Teško je živjeti u suvremenom svijetu, a da se ne čuju reference na kiseline, koje se često prikazuju u farmaceutskim i ostale reklame kao agresivni agensi namijenjeni brisanju i oštećivanju svih vrsta stvari, od kože do odjeće do namještaj. Nesumnjivo ste vidjeli oglase za proizvode koji se nazivaju antacidi, a koji su dizajnirani da se bave učincima kiseline koja se proizvodi u želucu.
Kiseline imaju različit stupanj jakosti ili kiselosti. Otkačena, ali u osnovi jednostavna ljestvica poznata kao pH skala je mjera koliko je vodena otopina kisela ili, u različitim okvirima istog kemijskog scenarija, koliko je bazična ili alkalna.
Da biste odredili pH vodene otopine (tj. Tvari otopljene u vodi), morate znati samo koncentraciju vodikovih iona (H+) u tom rješenju ili njegovom molarnost. Ali osim pH, što su uopće moli, molarnost i kiseline?
Činjenice o kiselinama i bazama
Kiseline su molekule koje mogu donirati protone. Jednostavan primjer je klorovodična kiselina, HCl. Ova molekula lako odustaje od svoje komponente H + u vodenoj otopini i predstavlja
jaka kiselina. Ostale kiseline, poput ugljične kiseline (H2CO3), nevoljko se odriču svojih protona i pozvani su slabe kiseline. Kad kiselina (HA) donira proton (H +), kaže se da je ionizirana, s tim da su proizvodi H + i sve što je ostalo (generički A−; u slučaju ugljične kiseline, HCO3−).Jake kiseline imaju niske pH vrijednosti. Voda je neutralna, s pH 7; jaka baze, ili akceptori protona (kao što je natrijev hidroksid, NaOH) imaju visoke pH vrijednosti, neke blizu 14,0.
Krtice i molarnost
U svrhu kiselinsko-bazne kemije prikladnije je izmjeriti koncentraciju otopljene tvari u madeži, ili pojedinačne čestice (npr. atomi, molekule), po jedinici volumena, a ne masi po jedinici volumena. To je zato što atomi međusobno reagiraju u poznatim omjerima na način koji nije povezan s atomskom masom.
Jedan mol (1 mol) bilo čega je 6,02 × 1023 čestice; 1 mol u volumenu od 1 L ima molarnost 1,0. Tako 6 mol NaCl u 8 L vodene otopine ima molarnost 6 mol / 8 L = 0,75; 6 mola puno masivnije molekule adenozin trifosfata otopljenog u 8 L ima veću masu, ali ima istu molarnost, 0,75 M.
Što je pH formula?
Jednadžba pH najčešće se zapisuje u obliku
pH = -log_ {10} [H ^ {+}]
Ovdje je količina u zagradama molarnost H + iona u otopini. Dakle, ako znate molarnost, možete dobiti pH vrijednost i obrnuto.
Primjeri proračuna pH
Da biste s molarnosti prešli na pH, pomoću kalkulatora ili sličnog alata odnesite logaritam do baze 10 (zadane baze) molarnosti, preokrenite znak da biste dobili pozitivnu vrijednost i gotovi ste!
Primjer: Ako je molarnost vodene otopine 6,3 × 10-5 M, koliki je pH?
pH = −log [6,3 × 10-5] = 4.2.
Također možete izračunati koncentraciju iz pH i pKa, potonji je izveden iz konstanta disocijacije kiselineKa. Što je veći Ka za određenu kiselinu jača je kiselina. PKa jer je bilo koja kiselina pH pri kojem je pola kiseline ionizirano (tj. kada je polovica "kiselih" protona pretočena u otopinu).
Jednadžba interesa poznata je kao Henderson-Hasselbach jednadžba i napisano je:
pH = pKa + log_ {10} \ dfrac {[A ^ {-}]} {[HA]}
To znači da s obzirom na pK kiselinea i relativnu koncentraciju aniona i "netaknute" kiseline, možete odrediti pH. Ka vrijednosti se mogu lako potražiti na mreži, a pKa možete pronaći na isti način kao i za pH ako i on nije naveden.
Online kalkulator pH i pOH
Pogledajte Resurse za web alat koji vam omogućuje određivanje pH različitih kiselih i bazičnih otopina. To možete koristiti da biste stekli osjećaj za odnos između različitih pojedinačnih jakosti kiseline, koncentracije i pH.