On vaikea elää nykyaikaisessa maailmassa kuulematta viitteitä hapoista, joita usein kuvataan lääketeollisuudessa ja muut mainokset nestemäisistä hyökkääjistä, jotka taipuvat poistamaan ja vahingoittamaan kaikenlaisia asioita ihosta vaatteisiin huonekalut. Olet epäilemättä nähnyt antasideiksi kutsuttujen tuotteiden mainoksia, jotka on suunniteltu käsittelemään mahassa tuotetun hapon vaikutuksia.
Hapoilla on vaihteleva vahvuus tai happamuus. Omituinen, mutta pohjimmiltaan yksinkertainen asteikko, joka tunnetaan nimellä pH-asteikko on mitta siitä, kuinka hapan vesiliuos on, tai kuinka emäksinen tai emäksinen on saman kemiallisen skenaarion eri kehyksissä.
Vesiliuoksen (eli veteen liuotetun aineen) pH: n määrittämiseksi sinun on tiedettävä vain vetyionien (H+) kyseisessä ratkaisussa tai sen molaarisuus. Mutta mitkä ovat moolit, molaarisuus ja hapot pH: n lisäksi?
Tietoja hapoista ja emäksistä
Hapot ovat molekyylejä, jotka voivat luovuttaa protoneja. Yksinkertainen esimerkki on suolahappo, HCl. Tämä molekyyli luovuttaa helposti H + -komponenttinsa vesiliuoksessa ja on
vahva happo. Muut hapot, kuten hiilihappo (H2CO3), luopuvat protoneistaan haluttomammin ja heitä kutsutaan heikot hapot. Kun happo (HA) luovuttaa protonin (H +), sen sanotaan olevan ionisoitunut, jolloin tuotteet ovat H + ja mitä jäljellä on (yleisesti A−; hiilihapon tapauksessa HCO3−).Vahvoilla hapoilla on alhaiset pH-arvot. Vesi on neutraalia, sen pH on 7; vahva emäksettai protoniakteptoreilla (kuten natriumhydroksidi, NaOH) on korkeat pH-arvot, jotkut lähellä 14,0.
Moolit ja molaarisuus
Happo-emäs-kemian tarkoituksiin on sopivampaa mitata liuenneen aineen pitoisuus myyrät, tai yksittäisiä hiukkasia (esim. atomeja, molekyylejä) tilavuusyksikköä kohti eikä massaa tilavuusyksikköä kohti. Tämä johtuu siitä, että atomit reagoivat toistensa kanssa tunnetuissa suhteissa tavalla, joka ei liity atomimassaan.
Yksi mooli (1 mol) mitä tahansa on 6,02 × 1023 hiukkasia; 1 mol: n tilavuus on 1 litra, molaarisuus on 1,0. Siten 6 moolilla NaCl: a 8 l: ssa vesiliuosta molaarisuus on 6 mol / 8 l = 0,75; 6 molilla huomattavasti massiivisempaa molekyyliä, 8 litraan liuotettua adenosiinitrifosfaattia, on enemmän massaa, mutta on sama molaarisuus, 0,75 M.
Mikä on pH-kaava?
PH-yhtälö kirjoitetaan useimmiten muodossa
pH = -log_ {10} [H ^ {+}]
Tässä suluissa oleva määrä on H + -ionien molaarisuus liuoksessa. Joten, jos tiedät molaarisuuden, voit saada pH-arvon ja päinvastoin.
Esimerkkejä pH-laskelmista
Jos haluat siirtyä molaarisuudesta pH-arvoon, vie logaritmi laskimellasi tai vastaavalla työkalulla molaarisuuden pohjaan 10 (oletuspohja), käännä merkki kääntämällä positiivinen arvo, ja olet valmis!
Esimerkki: Jos vesiliuoksen molaarisuus on 6,3 × 10-5 M, mikä on pH?
pH = −log [6,3 × 10-5] = 4.2.
Voit myös laskea pitoisuuden pH: sta ja pK: staa, jälkimmäinen on johdettu hapon dissosiaatiovakioKa. Mitä korkeampi Ka tietylle hapolle, sitä vahvempi happo se on. PKa sillä mikä tahansa happo on pH, jolla puolet haposta on ionisoitu (ts. kun puolet "happamista" protoneista on purettu liuokseen).
Kiinnostuksen yhtälö tunnetaan nimellä Henderson-Hasselbach-yhtälö ja on kirjoitettu:
pH = pKa + log_ {10} \ dfrac {[A ^ {-}]} {[HA]}
Tämä tarkoittaa, että kun otetaan huomioon hapon pKa ja anionin ja "ehjän" hapon suhteellisen pitoisuuden, voit määrittää pH: n. Ka arvot voidaan helposti etsiä verkossa, ja löydät pKa: n samalla toiminnalla kuin pH: lla, jos sitä ei ole lueteltu yhtä hyvin.
Online-pH- ja pOH-laskin
Katso Resurssit verkkotyökalulle, jonka avulla voit määrittää erilaisten happamien ja emäksisten liuosten pH-arvon. Voit käyttää tätä saadaksesi tuntuman yksittäisten happojen vahvuuksien, pitoisuuden ja pH: n välisistä suhteista.
