PH-skaala on vahemikus 0 kuni 14 ja see on happesuse või aluselisuse näitaja. Klassiruumis või laboris on aine pH tundmisel palju eeliseid. PH abil saab kindlaks teha, mis aine on ja kuidas see teatud tingimustel reageerib.
Seda saab kasutada ka hüdroonium- või hüdroksiidioonide kontsentratsiooni määramiseks, mis võib viia lahuse teiste ioonide kontsentratsiooni määramiseni.
Allolevat pH-võrrandit saate kasutada tundmatute lahendamiseks arvutuste tegemiseks.
Vesilahustes olevad vesinikioonid (H +) moodustavad vesimolekulidega sidemeid, moodustades hüdrooniumioonid (H3O +).
2 H2O ==> H3O + + OH−
pH võrrand
Järgmine võrrand on põhiline ja kasulik keemiatoode ning seda võib pidada mõnevõrra pH-kalkulaatoriks. Kui teate pH-d, saate lahendada hüdrooniumioonide kontsentratsiooni ja vastupidi, saate lahendada pH-väärtuse, kui teate hüdrooniumioonide kontsentratsiooni.
pH = - log [H3O +]
Lahuse pH võrdub hüdrooniumioon (H3O +) kontsentratsiooni negatiivse logaritmiga.
Näide 1: Leidke pH alates [H3O +].
1,0 M 0,1 M vesinikkloriidhappe (HCl) proovis on hüdrooniumioonide kontsentratsioon 1 × 10
-1. Mis on pH?pH = - log [H3O +]
pH = - log (1 × 10-1 )
pH = - (- 1)
pH = 1
pH teisendamine
Näide 2: Leidke [H3O +] alates pH-st
Kui lahuse pH on 4,3. Kui suur on hüdrooniumioonide kontsentratsioon?
Esimene samm on ümber paigutama võrrand:
[H3O +] = 10−pH
[H3O +] = 10−4.3 [H3O +] = 5,01 × 10-5
Näide 3: Mis siis, kui see on alus?
Vee jaoks kasutage ioonsaaduse konstanti (Kw).
Kw = 1 × 10-14 = [H3O +] × [OH]
[H3O +] = (1 × 10-14 ) / [OH-]
Mis on lahuse pH, kui [OH-] = 4,0 x 10-11 M?
Samm 1
[H3O +] = (1 × 10-14 ) / [OH-]
[H3O +] = (1 × 10-14 ) / (4,0 x 10-11 )
[H3O +] = 0,25 × 10-3
2. samm
pH = - log [H3O +]
pH = - log (0,25 × 10-3 )
pH = - (- 3,60)
pH = 3,60
Olulised näitajad
Ehkki oluliste arvude määramise reeglid on üsna jäigad, on pH arvutused mõnevõrra erilised selle poolest, et ainult numbrid väärtuseni kümnendkoha paremal loetakse sig viigimarjadeks!
Happe dissotsiatsiooni konstant (Ka)
Happe dissotsiatsioonikonstant on happe osa ioniseeritud kujul. Nõrgad happed on väikese K-gaa väärtused, kuna suurem osa happest jääb lahti. Süsinikhape on hea nõrga happe näide. Tasakaaluvõrrand on:
H2CO3 (aq) ↔ HCO3 (aq) − + H+ (aq) Ka = 4,3 x 10-7
Kuna süsihape on diprootiline hape ja võib annetada veel ühe H+, teine dissotsiatsioonivõrrand on:
HCO3(aq)− ↔ CO32−(aq) + H+ (aq) Ka = 4,8 x 10-11
Tugevatel hapetel on suured dissotsiatsioonikonstandid; nad eralduvad vees täielikult. Lämmastikhape on hea näide tugevast happest. Lämmastikhappe tasakaaluvõrrand on:
HNO3 (aq) ↔ EI2− + H+ Ka = 40
Ka väärtus 40 on oluliselt olulisem kui süsihappe väärtus, mis oli 4,3 x 10-7.