Mida tähendab pH keemias?

PH-skaala on meetod happelise või aluselise aine näitamiseks. Skaala tundub esmapilgul vastuoluline, kuid seda kasutatakse laialdaselt bioloogias, keemias, geoloogias ja teistes füüsikateadustes. Nendes valdkondades suhtlemine eeldab pH mõiste mõistmist. Kui pH-skaala on aru saadud, on see kasulik indeks ainete kriitilise füüsikalise omaduse edastamiseks.

pH, mis on alati kirjutatud väiketähega "p", on skaala selle kohta, kui palju ioonilist vesinikku on aines. Skaala kestab vahemikus 0 kuni 14. Täiesti puhta vee pH on 7, mis on neutraalne. Mida väiksem on skaala arv, seda happelisem on aine. Mida suurem on skaalal olev arv, seda aluselisem ehk leeliselisem on aine. Eriti happelised või aluselised ained kipuvad olema söövitavad või põletust põhjustavad. Skaala on logaritmiline, see tähendab, et see põhineb kümnetel. Seega on aine, mille pH on 4, 10 korda happelisem kui aine, mille pH on 5.

Matemaatiliselt tähendab pH vesinikioonide kontsentratsiooni negatiivset logi aines. See võtab vesinikioonide kontsentratsiooni aines ja teisendab selle väärtuseks pH skaalal, kus seda saab paremini mõista. Vesiniku kontsentratsioon leitakse molaarsusena ehk molides liitri kohta. Seejärel võetakse kontsentratsiooni negatiivne log. Nii et pH keemias on sujuv viis näidata, kui palju vesinikioone on antud aines.

Näiteks kui proov on 1 L ja selles on 0,02 g vesinikku, saate selle pH välja arvutada. Kõigepealt peate määrama selle molaarsuse. Kuna vesiniku mool on ligikaudu 1 g, on 0,02 grammi liitri kohta sama mis 0,02 mooli liitri kohta, mis annab molaarsuse 0,02. Teaduslikus tähistuses oleks see 2 x 10 ^ -2. Niisiis, selle arvu negatiivne log oleks eksponent, mille ees oleks negatiivne märk (--2 = 2). Seega oleks selle proovi pH 2.

Samuti saate pH mõõtmiseks kasutada kaudset viisi. Kui teate pOH-d, saate arvutada pH. POH on hüdroksiidi ehk OH-rühma iooni negatiivne log. Vesiniku ja hüdroksiidi vastastikmõju tõttu on pOH sisuliselt vastupidine pH-le. Niisiis, kui teate hüdroksiidi kontsentratsiooni, saate pH arvutada võrrandiga 14 - pOH = pH. Näiteks kui aine pOH on 12, oleks selle pH 2. POH leidmiseks pH-st saate valemiga 14 - pH = pOH kasutada sama põhimõtet vastupidiselt.