PH-asteikko on välillä 0 - 14 ja se on happamuuden tai alkalisuuden mitta. Luokan tai laboratorion aineen pH: n tuntemisella on monia etuja. PH: ta voidaan käyttää määrittämään, mikä aine on ja miten se reagoi tietyissä olosuhteissa.
Sitä voidaan käyttää myös hydrronium- tai hydroksidi-ionien konsentraation määrittämiseen, mikä voi johtaa muiden ionien pitoisuuksien määrittämiseen liuoksessa.
Voit käyttää alla olevaa pH-yhtälöä laskennan suorittamiseksi tuntemattomien ratkaisemiseksi.
Vetyionit (H +) vesiliuoksissa muodostavat sidoksia vesimolekyylien kanssa muodostaen hydroniumioneja (H3O +).
2 H2O ==> H3O + + OH−
pH-yhtälö
Seuraava yhtälö on perustavanlaatuinen ja hyödyllinen kemian katkottua osa, ja sitä voidaan pitää jonkin verran pH-laskimena. Jos tiedät pH: n, voit ratkaista hydroniumionipitoisuuden ja päinvastoin, voit ratkaista pH: n, jos tiedät hydroniumionien pitoisuuden.
pH = - log [H3O +]
Liuoksen pH on yhtä suuri kuin hydroniumionin (H3O +) pitoisuuden negatiivinen logaritmi.
Esimerkki 1: Etsi pH yhdisteestä [H3O +].
1,0 litran 0,1 M kloorivetyhapon (HCl) näytteessä hydroniumionien pitoisuus on 1 × 10-1. Mikä on pH?
pH = - log [H3O +]
pH = - log (1 × 10-1 )
pH = - (- 1)
pH = 1
pH-muunnos
Esimerkki 2: Etsi [H3O +] pH: sta
Jos liuoksen pH on 4,3. Mikä on hydroniumionien pitoisuus?
Ensimmäinen askel on järjestä uudelleen yhtälö:
[H3O +] = 10- pH
[H3O +] = 10−4.3 [H3O +] = 5,01 x 10-5
Esimerkki 3: Entä jos se on tukikohta?
Käytä ionituotevakioa veteen (Kw).
Kw = 1 × 10-14 = [H3O +] × [OH]
[H3O +] = (1 × 10-14 ) / [VAI NIIN-]
Mikä on liuoksen pH, jos [OH-] = 4,0 x 10-11 M?
Vaihe 1
[H3O +] = (1 × 10-14 ) / [VAI NIIN-]
[H3O +] = (1 × 10-14 ) / (4,0 x 10-11 )
[H3O +] = 0,25 x 10-3
Vaihe 2
pH = - log [H3O +]
pH = - log (0,25 × 10-3 )
pH = - (- 3,60)
pH = 3,60
Merkittävät luvut
Vaikka säännöt merkitsevien lukujen määrittämiseksi ovat melko jäykät, pH-arvon laskelmat ovat jonkin verran erityisiä siinä mielessä, että vain luvut desimaalin oikealla puolella lasketaan sig-viikunoiksi!
Hapon dissosiaatiovakio (Ka)
Hapon dissosiaatiovakio on ionin muodossa olevan hapon osuus. Heikoilla hapoilla on pieni Ka arvot, koska suurin osa haposta pysyy dissosiaatiota. Hiilihappo on hyvä esimerkki heikosta haposta. Tasapainoyhtälö on:
H2CO3 (aq) ↔ HCO3 (aq) − + H+ (aq) Ka = 4,3 x 10-7
Koska hiilihappo on diproottinen happo ja voi luovuttaa toisen H: n+, toinen dissosiaatioyhtälö on:
HCO3(aq)− ↔ CO32−(aq) + H+ (aq) Ka = 4,8 x 10-11
Vahvoilla hapoilla on suuret dissosiaatiovakiot; ne hajoavat kokonaan vedessä. Typpihappo on hyvä esimerkki vahvasta haposta. Typpihapon tasapainoyhtälö on:
HNO3 (aq) ↔ EI2− + H+ Ka = 40
Ka arvo 40 on huomattavasti merkittävämpi kuin hiilihapon arvo, joka oli 4,3 x 10-7.