας υποθέσουμε ότι έχετε ένα διάλυμα HCl 0,001 Μ. Δεδομένου ότι το οξύ διαχωρίζεται πλήρως, αυτό σημαίνει ότι η συγκέντρωση ιόντων υδρονίου σας είναι επίσης 0,001 Μ. Για να βρείτε το pH, πάρτε το αρνητικό αρχείο καταγραφής:
Ετσι,
Το ρΟΗ είναι το αρνητικό λογότυπο της συγκέντρωσης ιόντων υδροξειδίου. Αλλά με βάση την παραπάνω εξίσωση, δεν γνωρίζετε τίποτα για τα ιόντα υδροξειδίου, οπότε τι κάνετε;
Στην πραγματικότητα, για λόγους που σχετίζονται με τη σταθερά διαχωρισμού του νερού στους 25 βαθμούς C (που δεν εμπίπτουν στο πεδίο εφαρμογής αυτού του άρθρου):
Αυτό σημαίνει ότι αν γνωρίζετε είτε το pH είτε το pOH, ξέρετε το άλλο!
Έτσι, εάν το pH του όξινου διαλύματος σας είναι τρία, μπορείτε να το συνδέσετε στην παραπάνω εξίσωση για να βρείτε το pOH:
Ετσι,
Για διάλυμα 0,001 Μ ΗΟΙ, το ρΗ είναι τρία και το ρΟΗ είναι 11.
Μπορείτε επίσης να κάνετε τον αντίστροφο υπολογισμό. Ας πούμε ότι έχετε μια ισχυρή βάση που έχει pH 13. Τι είναι το pOH;
Το pOH είναι έτσι:
Προσδιορισμός όξινων και βασικών λύσεων
Πώς μπορείτε να δείτε με μια ματιά εάν μια λύση είναι όξινη βασική με βάση αυτούς τους αριθμούς;
Λοιπόν, η κλίμακα pH είναι ένας βολικός τρόπος για να μιλήσουμε για οξέα και βάσεις. Ένας αριθμός στην κλίμακα pH σας λέει κάτι για αυτήν τη λύση.
- Σε pH <7 το διάλυμα θεωρείται όξινο λόγω της υψηλής συγκέντρωσης ιόντων υδρογόνου.
- Σε pH> 7 το διάλυμα θεωρείται βασικό λόγω της χαμηλής συγκέντρωσης ιόντων υδρογόνου.
- Σε ρΗ = 7, το διάλυμα θεωρείται ουδέτερο επειδή η συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου και υδροξειδίου είναι η ίδια.